自平衡装置及其系统和机器人以及防跌倒装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111438708A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号201910039931.5(22)申请日2019.01.16(71)申请人杭州程天科技发展有限公司地址310000浙江省杭州市余杭区仓前街道文一西路1326号2号楼7F-01B(72)发明人王天(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人刘曾(51)Int.Cl.B25J19/00(2006.01)B25J19/06(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称自平衡装置及其系统和机器人以及防跌倒装置(57)摘要本发明涉及机器人平衡装置技术领域，尤其涉及一种自平衡装置及其系统和机器人以及防跌倒装置。该自平衡装置及其系统包括框架结构、飞轮结构和控制器；飞轮结构可转动的连接在框架结构内，控制器固定设置在框架结构上；框架结构设置有框架驱动设备；框架驱动设备驱动连接飞轮结构；框架结构设置有与控制器电连接的飞轮角位移传感器；飞轮结构的转动方向与飞轮结构的转子转动方向呈夹角设置；飞轮结构和框架驱动设备分别与控制器电连接。该自平衡装置应用于外骨骼机器人、多足机器人等机器人和防跌倒装置。该本发明的目的在于提供自平衡装置及其系统和机器人以及防跌倒装置，以解决现有技术中存在的行走时无法自主平衡的技术问题。CN111438708ACN111438708A权利要求书1/2页1.一种自平衡装置，其特征在于，包括框架结构、飞轮结构和控制器；所述飞轮结构可转动的连接在所述框架结构内，所述控制器固定设置在所述框架结构上；所述框架结构设置有框架驱动设备；所述框架驱动设备驱动连接所述飞轮结构，以使所述飞轮结构相对于所述框架结构转动；所述框架结构设置有飞轮角位移传感器；所述飞轮角位移传感器与所述控制器电连接，用于监测所述飞轮结构相对于所述框架结构转动的角度变化量；所述飞轮结构相对于所述框架结构的转动方向与所述飞轮结构的转子转动方向呈夹角设置；所述飞轮结构和所述框架驱动设备分别与所述控制器电连接。2.根据权利要求1所述的自平衡装置，其特征在于，所述飞轮结构包括飞轮壳体、飞轮转子和转子转速传感器；所述飞轮转子和所述转子转速传感器分别设置在所述飞轮壳体内；所述框架驱动设备驱动连接所述飞轮壳体，以使所述飞轮壳体相对于所述框架结构转动；所述飞轮角位移传感器用于监测所述飞轮壳体相对于所述框架结构转动的角度变化量；所述飞轮壳体设置有与所述控制器电连接的转子驱动设备；所述转子驱动设备驱动连接所述飞轮转子，以使所述飞轮转子转动；所述转子转速传感器与所述控制器电连接，用于监测所述飞轮转子的转速；所述飞轮壳体相对于所述框架结构的转动方向与所述飞轮转子的转动方向呈夹角设置。3.根据权利要求2所述的自平衡装置，其特征在于，所述飞轮壳体相对于所述框架结构的转动方向与所述飞轮转子的转动方向呈直角设置。4.根据权利要求2所述的自平衡装置，其特征在于，所述飞轮壳体的一侧或者两侧设置有与所述框架结构连接的飞轮转轴，所述飞轮壳体能够绕所述飞轮转轴的轴线相对于所述框架结构转动；所述飞轮转轴的轴线与所述飞轮转子的转动轴线呈夹角设置。5.根据权利要求4所述的自平衡装置，其特征在于，所述框架驱动设备设置在所述框架结构的外部，且所述框架驱动设备的驱动端穿过所述框架结构与所述飞轮转轴固定连接。6.根据权利要求2所述的自平衡装置，其特征在于，所述转子转速传感器的数量为多个；多个所述转子转速传感器设置在所述飞轮壳体的不同位置。7.根据权利要求2所述的自平衡装置，其特征在于，所述框架驱动设备包括驱动电机；所述转子驱动设备包括驱动电机。8.一种自平衡系统，其特征在于，包括多个权利要求1-7任一项所述的自平衡装置；多个所述自平衡装置的框架结构位置相对固定。9.根据权利要求8所述的自平衡系统，其特征在于，多个所述自平衡装置呈正棱锥形、平面正多边形、平面十字形或者平面双平行形设置。10.根据权利要求8所述的自平衡系统，其特征在于，所述自平衡装置的数量为四个；四个所述自平衡装置呈正三棱锥形、正四棱锥形、平面十字形或者平面双平行形设置。11.一种自平衡系统，其特征在于，包括系统支架、系统驱动设备和权利要求1-7任一项2CN111438708A权利要求书2/2页所述的自平衡装置；所述系统支架设置有所述系统驱动设备；所述框架结构可转动连接所述系统支架；所述系统驱动设备驱动连接所述自平衡装置的框架结构，以使所述框架结构转动；所述框架结构的转动方向、所述飞轮结构相对于所述框架结构的转动方向和所述飞轮结构的转子转动方向互呈夹角设置；所述系统驱动设备与所述自平衡装置的控制器电连接。12.根据权利要求11所述