双轮机器人怎么保持平衡

燕山大学

课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

学院（系）：机械工程学院

年级专业：12级机械电子工程

组号：3

学生：

指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲

唐艳华富娟晓飞正操胡浩波

日期： 2015.11

燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：机械电子工程系

摘要

两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。

两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。

制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。此外小车能在正常条

燕山大学

课 程 设 计 说 明 书

题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

学院（系）：机械工程学院 年级专业：12级机械电子工程 组 号：3

学生姓名：

指导教师：史艳国 姚建涛 李艳文 史小华 张庆玲

唐艳华 李富娟 刘晓飞 刘正操 胡浩波

日 期： 2015.11

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：机械工程学院 基层教学单位：机械电子工程系

组号 设计题目 学生姓名 双轮自平衡小车机器人系统设计与制作 设 计 在课程研究项目所搭建的伺服控制系统的基础上，自主设计加工双轮车的机械系统，并完成要 智能双轮自平衡车系统装配与调试。 求 所搭建的双轮车系统需要具备以下基本功能： 技 术 参 数 a. 具备一定的自平衡能力，自动检测自身机械系统的倾角并完成姿态的调整； b. 具备一定的负载承载能力，在加载一定重量的重物时能够快速做出调整并保证自身系统的自我平衡； c. 具备速度调节能力，能够以不同的运动速度实现双轮车系统的前进、后退、左转与右转等动作； d. 具备无线通讯功能，能够实现双轮自平衡车系统的无线远程操作控制。 （1）资料分析：查阅相关文献资料，对资料进行分析总结。 （2）机器人总体设计

单轮机器人：实用机电一体化的解决方法

引言：这篇文章展了一种机电一体化的方法，是复杂的动力系统

满足规范要求。这种机电一体化的方法有以下几个步骤：分析设计，系统集成，传感与控制，以及方案评估。这种机电一体化方法意味着周期的设计与实现，检测和控制不断重复，直到系统通过评估满足目标要求。在使用陀螺效应的机器人之后，一个被叫做GYROBO的单轮机器人进行了系统开发和机电一体化控制方法的研究，其目标是为了在地面上行驶的时候保持平衡性。然而，对于单轮机器人来说，成功的保持平衡性并在路面上行驶是相当困难和具有挑战性的，由于一个点接触很容易在横向上倾倒。为了拥有其平衡性，许多问题不得不在申请任何先进行测控实验前解决。在诸多设计分析方法中（传感与控制，系统集成，方案评估），最重要的是分析设计，然而，分析设计不能保证平衡性成功的表现。由于复杂的系统体系，实用机电一体化方法是去不断重复设计步骤，经过机械装配和重置车轮壳体内部组件，和结合简单的线性控制器，使GYROBO成功的实现平衡和行驶。

1.GYROBO建模

GYROBO 能够按照远程操作员所给的指定轨迹行驶。平衡控制的实验研究表明，GYROBO前进，后退，转弯，以及翻越障碍都支持机电一体化方法来控制

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

河南理工大学毕业设计说明书

目 录

目 录 ...................................... 1 摘要 ........................................ 3 Abstract .................................... 4 前 言 ..................... 错误！未定义书签。 1. RoboCup机器人足球世界杯简介 .............. 8

1.1前言 ............................................................................................................................... 8 1.2 ROBOCUP机器人足球世界杯 ....................................................................................... 9 1.3足球机器人研究 ......................................

工业机器人技术发展现状

摘要：随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。本文通过分析国内外工业机器人技术和产业现状，了解了近代工业机器人的发展趋势；并以ABB公司为例，通过介绍其第7代新型工业机器人产品——IRB6700系列，对当代工业机器人的发展进行了了解。

关键词：工业机器人、现状、ABB、IRB6700系列

0．前言：

工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。

1．国内外工业机器人技术与产业现状

1.1国外机器人技术与产业现状

自从20世纪60年代开始，经过近六十年的迅速发展，随着对产品加工精度要求的提高，关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作，再加上各国对工人工作环境的严格要求，高危、有毒等恶劣条件的工作逐渐由机器人进行替代作业，从而增加了对工业机器

篇一：QQ群机器人命令大全与说明

小黑Robot机器人命令大全与说明

您好，欢迎您使用QQ机器人帮助手册，本手册将指引您更明晰地了解指令，说明等过程。 如果想续费，请提前购买：

以下内容有三种颜色区分：

红色——代表指令

蓝色——代表功能

橙色——代表重点和注意的事项

索引

一、续费、激活说明与指令 (第2页)

二、操作过程中的注意事项（第4页）

三、机器人普通聊天指令说明 （第5页）

四、机器人普通指令 （第6页）

五、机器人特殊指令之——群管指令 (第8页)

六、机器人特殊指令之——便民指令（第12页）

七、机器人特殊指令之——娱乐指令（第14页）

续费、激活说明与指令

当您购买机器人后，旺旺会自动发给您卡密，下面就是卡密的用法。

首先，您需要添加机器人QQ为好友，机器人QQ会在您付款后旺旺通知您

添加好机器人后请发送指令：#充值+卡号+[群号]

注意，指令前有#号，整条指令不算+号，群号有中括号“[]”

如图：

提示充值成功后，即可拉入此机器人进你的QQ群。方法为，进入QQ群后，点击“群设置”——“邀请好友入群”——选中机器人

如图：

机器人会自动识别，如果您已授权群，那么机器人会自动同意进群邀请。

然后就可以开始您的聊天之旅啦！

操作过程中的注意事项

机器人利用云回复功能，更先进丰富的

谁是机器人

谁是机器人

作者刘嘉惟

人物男学生甲；

男学生乙；

丙(女机器人)

[甲乙上]

甲哎哎哎，你上哪儿去啊?“风风火火闯九州”似的。

乙找家教去。

甲找家教?你脑子有毛病啊?现在都2050年了，电脑里的历史课说，50年前，在我国开展了一场声势浩大的减轻学生负担的活动，家教遭到了上上下下一致的批评，50年前已经消失得无影无踪了。

乙我说的家教不是历史上的那种家教，我是想让人来我“家”“教”“教”我，该上哪儿去玩!

甲这倒也是。唉，自从记忆可以移植，人一个个都聪明得像牛顿、贝多芬、爱因斯坦一样，学习时间大大减少，但空下来干什么呢?能玩的地方都玩遍了，什么火山啊，海底啊，月球啊，彗星啊，金星啊，水星啊土星啊，上次，我妈妈还带我上了一次冥王星??

乙只有太阳没有去??

甲现在不开放，我有什么办法?

[丙上]

丙请问，是你们找我吗?

乙您是??

丙我是“为您解难”中心的。

乙对对对，是我??我们找您。想请您帮我们找一个可以玩一玩的内容。

甲我们有言在先，凡是一个正常的17岁的男孩子可以玩到的东西，我们基本上都玩过了。

WaltronTech创建于2003年9月,专注于机器人系统集成,致力于打造机器人系统技术服务团队。公司的业务运营分布在广州、上海、苏州,在天津和武汉拥有技术服务网点。设立电子制造、汽车部件、客户委托制造三个项目部,成为华南地区最专业的机器人系统集成商之一(RoboTeq),同时成为国内外知名的机器人公司的合作伙伴,如爱普生、ABB、三菱、DENSO、YASKAWA等,为广大客户提供高效率、提升品质、减轻劳动强度的系统解决方案。

WaltronTech创建于2003年9月,专注于机器人系统集成,致力于打造机器人系统技术服务团队。公司的业务运营分布在广州、上海、苏州,在天津和武汉拥有技术服务网点。设立电子制造、汽车部件、客户委托制造三个项目部,成为华南地区最专业的机器人系统集成商之一(RoboTeq),同时成为国内外知名的机器人公司的合作伙伴,如爱普生、ABB、三菱、DENSO、YASKAWA等,为广大客户提供高效率、提升品质、减轻劳动强度的系统解决方案。

WaltronTech 简介

WaltronTech创建于2003年9月，专注于机器人系统集成，致力于打造机器人系统技术服务团队。公司的业务运营分布在广州、上海、苏州，在天津和武汉拥有技术服务网点

一． 激趣导入

1.同学们，今天老师给大家介绍一位新朋友，大家看看他是谁？

? 并且思考他有什么本领？ ? 播放ppt

? 提问：大家来说说他是谁？有什么本领呢？ ? 机器人具有许多本领，可以帮人类做很多事情，大家想不想做小小的科学家，自己设计一位机器人呢？跟随老师来学习机器人这一课。

二． 新课讲授

请大家猜一猜，世界第一台机器人出生在哪个国家？

? 世界上第一台机器人出生在美国，由机器人之父先生发明的，伯格先生一生都在致力于机器人的

研究，设计出来很多机器人。第一台机器人身躯非常庞大，功能也极少。

? 经过科学的发展，在2000年中国自主研发了第一位机器人，他的名字叫做先行者，开启了中国研制机器人之路。同学们发现，他有什么外形特点？已经有了人类的外形特点，并且学会了走路。 ? 2000年到2017年期间经过科学家坚持不懈的努力，创造出具有多种本领的机器人。 请同学来说一些他们有什么本领？机器人多才多艺，这里还有一位会跳舞的机器人，请同学们一起来欣赏它优美的舞姿。

? 大家欣赏了这么多机器人，一起来找找他们和人类有什么相似之处，他们用什么来思考？来行走？来观察世界（头部、四肢）

? 老师带来了机器人的零件，请同学们一起来把他

们组合成一个完整