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

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

 如圖1.1所示，兩輪機(jī)器人的機(jī)體結(jié)構(gòu)通常包含：

(1)機(jī)體(body) 。 置于底盤之上，可裝載各種電子設(shè)備，如機(jī)載工控機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理 器(digital signal processor,DSP)、慣性測(cè)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(jī)體與輪系，攜帶和固定驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī) 及其伺服機(jī)構(gòu)。

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

兩輪機(jī)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(dòng)力學(xué)特性。