平衡機器人(balancing robot)又稱自平衡機器人(self-balancing robot),其 典型系統(tǒng)有兩類：腿式平衡機器人(legged balancing robot)和輪式平衡機器人 (wheeled balancing robot)。其中，輪式平衡機器人又分為d輪機器人(single- wheeled robot)和兩輪機器人(two-wheeled robot)。

兩輪平衡機器人(two-wheeled balancing robot),簡稱兩輪機器人，既屬于 結(jié)構(gòu)性仿生機器人系統(tǒng)(robotic system),又屬于原理性仿生機器人系統(tǒng)。結(jié)構(gòu) 上，兩輪機器人模擬人的直立姿態(tài)；原理上，兩輪機器人模擬人的平衡技能。

 如圖1.1所示，兩輪機器人的機體結(jié)構(gòu)通常包含：

(1)機體(body) 。 置于底盤之上，可裝載各種電子設(shè)備，如機載工控機、數(shù)字信號處理 器(digital signal processor,DSP)、慣性測量 單 元(inertial measurement unit,IMU) 、GPS 導(dǎo)航定位系統(tǒng)、電子眼等。

(2)底盤(chassis) 。 主要用于安裝或連接機體與輪系，攜帶和固定驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機 及其伺服機構(gòu)。

(3)輪系(wheels) 。 由左輪、右輪、輪軸或 傳動機構(gòu)組成。左輪和右輪通過輪軸或傳動機構(gòu)安裝在底盤的左右兩側(cè)，分別由左電機和右電機驅(qū)動。

兩輪機器人的重心一般位于輪系軸線之上，因而形成了內(nèi)在固有的不穩(wěn)定 動力學(xué)特性。