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龙图腾网获悉北京大学申请的专利一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119682897B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411488657.7，技术领域涉及：B62K11/00；该发明授权一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人及控制方法是由王雪峰;孙博天;郎青林;李鸣鹤设计研发完成，并于2024-10-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人及控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人及控制方法，车体模块的车架的前端设置有延长度方向布置的导轨滑块机构，前躯干连接板与滑块固定连接而具有直线运动自由度，后躯干连接板前后位置固定的设置在车架的后端；前运动模块连接在前躯干连接板上，后运动模块连接在后躯干连接板上，结构一致并分别包括大腿、小腿和车轮；双轮机器人被配置为在自行车、自平衡车和斜向车三种不同的构型之间转换，其中，斜向车被用来衔接自行车和平衡车之间的构型变化。所提供的双轮机器人及控制方法能够实现自行车和自平衡车两种构型的平滑切换，并通过引入双轮车结构形变自由度及改自由度的主动控制来解决冗余驱动器引起的过约束问题。

本发明授权一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种具有双轮驱动和双转向控制的双轮机器人控制方法，所述双轮机器人包括： 车体模块，包括车架1、前躯干连接板2和后躯干连接板3，所述车架1的前端设置有沿长度方向布置的导轨滑块机构11，所述前躯干连接板2与滑块固定连接而具有直线运动自由度，所述后躯干连接板3前后位置固定的设置在车架1的后端；以及前运动模块41和后运动模块42，所述前运动模块41连接在前躯干连接板2上，所述后运动模块42连接在后躯干连接板3上，结构一致并分别包括大腿403、小腿405和车轮407； 所述双轮机器人被配置为在自行车、自平衡车和斜向车三种不同的运动模式之间转换，其中，斜向车被用来衔接自行车和平衡车之间的模式转换； 其特征在于： 建立双轮车坐标系，包括：将前运动模块41的大腿403、小腿405相对于髋旋转电机401轴的角度分别记为后运动模块42为；在运动过程中，四个角度被保持在固定角度，使得前后髋旋转电机401的轴线延长线分别经过前后轮毂电机406中心，且延长距离保持为；大腿403和小腿405组成为一个绕髋旋转电机401转动的刚体；这里将导轨中心设为前运动模块41的参考位置，其距后躯干髋旋转电机401轴线的间距为，髋屈腿电机402轴到车架1平面距离为，大腿403和小腿405长度均为，轮子半径为；由几何关系可知； 对双轮车建立坐标系，与地面固连的惯性坐标系为，其中为原点，为一般的水平面内正交向量，竖直向下；在中，车架1固连系为，其中为车架1质心，其位置为，向量沿车架1纵轴方向，向量垂直车架1平面指向下；前后躯干的固连系分别为，其中原点在车架1平面上，其位置为，其中为前躯干的滑块相对滑轨中心的偏移量，向量沿各自髋屈腿电机402轴线方向，向量沿各自转向轴方向指向下；记前后车轮407的固连系分别为，其中固连在轮毂电机406质心，其与轮毂电机406形心重合且位置为，向量分别沿前后车轮407转轴方向；前后轮与地面接触点分别为；双轮机器人的平面运动过程保持平衡，即倾斜角为零，则方向向量沿垂直方向且与分别平行；前后轮圆心到接触点的向量分别为，； 记车架1相对于地面系的航向角为，前后躯干相对于车架1纵轴的转角为，前后轮相对初始位置的转角为；初始状态下，；彼此平行，与分别平行；坐标系之间的变换关系为with，其代表从坐标系到的齐次变换矩阵；变换矩阵的平移向量分别为，且旋转矩阵分别为，为关于坐标系轴旋转角度的旋转矩阵； 两个车轮407均不发生打滑，则它们与路面的接触点处各自存在两个速度约束方程；点的位置为： 对接触点位置做时间导数得到速度,；对于纯滚动运动的轮子，其接触点处的速度应该为；结合前面坐标系变化关系可得双轮车的非完整约束方程： ； ； 由于的正交性，约束方程等价于四个代数方程，正运动学形式写法为：由于的正交性，约束方程等价为四个代数方程，通过求解该代数方程组得到双轮车的正运动学表达式： ； 通过求解上述方程组得到双轮车的正运动学表达式： ； 给出双轮车机器人工作空间和构型空间的运动学关系，其中工作空间包括三个平面运动自由度和一个结构变形自由度，而构型空间包括前后车轮407转速和前后车把转角这四个独立变量； 运动过程中，前躯干原点保持在初始位置，即；将它以及它的导数形式代入正运动学方程中，得到： ； ； 其中第一式代表平面运动工作空间与构型空间的运动学关系，而最后一式是为了保持所需要人为添加的伺服约束条件，其物理含义为前轮与后轮沿车架1纵轴方向的速度分量相同。

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