两轮平衡车的设计

衡机器人Р2005年,自行车系统的平衡控制理论取得突破。日本的村田制作所向公众展示了其最新研究。随后的几年时间里两轮自平衡车无论是其控制系统还是机械结构的优化选择方面都取得了长足的发展。Р1.2.2 国内研究状况Р 国内对两轮自平衡系统的研究起步较晚,但也取得了很大的进步。2003年台湾国立中央大学也制作了一个两轮自平衡模型,并通过模糊控制理论对其进行了控制,可实现相关功能的应用。2005年,哈尔滨工业大学的一个研究小组研制出一个两轮自平衡机器人的样机(图4)。依靠的基本原理是陀螺仪来检测车体的姿势,通过电动机来驱动小车的运行。Р Р 图4 两轮自平衡机器人的样机Р近年来科学技术的不断发展,随着对两轮自平衡小车研究的深入,国内平衡车机械结构、控制系统的不断完善,我国在这领域的研究也取得不断地发展。Р设计两轮平衡车主要克服的问题是其结构设计,材料选择等方面突出其体积小,节能减排的理念。而平衡车平衡控制的实现,依靠控制系统中硬件部分控制电路设计,传感器模块中参与信号参数检测的陀螺仪及加速度计及软件部分的控制器。Р1.3 本文主要完成的内容结构Р 以机械设计理论为基础,参阅机械专业相关文献,提出两轮自平衡电动小车的整车结构方案,并对其中的某些关键零部件进行设计和分析。Р全文共分为六章Р 第一章为绪论,阐述了两轮自平衡小车的课题背景和研究意义,介绍了国内Р外平衡小车的发展现状,并对本文的研究问题给予了说明。Р第二章为总体的设计,包括设计目标,总体结构设计,平衡车的工作原理。Р 第三章为机构设计主要包括车身,车架结构,悬架的结构,配电箱设计,动力装置,控制装置,转向装置,以及对本章的小结。并借助机械设计软件绘出具体模型。Р 第四章为控制系统的硬件系统和软件系统,主要包括单片机,传感器,电动机驱动器,控制程序及控制电路等。Р 第五章为研究课题的结论。Р 第二章总体设计Р2.1 设计目标