双轮自平衡小车小车开题报告

Harbin University Of Science And Technology

科研训练开题报告两轮自平衡车系统设计

学校：哈尔滨理工大学

学院：自动化学院

专业：电子信息科学与技术

班级：电技11-1

姓名：***

学号：**********

日期：2014.12.08

三、研究方案、技术路线

3.1 小车动态平衡的基本原理如下图一所示：

图一动态平衡原理图

两轮自平衡机器人系统是一个复杂的机电系统，设计两轮自平衡机器人需要设计其机械系统、电系统及软件。而电系统是包括控制处理器、传感器、执行机构和电源的一个复杂系统。软件设计需设计机器人的工作流程。因此要设计一个完整的两轮自平衡机器人系统就需要对这些部分分别进行设计并整合，才能完成两轮自平衡机器人系统的设计。

3.2 两轮自平衡机器人机械系统设计

两轮自平衡机器人结构上最显著的特点在于其只有两个轮子，而且这两个轮子要同轴安装分别驱动。当然，一个完整的两轮自平衡机器人还包括控制处理器、传感器、执行机构、电源等期间。如何将这些系统部件合理地安装在一起，需要机械结构系统的设计。这部分的设计由具体安装时根据不同模块的轻重来安排设计，总体上让小车承受的重力基本平衡即可。

3.3 两轮自平衡机器人电系统设计

两轮自平衡小车要完成其自平衡的功能，首先需要有其感知器官，感知自身的姿态，例如，倾角、倾角速度等，得到这些信息需要选择一些合适的传感器。而传感器检测到的信号，需要一个数字处理中心来接收处理，才能成为有用的信息。因此还需要选择一个嵌入式的处理器。在嵌入式处理器中，不仅仅要处理来自传感器的信息，还要对这些信息综合分析得出维持机器人平衡的需要采取的措