自平衡机器人10
Robin产品手册-易步机器人有限公司

●感谢您选择并购买Robin!●Robin是一款自动保持平衡的电动平衡车。
●《产品手册》旨在帮助您快捷地组装、使用、维护Robin。
●了解驾驶Robin的安全警告和注意事项非常重要。
产品手册·该说明书适用于东莞易步机器人有限公司所生产的Robin系列电动平衡车·●当您驾驶Robin时,您有可能失去控制、碰撞和摔倒。
因此您必须学习如何安全驾驶Robin,以避免危险。
●您可以通过查看《产品手册》和安全视频学习安全驾驶技术。
●本产品手册向客户告知所有操作说明和注意事项,Robin产品使用者必须仔细阅读并按本说明书的要求操作,如果产品使用者未按提示操作或违反警示内容,所产生的一切后果,东莞易步机器人有限公司将不负法律责任。
●如果想得到产品的相关服务支持,您可以联系代理商;您可以登陆东莞易步机器人有限公司网站()查看各代理商的相关信息。
●所有认证代理商可以到东莞易步机器人有限公司网站查看。
1.1文档概述 (2)1.2相关用户手册 (2)1.3文档相关说明 (2)2.产品介绍 (3)2.1Robin车型描述 (3)2.2记录Robin相关序列号 (3)2.3Robin如何工作 (3)3.安装Robin (3)3.1检查Robin包装箱内各部件是否齐全 (3)3.2组装Robin (4)4.Robin控制及信息显示装置 (5)4.1Robin遥控 (5)4.2脚踏传感器 (5)4.3显示板 (6)5.电池使用说明 (6)5.1电池电量为零 (6)5.2充电步骤 (6)5.3温度过高或者过低情况 (7)5.4电池详细规格说明 (7)5.5运输电池时注意事项 (7)6.安全使用Robin (8)6.1驾驶者的重量限制 (8)6.2最大行驶距离 (8)6.3速度限制 (8)6.4震动警告 (9)7.学习驾驶Robin (9)7.1启动Robin (9)7.2安全停车 (9)7.3驾驶步骤 (10)7.4驾驶练习 (10)8.驾驶安全指导 (10)9.维护和保养 (12)9.1搬运Robin (12)9.2车轮的维护 (12)9.3清洁 (12)9.4存放 (12)10.Robin零件 (13)11.Robin参数 (13)12.故障处理 (13)祝您使用愉快 (13)1. 文档概述1.1 文档概述● 描述安全和警告信息,以确保每一位驾驶者都能安全驾驶Robin 并享受其带来的乐趣 ● 介绍Robin 的各个零部件 ● 讨论组装Robin 的步骤 ● 描述驾驶安全注意事项 ●提供详细的驾驶方法及技巧1.2 相关用户手册《产品手册》旨在帮助您正确组装和使用Robin ,更加详细和综合的信息请查看安全视频。
机器人平衡原理

机器人平衡原理
机器人平衡原理基本上可以归结为机械平衡和动力学平衡两个方面。
1. 机械平衡:机器人需要具备稳定的机械结构,能够在不倾倒的情况下保持平衡。
这包括设计合理的重心位置、稳定的支撑点,以及适当的惯性力和弹性力的控制等。
通过优化机械结构和参数,可以使机器人具备较好的静态和动态平衡性能。
2. 动力学平衡:机器人需要根据外部力和重心位置的变化来调整自身的姿态,以保持平衡。
这涉及到对机器人动力学特性的建模和控制,以及利用传感器反馈信息实时调整机器人的姿态。
通过实时检测和控制机器人的运动状态,可以及时纠正不稳定的姿态,从而实现平衡。
总之,机器人平衡原理包括机械平衡和动力学平衡两个方面,通过优化机械结构和参数、建模和控制机器人的动力学特性以及利用传感器反馈信息实时调整姿态等手段来保持平衡。
两轮同轴机器人的自平衡控制研究

个 惯 性 基 准 , 感 知 两 轮 同 轴 机 器 人 位 姿 和 倾 角 , 进 行 平 衡 协 调 ; 通 过 PI 调 节 和 卡 尔 曼 滤 波 , 实 现 机 器 人 轮 子 转 速 控 制 和 平 衡 杆 D
平 衡 控 制 PI 调 节 D
的平衡控制的有机 统一。 [ 键 词 ] 轮 同 轴 机 器 人 关 两
[ 图分 类 号] 中 TK4 2l
[ 献 标 识 码】 文 A
[ 章 编 号 】0 7 4l ( 0 0 0 -0 0 -0 文 1 0 -9 6 2 1 ) 7 l 5 2
1引言
目 前 现 有 的 机 器 人 或 短 距 离 运 输 工 具 都 以 四 轮 传 动 机 构 作 为 动 力 系 统 , 其 劣 势 在 于 系 统 的 占 地 面 积 较 大 、 行 动 不 够 灵 活 。 而 两 轮 同 轴 机 器 人 以 两 轮 同 轴 直 立 移 动 , 减 小 了 占 地 面 积 , 可 以 实 现 零 半 径 转 弯 的 运 动 , 移 动 灵 活 。 两 轮 同 轴 机 器 人 占 地 面 积 小 , 为 狭 小 危 险 空 间 下 进 行 数 据 采 集 或 现 场 勘 测 提 供 了 有 利
杆 的 摆 动 , 实 现 机 器 人 轮 子 转 速 控 制 和 平 衡 杆 的 平 衡 控 制 的 有 机 统 一 , 简 化 控 制 逻 辑。 两 轮 同 轴 机 器 人 实 体 结 构 如 图 l所 示 。
条件 。 两 轮 同 轴 机 器 人 是 一 种 特 殊 轮 式 移 动 机 器 人 , 其 动 力 学 方 程 是 多 变 量 、 严 重 不 稳 定 、 耦 合 、 时 变 、 参 数 不 确 定 的 非 线 性 高 阶 方 程 [ ] 加 上 运 动 学 方 程 中 的 非 完 1, 整 性 约 束 , 要 求 完 成 的 控 制 任 务 也 具 应 速 度 。 加 速 度 计 选 用 采 用 AD 公 司 生 产 的 线 性 PW M 输 出 加 速 度 传 感 器 ADXL3 0 ADXL3 0利 用 微 传 3, 3 感 器 感 知 三 维 的 加 速 度 , 将 得 到 的 三 维 交
两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

o f a c c e l e r o m e t e r a n d g y r o s c o p e .T h e n , a P I D - L Q R c o n t r o l l e r w i t h P I D d y n a mi c a d j u s t m e n t a n d L Q R R a c k i n g f u n c —
滤 波实现加速度 计及陀螺仪 的信 息融合 , 然后 设计 了一 种具 有 P I D动态 调节及 L Q R跟踪 功能 的 P I D — L Q R控制 器 , 解决了 机器人在大 角度 范围 内不 能快 速稳定地达到设定 状态效果 的问题 , 最后 搭建 了以 K 6 0微控制 器为 核心 的机器 人软 硬件平 台。仿 真结果表 明当设 定速度 为 1 m / s 时, P I D — L Q R控制器 比 L Q R控制器 动态 响应速 度减少 接近 1 S 。实际应 用测试 结果 表 明当机器人受 冲击后 , 重 新 回到平衡位 置的时间减少接 近 l s , 平衡 位置 的扰动大 小减小 5 0 %左右 。 关键 词 : 两轮 自平衡机器 人 ; 动态模 型 ; P I D — L Q R控制 器 ; K r 0 微 控制器
t i o n i s d e s i g n e d t o s o l v e t h e p r o b l e m t h a t t h e r o b o t c a n’ t c h a n g e f a s t a n d s t e a d y e n o u g h t o s e t t h e s t a t e i n a l a r g e
第2 7卷 第 8期
・
电子测量与仪器学报
机器人站立不倒的机理

机器人站立不倒的机理
机器人站立不倒平衡的方式有多种机理,下面列举了几种常见的方式:
1. 刚性机构平衡:
原理:通过设计机器人的身体结构和关节连接方式,使其具有良好的稳定性和抗干扰能力,能够自主保持平衡。
优点:适用于简单和确定性较高的环境,不需要复杂的算法和控制。
缺点:对于复杂和不确定的环境,刚性机构难以应对,需要额外的传感器和算法支持。
2. 基于传感器反馈的平衡:
原理:通过在机器人身上安装传感器,如陀螺仪、加速度计、力传感器等,实时获取姿态和环境信息,并根据反馈控制算法进行调整来保持平衡。
优点:适应性强,能够适应复杂和不确定的环境,具有较高的稳定性和抗干扰能力。
缺点:依赖传感器的准确性和稳定性,对于大规模和复杂的机器人系统,传感器成本和数据处理的复杂度较高。
3. 动态稳定控制:
原理:通过实时计算和控制机器人的动作和力矩,在运动过程中保持平衡。
可以使用模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)等方法进行动态稳定控制。
优点:适用于快速运动和复杂环境下的平衡控制,具有较高的灵活性和自适应性。
缺点:算法复杂度较高,对计算资源和实时性要求较高,对模型预测的准确性和稳定性有一定的要求。
不同的平衡方式有不同的适用场景和性能特点。
选择合适的平衡方式需要考虑机器人的应用环境、机器人自身的结构和特性,以及对平衡性能和资源消耗的需求。
在实际应用中,通常会根据具体情况综合考虑多种平衡方式来实现机器人的平衡控制。
平衡力在技术和工程发展中的作用和创新

平衡力在技术和工程发展中的作用和创新随着科技和工程领域的迅猛发展,平衡力作为一种重要的力学概念,在实际应用中扮演着不可或缺的角色。
平衡力的作用不仅体现在各个行业的设计和施工中,同时也催生了许多技术和工程领域的创新。
本文将探讨平衡力在技术和工程发展中的作用,并介绍一些相关的创新案例。
一、平衡力的作用1. 提高安全性能平衡力在技术和工程中的一个主要作用是提高安全性能。
通过正确运用平衡力的原理,工程师和设计师能够确保建筑物、设备和机械的稳定性。
例如,在桥梁建设中,平衡力的应用可以有效减少桥梁结构受力不均引起的变形和破坏,提高桥梁的承载能力和使用寿命。
2. 优化能源利用平衡力还可以在能源利用方面发挥重要作用。
例如,通过利用平衡力原理设计和制造高效的发电机,可以实现能源的最大化利用。
此外,平衡力还可应用于风力发电和水力发电等领域,通过合理设计和利用风力或水力的平衡力,将能量转化为电能,减少对传统能源的依赖。
3. 提高运动性能平衡力在运动领域也扮演着重要的角色。
例如,平衡车的原理就是通过动态平衡力来实现骑行过程中的平衡和稳定。
许多体育项目,如滑雪、冰球等,都需要运动员通过平衡力来保持稳定和灵活性。
此外,平衡力的应用还可以提高机器人和无人驾驶车辆等智能设备的运动性能。
二、平衡力的创新案例1. 自平衡机器人自平衡机器人是运用平衡力原理的典型创新案例之一。
这种机器人通过测量和分析自身倾斜的角度,并根据倾斜情况调节身体的平衡,实现自主行走和保持稳定。
自平衡机器人的设计和制造对于机器人技术的发展具有重要意义,不仅可以应用于家庭助手、仓库管理和医疗辅助等领域,还可以为未来的智能服务机器人提供创新思路。
2. 高空作业平衡装置高空作业平衡装置是一种基于平衡力原理的创新设备,主要用于高空作业中的施工和维护。
通过在装置上增加平衡杆和平衡重物,可以在高空工作时实现施工人员的平衡和稳定。
这种平衡装置的应用大大提高了高空作业的安全性和效率,减少了事故发生的风险。
机器人平衡缸的三种类型及控制原理

机器人平衡缸的三种类型及控制原理
机器人平衡缸是一种用于保持机器人平衡的重要装置,它可以
通过控制气压来实现机器人的平衡。
一般来说,机器人平衡缸可以
分为气压式平衡缸、液压式平衡缸和电动式平衡缸三种类型。
首先是气压式平衡缸,它通过控制气压来实现机器人的平衡。
当机器人出现倾斜时,气压式平衡缸会自动调节气压,使机器人恢
复平衡。
这种平衡缸具有响应速度快、结构简单、维护成本低的优点,但受气压控制的限制,对于大型机器人的平衡效果可能不佳。
其次是液压式平衡缸,它通过控制液压来实现机器人的平衡。
液压式平衡缸利用液体的不可压缩性和传递力的特性,可以有效地
实现机器人的平衡控制。
这种平衡缸适用于大型机器人,具有承载
能力强、平衡效果好的特点,但由于液压系统的复杂性,维护和成
本较高。
最后是电动式平衡缸,它通过控制电动机来实现机器人的平衡。
电动式平衡缸通过调节电动机的转速和方向来实现机器人的平衡控制,具有响应速度快、精度高的优点。
但由于电动机的功率限制,
电动式平衡缸一般适用于小型机器人。
控制原理方面,这三种平衡缸都需要配合传感器来实时监测机
器人的倾斜情况,然后通过控制系统对平衡缸进行调节。
控制系统
可以采用PID控制、模糊控制、神经网络控制等方法,根据实际情
况动态调整平衡缸的工作状态,使机器人能够保持稳定的平衡状态。
总的来说,不同类型的机器人平衡缸各有特点,选择合适的平
衡缸类型需要根据机器人的实际需求和工作环境来进行综合考虑。
同时,控制原理的选择和优化也是保证机器人平衡性能的关键。
平衡车的自动平衡原理

平衡车的自动平衡原理平衡车,也被称为电动平衡车或自平衡车,是近年来备受瞩目的个人交通工具之一。
它能够通过倾斜身体来控制机器人的前进、后退、转弯等动作,给人一种轻松、快捷的出行体验。
那么,平衡车是如何实现自动平衡的呢?本文将围绕这一问题展开论述。
一、陀螺仪原理平衡车的自动平衡原理的核心是陀螺仪。
陀螺仪是一种用来测量角速度的仪器,它基于角动量守恒定律的原理来工作。
平衡车内部搭载的陀螺仪会实时地感知车身的倾斜情况,并将得到的数据传输给中央处理器进行处理。
二、PID控制算法平衡车的自动平衡实现依赖于PID控制算法。
PID控制算法是一种常用的控制方法,它基于比例、积分、微分三个参数来调节输出的控制量,以使系统的误差逐渐趋于零。
在平衡车中,当陀螺仪感知到车身倾斜,控制器会根据具体的倾斜程度和方向,通过PID控制算法计算出适当的控制量,以使车身恢复平衡状态。
具体来说,比例项控制输出与误差成正比,积分项控制输出与误差的积分成正比,微分项控制输出与误差的变化速率成正比。
通过合理地调节比例、积分、微分三个参数,可以使平衡车的响应速度和稳定性达到较优的状态。
三、电机驱动系统平衡车的电机驱动系统是实现自动平衡的重要组成部分。
平衡车通常采用两个电机分别驱动左右轮,使其能够实现前进、后退、转弯等动作。
电机的转速和转向是通过控制器发送的电压信号来控制的。
当平衡车需要保持平衡时,控制器会根据陀螺仪的数据计算出电机的控制信号,使车轮的转速调整到合适的状态。
通过左右轮转速的差异,平衡车就能够实现向前或向后的运动。
当陀螺仪感知到车身倾斜时,控制器会及时调整电机的控制信号,使车轮产生适当的力矩,将车身拉回平衡状态。
四、能量供给平衡车的能量供给也是实现自动平衡的重要环节。
平衡车通常搭载的是锂电池或者锂离子电池,这些电池具有较高的能量密度和较小的体积,能够满足平衡车长时间运行的需求。
电池通过控制器提供电能给电机驱动系统,并通过充电器充电来维持电池的电量。
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乐高机器人教程10
默认分类2008-06-24 22:11:01 阅读533 评论0 字号:大中小订阅
RCX编程
6.3使用乐高RCX Code
RCX Code是乐高提供的为RCX编程的图形化的编程工具。
如果你安装了MINDSTORMS的CD—ROM,并根据例程,完成了一些项目,那么你就会熟悉它了。
RCX Code适合给那些没有编程经验的人的使用,这是它容易使用的原因。
你只需通过拖拽图标模
块并按指令顺序连接代码的方式编写程序,多多少少有些像搭建乐高积木。
不同的指令代码相应的有不同的功能:控制马达,观察传感器,引入延迟,演奏音乐和依照传感器、
时间、计数器的反馈控制程序的流程。
使用RCX Code,可以将一些代码写成子程序—一组指令集,你
可以在主程序中将其作为一个单独的图标模块调用。
当你想测试你的程序,可通过IR发射仪把程序下载到RCX上。
RCX有5个独立程序存储区,可以独立存储5个程序。
当下载代码时,可以选择一个存储区下载程序,并通过按RCX面板上的Prgm按钮,选择你想运行的程序。
RCX Code直观易用,适合没有编程经验的使用者,但是它有一些主要的缺点:
l 它的指令集有限制,无法使RCX充分发挥其功能。
我们希望有一天能出现功能更强大RCX编
程语言。
l 图形化界面不是很适合编写大的程序。
代码模块顺序,虽然对小的程序非常直观,但是当你编
写的程序需要千百个图标时,就会变得麻烦。
因此,RCX Code是不适合为复杂项目编程的。
6.4使用NQC语言编写程序
乐高固件是个稳定,而且经过测试的一个功能完善的的软件,可提供多种功能。
它提供的功能RCX Code却不能去实现。
就像一辆汽车,马达速度能达到100mph,但是它的加速器只允许你的速度达到50mph。
马力是有了,可是他们之间的配合限制了其功能的发挥。
这使得那些自由开发者努力开发新的编程环境,
以更好地利用LEGO固件的功能,以充分发挥RCX Code的功能。
所以独立开发者共享开发方法:在计算
机上开发一个新的界面,可生成能传输到RCX上的字节码。
Dave Baum开发了一种称之为Not Quite C(NQC)语言的功能强大的编程语言,在MINDSTORMS
爱好者中广为应用。
NQC是基于一种类似C语言的语法,如果你不会编程,或者你不会用C语言,不要
着急。
NQC非常容易学会,并且有很多文件和指南。
NQC成功的原因如下:
l 以乐高原始固件为基础,利用其特性产生了非常可靠的代码,同时最大程度地开放了RCX Code隐藏功能。
从NQC发布之初,就显示了其可靠性。
l Dave Baumo为NQC的发展付出了很多努力,不断加入新的特性、拓展乐高固件的功能。
甚
至在乐高所有含有RCX2版的新产品正式发布之前,NQC就能很好地支持新的RCX2版固件。
l 它是多操作平台,无论是对主机方面(它运行在PC,Mac和Linux machines)和对象方面(它支持所有的乐高编程模块:RCX,Scout,Cybermaster)而言。
l 它功能独立。
NQC编程只须用简单的文本编辑器(Windows 记事本就足够了),不需要任何其他工具。
安装过程就像拷贝文件那么容易。
l 包含多种语言的文档和指南,让新手很快就学会编程。
l NQC编译器是一个命令串工具,没有用户界面,但是有人开发出了友好的开发环境将NQC压缩在一个高效的系统中,该系统包括编辑器、工具、诊断、数据资料记录和其它功能,最重要的是模块指令中心。
l NQC是属于MPL的一个免费的软件版本。
本书中将讨论的一些项目需要你能越RCX码的局限性。
这是我们有些例程要选用NQC程序。
NQC 的另一优点是,作为文本语言,它更适合书写。
6.5使用其他语言编程
LEGO将RCX固件放在RAM中,实际上是为了让系统遵循基本的方式向其它编程语言开放。
他们(其他编程语言)可以取代RCX的固件,而不是代替软件在计算机上生成字节码。
这一点非常重要,因为这意味着安装任何其他编程环境都不会给你的RCX带来危险。
你总可以恢复你的原始系统。
所有工作都建立在Kekoa Proudfoot的开拓的RCX。
Kaka有耐心地解开了LEGO固件并且将所有调用方法与路径存档,因而这样为后来的固件版本的替代提供了基础。
6.5.1使用legOS语言
在1999年,Markus Noga开始了legOS项目,尝试为RCX写可置换固件。
Noga的目标是突破字节码转换直接在RCX的日立H8300处理器上运行代码。
LegOS程序系统管理程序的收集器,你可以连接你的C或C++代码并且装载到RCX上,替代固件。
最初的个人努力变成了在MPL领导之下集体开发项目。
现在legOS项目由Luis Villa和Paolo Masetti 以及12个开发者的小组来管理。
这个软件的安装不是很简单,特别是在WINDOWS系统上。
因为你必须用真正的C语言,不能用简单、友好的NQC语言。
如果你不运行Unix-like机器,你必须使用交叉编译器和Unix仿真器,因此legOS 并不适合所有的人,但是它几乎挖掘了RCX的所有功能。
你可以完全控制所有的资源和设备,可以使用任何与相关的功能和结构,可以访问存储器任何一个字节。
还有,与翻译字节码相比,运行速度惊人。
6.5.2使用phFort语言
phForht语言(全称是programmable brick FORTH)Ralph Hempe在设计开发嵌入式系统(非常适合使用FORTH)产生的灵感。
在sixties构思,FORTH语言在机器人、自动化和科学应用方面有很强的传统。
FORTH更象一种交互式的环境,而不仅仅是一种语言。
传统观念编辑原始资料文件,编辑,连接等等,FORTH不能很好的转化,它主要是单机系统。
Ralph Hempel也不例外。
你下载pbForth的核心到RCX,从那个片刻在你上用它使用简单的终端仿真程序对话。
从这个推理,pbForth很方便和容易安装在任何平台。
如果你以前没有用过FORTH,刚开始对你可能有一点陌生。
这个语言是以postfix notation为基础,也称为反向波兰表示法(RPN),要求你在操作数后面写操作器。
如果你决定试试pbForth,你会发现它是个可扩展系统,引导你自然在层上编写程序。
你将发现它吸引你去学习,这是可以用来编写简洁、有效的程序码的高效、有趣的工具。
6.5.3使用leJOS
Jose Solorzano开始TinyVM项目,适用于RCX的一个小型Java解释程序。
TinyVM被设计得尽可能地简洁,为此,少了Java系统特有的扩展功能。
在TinyVM的基础上,Jose和其他人一起开发了leJOS,这是一种完善的Java工具,包括浮动点支持,数学功能,多道程序下载等等。
LeJOS是开放的原始资料,像legOS一样,也在不断完善。
leJOS在MINDSTORMS编程家庭中的新成员,但我们可以到预测它的广阔前景。
它完善、简便(目前主要针对PC和Unix-like机器),安装简单,快速,高效,适应多种语言。
现在正在开发视频界面,使该系统对潜在的用户将更有吸引力。
6.5.4使用其它语言工具和环境
我们无法一一列举所有可为RCX编程的软件环境。
象Gordon的模块程序或模块命令,有与NQC 以相同的解决方案,可以将文本程序转换为字节码。
另外,还有另外两三资源可以替换固件,像QC或TinyVM。
最后,还有一些为RCX开发的工具,如ADA,可以将源码转换为NQC码。
这些都是很好的工具,稳定,经过有效验证。
但是我们要在每一个类里选择最具代表性地加以介绍。
我们建议您先阅读附录A,以进一步了解软件及其他可能的选择;在这么长的明细中,你肯定能找到适合你的工具。
在该附录中,还有一些与其他工具的链接,虽然不是用于编程的,但是可以帮助你监视你的RCX,将数据传输到PC机,绘制输入端口状态图表,等等。