两轮平衡车中机械手臂的研究

1、两轮平衡车中机械手臂的研究两轮平衡车中机械手臂的研究一一、自平衡电动车、自平衡电动车二二、两轮自平衡机器人、两轮自平衡机器人三三、加速度计、加速度计四四、陀螺仪、陀螺仪五五、两、两轮机器人姿态检测轮机器人姿态检测六六、卡尔曼滤波、卡尔曼滤波七、两轮自平衡机器人发展前景七、两轮自平衡机器人发展前景一、自平衡车电动车一、自平衡车电动车自平衡电动车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的交通工具。在社会飞速发展的今天，交通拥堵也成了最终现象，一款时尚的电动车，让您享受穿梭于闹市的轻松与快乐。自平衡电动车代替自行车和电动车作为交通工具是时尚潮流的发展。自平衡电动车的兴起，即将引发一场新的交通革命。1、两轮自

2、平衡电动车组成两轮自平衡电动车组成自平衡电动也叫电动平衡车、体感车等，自动平衡运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-State Gyroscopes）来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。如右图所示：2、两轮自平衡车的运动、两轮自平衡车的运动由于两轮自平衡电动车的两轮结构，使得它的重心在上、支点在下，故在非控制状态（或静态）下为一不稳定系统。然而，可以利用倒立摆系统倒立摆系统的控制原理，通过微处理器的控制

3、使它能够如倒立摆一样稳定在一个平衡位置处，并能在保持平衡的状态下按照使用者的指令要求正常运行。两轮自平衡电动车实际上是一级直线式倒立摆和旋转式倒立摆的结合体，它的控制原理与倒立摆系统的基本一致。更形象地说，自平衡电动车的工作原理更像人行走的过程。3、倒立、倒立摆摆系统系统Inverted Pendulum System倒立摆系统是控制系统的一个重要的分支和典型的应用，实际上它可以理解成在计算机的控制下，通过对系统各种状态参数的实时分析，使系统在水平方向或垂直方向上的位移和角度（角速度）的偏移量控制在允许的范围以内，从而使系统保持平衡。右图为倒立摆模型：4、自平衡电动车工作原理、自平衡电动车工作

4、原理自平衡独轮车在平衡点附近的稳定控制与其它倒立摆系统的特点基本相似。当在大范围内保持稳定时，其由于控制角度变大而引起的非线性和负载变化造成的不确定性变得尤其突出，必须施加一定的控制手段才能使之稳定，因此自平衡车比其它倒立摆控制系统的研究内容更为广泛，需要采取其他的控制方法共同完成对自平衡车的良好控制。二、两轮二、两轮自平衡自平衡机器人机器人两轮自平衡机器人作为一种特殊的倒立摆式的移动机器人，具有非完整、非线性、欠驱动和不稳定等特点，这使它能够成为验证各种控制算法的理想平台。同时它具有运动灵活、结构简单，容易控制的特点，具有广泛的应用前景。可用于交通、教育、服务机器人和玩具等领域。所以开展两轮

5、自平衡机器人方面的研究工作对提高我国在该领域的科研水平、扩展机器人的应用背景等具有重要的理论与现实的意义。两两轮自平衡机器人控制轮自平衡机器人控制（1）机器人速度控制： 车模运行速度是通过控制车轮速度实现的（2）机器人方向控制 道路电磁中心线的偏差检测 电机差动控制（3）车模倾角测量 加速度传感器 角速度传感器-陀螺仪 三、加速度计三、加速度计（accelerometer）测量运载体线加速度的仪表。测量飞机过载的加速度计是最早获得应用的飞机仪表之一。飞机上还常用加速度计来监控发动机故障和飞机结构的疲劳损伤情况。在各类飞行器的飞行试验中，加速度计是研究飞行器颤振和疲劳寿命的重要工具。在飞行控制系统中，加速度计是重要的动态特性校正元件。在惯性导航系统中，高精度的加速度计是最基本的敏感元件之一。1、加速度计基本部件、加速度