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公开(公告)号：CN110348140A
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201910637561.5
申请日：2019-07-15
申请人： 清华大学
IPC分类号： G06F17/50
摘要： 本发明公开了一种基于拖曳距的双轮机器人建模与静止平衡方法及装置，其中，该方法包括：将双轮机器人系统设置为多连杆多关节系统，在多连杆多关节系统中定义多个坐标系并计算出双轮机器人系统的拖曳距范围；根据多连杆多关节系统所受的闭环运动链和双轮机器人系统的车轮几何特性建立两个约束方程并建立运动学模型；利用第一类拉格朗日方程对运动学模型进行求解得到双轮机器人动力学模型，并对可控性矩阵的奇异值、闭环控制器的吸引域和控制代价进行分析，根据分析结果在拖曳距范围中确定出符合控制需求的拖曳距。该方法能反映在不同拖曳距下车把转角与质心高度变化的非线性关系，并能为拖曳距的选取提供一套分析流程，提高静止平衡的控制效果。
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公开(公告)号：CN111469927B
公开(公告)日：2021-08-17
申请号：CN202010356414.3
申请日：2020-04-29
申请人： 清华大学
IPC分类号： B62D21/18
摘要： 本发明公开了一种大载荷可变前倾角单轨双轮机器人分体式结构框架；包括主框架，第一梁体，第二梁体，转向架，驱动件，锁止套，锁紧件，检测件等。第一梁体与主框架通过高强度螺栓刚性连接，第二梁体与主框架通过高强度螺栓刚性连接；转向架与驱动件的输出轴由花键连接，通过驱动件固定于第一梁体，转向架可绕驱动件的轴旋转调整其转向轴心与水平面角度；锁止套与驱动件的输入轴连接，可沿驱动件轴心滑动，锁紧件装入驱动件后可锁止驱动件的输入轴和输出轴的转动；检测件安装于第一梁体，通过驱动件的输出轴转动读取数据；实现单轨双轮机器人前倾角精确调整，通过分体式结构可实现不同功能下快速换装部件使用。
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公开(公告)号：CN111497959A
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN202010281556.8
申请日：2020-04-10
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了一种单轨双轮机器人大力矩伺服转向和光学感知系统模块，包括：转向轴、固定架、第一驱动件、云台、检测件、第二驱动件，第一驱动件和固定架刚性连接，固定架与单轨双轮机器人的主架刚性连接，转向轴、固定架和第一驱动件构成转向运动执行模块；云台、检测件和第二驱动件构成感知模块，感知模块通过云台与固定架连接，云台具有可调整角度的安装面，检测件设在安装面上，第二驱动件设在云台上控制云台的安装面角度，满足单轨机器人运动或静止情况下检测件的工况要求。本发明实现了分体模块化和整体模块化，通过在固定架上设置感知模块能够实现大力矩转向的同时提供环境检测。
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公开(公告)号：CN110989711A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911336937.5
申请日：2019-12-23
申请人： 清华大学
IPC分类号： G05D17/02 , G01M13/00 , G01M17/007
摘要： 本发明公开了一种无人摩托主动平衡装置载荷与寿命测试设备，包括第一耳座、第二耳座、第一扭力杆、第二扭力杆、夹具、绝对式角位移数字编码器、力矩传感器、行星减速器和伺服电机，第一耳座和第二耳座相对间隔开地设置；第一扭力杆可转动地支撑在第一耳座上，第二扭力杆可转动地支撑在第二耳座上；夹具设置在第一耳座和第二耳座之间，夹具的一端与第一扭力杆的一端固定且另一端与第二扭力杆的一端固定；绝对式角位移数字编码器设置在第二扭力杆外端面上；力矩传感器一端与第一扭力杆另一端固定且另一端与行星减速器一端固定；伺服电机与行星减速器的另一端固定。本发明实现了在实验室内对无人摩托主动平衡装置载荷和寿命进行半实物仿真实验。
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公开(公告)号：CN111736618B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202010598923.7
申请日：2020-06-28
申请人： 清华大学
摘要： 本申请实施例公开了一种无人摩托转向控制参数整定方法和装置，该方法包括：将无人摩托的每个主动平衡参数各自对应为粒子群算法中粒子的一个维度；所述主动平衡参数为一个或多个；将粒子中的每个维度分别设置为不同的初始值，以获取多个初始粒子，并由所述多个初始粒子组成粒子种群；从所述粒子种群中选择出最优粒子；将所述最优粒子的维度对应的主动平衡参数作为所述无人摩托的转向控制参数。通过该实施例方案，实现了不依赖于工程师经验，具有可靠的科学依据，提高了无人摩托主动平衡过程的稳定性。
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公开(公告)号：CN111469927A
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN202010356414.3
申请日：2020-04-29
申请人： 清华大学
IPC分类号： B62D21/18
摘要： 本发明公开了一种大载荷可变前倾角单轨双轮机器人分体式结构框架；包括主框架，第一梁体，第二梁体，转向架，驱动件，锁止套，锁紧件，检测件等。第一梁体与主框架通过高强度螺栓刚性连接，第二梁体与主框架通过高强度螺栓刚性连接；转向架与驱动件的输出轴由花键连接，通过驱动件固定于第一梁体，转向架可绕驱动件的轴旋转调整其转向轴心与水平面角度；锁止套与驱动件的输入轴连接，可沿驱动件轴心滑动，锁紧件装入驱动件后可锁止驱动件的输入轴和输出轴的转动；检测件安装于第一梁体，通过驱动件的输出轴转动读取数据；实现单轨双轮机器人前倾角精确调整，通过分体式结构可实现不同功能下快速换装部件使用。
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公开(公告)号：CN110348140B
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN201910637561.5
申请日：2019-07-15
申请人： 清华大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F30/17 , G06F111/04 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种基于拖曳距的双轮机器人建模与静止平衡方法及装置，其中，该方法包括：将双轮机器人系统设置为多连杆多关节系统，在多连杆多关节系统中定义多个坐标系并计算出双轮机器人系统的拖曳距范围；根据多连杆多关节系统所受的闭环运动链和双轮机器人系统的车轮几何特性建立两个约束方程并建立运动学模型；利用第一类拉格朗日方程对运动学模型进行求解得到双轮机器人动力学模型，并对可控性矩阵的奇异值、闭环控制器的吸引域和控制代价进行分析，根据分析结果在拖曳距范围中确定出符合控制需求的拖曳距。该方法能反映在不同拖曳距下车把转角与质心高度变化的非线性关系，并能为拖曳距的选取提供一套分析流程，提高静止平衡的控制效果。
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公开(公告)号：CN111497959B
公开(公告)日：2021-05-04
申请号：CN202010281556.8
申请日：2020-04-10
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了一种单轨双轮机器人大力矩伺服转向和光学感知系统模块，包括：转向轴、固定架、第一驱动件、云台、检测件、第二驱动件，第一驱动件和固定架刚性连接，固定架与单轨双轮机器人的主架刚性连接，转向轴、固定架和第一驱动件构成转向运动执行模块；云台、检测件和第二驱动件构成感知模块，感知模块通过云台与固定架连接，云台具有可调整角度的安装面，检测件设在安装面上，第二驱动件设在云台上控制云台的安装面角度，满足单轨机器人运动或静止情况下检测件的工况要求。本发明实现了分体模块化和整体模块化，通过在固定架上设置感知模块能够实现大力矩转向的同时提供环境检测。
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公开(公告)号：CN110962977B
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN201911338651.0
申请日：2019-12-23
申请人： 清华大学
摘要： 本发明公开了一种无人摩托转动陀螺主动平衡装置，包括外壳和可转动地安装在外壳上的两个飞轮陀螺组件；飞轮陀螺组件包括飞轮组件和进动组件，飞轮组件用于提供大转动惯量；进动组件固定在飞轮组件的一侧且进动组件的轴线与飞轮组件的轴线垂直相交；两个飞轮组件的轴线沿上下方向延伸，两个飞轮组件的飞轮双向对称旋转，两个进动组件的轴线相互平行且沿左右方向延伸，其中一个飞轮陀螺组件的进动组件位于外壳的左侧，另一个飞轮陀螺组件的进动组件位于外壳的右侧，两个进动组件双向对称旋转。本发明可以实现大重量无人摩托车快速主动平衡调整，达到无人摩托车的高精度、高可靠性、高抗扰条件下的主动平衡调节，满足无人摩托车的敏捷运动调姿。
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公开(公告)号：CN110989711B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201911336937.5
申请日：2019-12-23
申请人： 清华大学
IPC分类号： G05D17/02 , G01M13/00 , G01M17/007
摘要： 本发明公开了一种无人摩托主动平衡装置载荷与寿命测试设备，包括第一耳座、第二耳座、第一扭力杆、第二扭力杆、夹具、绝对式角位移数字编码器、力矩传感器、行星减速器和伺服电机，第一耳座和第二耳座相对间隔开地设置；第一扭力杆可转动地支撑在第一耳座上，第二扭力杆可转动地支撑在第二耳座上；夹具设置在第一耳座和第二耳座之间，夹具的一端与第一扭力杆的一端固定且另一端与第二扭力杆的一端固定；绝对式角位移数字编码器设置在第二扭力杆外端面上；力矩传感器一端与第一扭力杆另一端固定且另一端与行星减速器一端固定；伺服电机与行星减速器的另一端固定。本发明实现了在实验室内对无人摩托主动平衡装置载荷和寿命进行半实物仿真实验。
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