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申请/专利权人：深圳蜗牛动力科技有限公司

摘要：本发明提供了一种人形机器人运动机构及控制方法、设备和人形机器人。人形机器人运动机构包括框架、两个控制力矩陀螺、伺服电机、两个车轮及其轮毂电机、腿部、速度传感器、倾角传感器、转向角速度传感器、速度闭环控制器、控制力矩陀螺闭环控制器、直立闭环控制器和转向闭环控制器。控制力矩陀螺左右对称布置，内部飞轮轴线平衡时与竖直方向平行，旋转方向相反。速度闭环控制器确定目标倾角；直立闭环控制器确定轮毂电机控制扭矩；转向闭环控制器确定轮毂电机修正扭矩；控制力矩陀螺闭环控制器根据当前倾角、机械零点和目标倾角确定伺服电机控制扭矩。本发明能够实现机器人的稳定姿态控制。

主权项：1.一种人形机器人运动机构，其特征在于，所述人形机器人运动机构包括框架、两个控制力矩陀螺、伺服电机、两个车轮及其轮毂电机、腿部、速度传感器、倾角传感器、转向角速度传感器、速度闭环控制器、控制力矩陀螺闭环控制器、直立闭环控制器和转向闭环控制器，其中，所述两个车轮相对于行进方向左右并排布置，所述轮毂电机用于驱动所述车轮的行驶和转向；所述两个控制力矩陀螺安装在所述框架内部并且左右对称布置，其内部飞轮轴线与行进方向垂直，并且在平衡状态下与竖直方向平行，其中每个控制力矩陀螺沿行进方向前后分别伸出两个支撑轴，两个支撑轴支承在所述框架上，所述两个控制力矩陀螺的飞轮旋转方向相反；所述伺服电机固定在所述支撑轴一侧，所述伺服电机的轴线与行进方向相同，用于向所述支撑轴施加进动力矩使两个支撑轴绕其各自轴线彼此反向翻转，进而带动所述两个控制力矩陀螺彼此反向翻转；所述腿部安装在所述框架和所述车轮之间，所述腿部包括弹簧减震器和或关节电机和腿部连杆；所述速度传感器用于感测所述人形机器人运动机构的当前速度；所述倾角传感器用于感测所述人形机器人运动机构的当前倾角；所述转向角速度传感器用于感测所述人形机器人运动机构的当前转向角速度；所述速度闭环控制器用于接收速度控制命令，并且根据所述速度控制命令中指定的目标速度和所述当前速度来确定所述人形机器人运动机构的目标倾角；所述直立闭环控制器用于根据所述目标倾角、机械零点、所述当前倾角来确定轮毂电机控制扭矩；所述转向闭环控制器用于接收转向控制命令，根据所述转向控制命令指定的目标角速度和所述当前转向角速度来确定转角误差，根据所述转角误差确定轮毂电机修正扭矩，其中所述轮毂电机修正扭矩和所述轮毂电机控制扭矩共同用于控制轮毂电机；所述控制力矩陀螺闭环控制器用于根据所述当前倾角、机械零点和所述目标倾角，来确定伺服电机控制扭矩。

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