两轮自平衡小车制造技术

本发明专利技术公开了一种两轮自平衡小车，包括车体(1)、对称设在车体(1)两侧的车轮(2)、设在车体(1)中心位置的连杆(3)、设在车轮(2)内的电机以及主控制器(7)、电机控制器(9)，主控制器(7)生成信号传递给电机控制器(9)，电机控制器(9)控制电机启动，电机驱动车轮(2)转动，车辆产生顺时针的倾翻力矩G×L1和轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩F×R相平衡，使得整车保持平衡。按照本发明专利技术的技术方案，主控制器接收到陀螺仪传感器采集的角度信号，并综合转向电位计的信号，生成两个信号分别传递给两个电机控制器，控制电机驱动车轮转动。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种两轮自平衡小车，包括车体（1)、对称设在车体（1)两侧的车轮（2)、设在车体（1)中心位置的连杆（3)、设在车轮（2)内的电机以及主控制器（7)、电机控制器（9)，主控制器（7)生成信号传递给电机控制器（9)，电机控制器（9)控制电机启动，电机驱动车轮⑵转动，车辆产生顺时针的倾翻力矩GXL1和轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩FXR相平衡，使得整车保持平衡。按照本专利技术的技术方案，主控制器接收到陀螺仪传感器采集的角度信号，并综合转向电位计的信号，生成两个信号分别传递给两个电机控制器，控制电机驱动车轮转动。【专利说明】两轮自平衡小车
本专利技术涉及平衡车，尤其涉及一种两轮自平衡小车。
技术介绍
两轮平衡小车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用运输载具，平衡车的运作原理主要是飞机平衡的原理，也就是车辆本身的自动平衡能力(电子自衡系统)，是一种左右两轮电动车。但是一般两轮的小车稳定性能难以保持，尤其是车辆在运动过程中，更难以保持稳定。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供了一种可以保持信号稳定、提高平稳性的两轮自平衡小车。 为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决: 一种两轮自平衡小车，包括车体、对称设在车体两侧的车轮、设在车体中心位置的连杆、设在车轮内的电机以及主控制器、电机控制器。 主控制器将采集得到的小车的前倾角度a，通过公式FXL2 = GXLXsin a计算得出相应的摩擦力F，其中，G:人体重心，a:车辆前倾焦点，L:重心G到轮胎中心的垂直距离，L1:人体重心到轮胎中心的水平距离，F:地面对轮胎的摩擦力，L2:摩擦力的力臂，即轮胎的半径R ;主控制器生成信号传递给电机控制器，电机控制器控制电机启动，电机驱动车轮转动，车辆产生顺时针的倾翻力矩GXLl和轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩FXR相平衡，使得整车保持平衡，同时，整车在F力的作用下保持前进。 作为优选，小车还包括陀螺仪传感器，所述的陀螺仪传感器采集小车的前倾角度。 作为优选，陀螺仪传感器设有四个，均匀分布在车体的四个角，以保持信号的稳定，减少车辆震动对采集的前倾角度造成影响。 作为优选，陀螺仪传感器是单轴陀螺仪传感器。 作为优选，小车还包括转向电位计，转向电位计采集连杆的转向信号，并将信号传输至主控制器，主控制器将转向电位计采集的信号加成到电机控制器，电机控制机控制电机驱动车轮转动。 作为优选，本专利技术采用单个车轮加速的形式实现转向，当连杆向左运动，产生向左转向的信号时，主控制器将转向电位计采集的信号加成到右轮的电机控制器上，使得右轮加速，实现整车向左转弯；当连杆向右运动，产生向右转向的信号时，主控制器将转向电位计采集的信号加成到左轮的电机控制器上，使得左轮加速，实现整车向右转弯。 作为优选，连杆下方设有转轴，连杆通过转轴和车体活动连接，并且可以朝左侧或右侧转动一定的角度。 作为优选，转向电位计设在转轴内。 作为优选，转轴可以向左侧或右侧转动的角度范围是0-15度。 作为优选，连杆上方设有手柄，方便连杆的左右转动或者使小车前倾。 按照本专利技术的技术方案，陀螺仪传感器采集小车的前倾角度a，并将信号传输至主控制器；转向电位计采集手柄的转向信号，并将信号传输至主控制器；主控制器接收到陀螺仪传感器采集的角度信号，并综合转向电位计的信号，生成两个信号分别传递给两个电机控制器，控制电机驱动车轮转动。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术两轮自平衡小车的结构示意图。 图2为图1的主视图。 图3为图1的俯视图。 图4为图1的左视图。 图5为小车前倾的运动状态图。 图6为图5的受力分析图。 图7为本专利技术的电气原理图。 【具体实施方式】 下面结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细描述: 如图1-4所示，本专利技术的两轮自平衡小车包括车体1、设在车体I两侧的车轮2、与车体I连接的连杆3、设在连杆3上方的手柄4以及主控制器7、转向电位计6、陀螺仪传感器8、电机控制器9。 如图2所示的本专利技术小车左右转动的结构示意图，实线部分为小车正常状态，左侧和右侧的虚线部分为小车的连杆分别向左侧转动和向右侧转动的状态，连杆可以向左侧转动的角度为0-15度，右侧亦如此。连杆3上方设有手柄4，下方设有转轴5，连杆3通过转轴5连接在车体I的中心，转轴5内设有转向电位计6，用于采集手柄4的转向信号。 两边的车轮2对称设在车体I的两侧，通过电机控制器9控制电机，电机驱动车轮2转动，主控制器7和电机控制器9分别设在车体I的右侧和左侧，左侧的电机控制器9分别控制安装在两个车轮2内的电机。 陀螺仪传感器8均匀分布在车体I的四个角，车体I前倾时，采用四只单轴陀螺仪传感器采集前倾角度a，可以保持信号的稳定，减少车辆震动对前倾角度造成的影响。 如图7所示，陀螺仪传感器8采集小车的前倾角度a，并将信号传输至主控制器7 ；转向电位计6采集手柄4的转向信号，并将信号传输至主控制器7 ;主控制器7接收到陀螺仪传感器8采集的角度信号，并综合转向电位计6的信号，生成两个信号分别传递给两个电机控制器9，控制车轮2转动。 图5所示的实线为小车水平放置的状态，虚线为小车整体前倾时的状态，图6所示为小车的受力分析图，车辆始终保持动态平衡，主控制器7采集不同的角度a，通过公式FXL2 = GXLXsin a得出与之相对应的的摩擦力F。 其中，a:车辆前倾焦点，L:重心G到轮胎中心的垂直距离，G:人体重心，L1:人体重心到轮胎中心的水平距离，F:地面对轮胎的摩擦力，L2:摩擦力的力臂，即轮胎的半径R。 原理分析:当人体前倾时，将对车辆产生一个顺时针的倾翻力矩GXL1，此时电机启动，轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩FXR，使得整车保持平衡，同时，整车在F力的作用下保持前进。 即可得:GXL1= FXL2 = GXLXsin a 由上式可知，F与a的正弦值成正比，当角度a越大时，F越大，车辆行驶速度越快。 采用单个车轮加速的形式实现转向，当手柄向左搬动，产生向左转向的信号时，主控制器7将转向电位计6采集的信号加成到右轮的电机控制器9上，使得右轮加速，实现整车向左转弯。 总之，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本专利技术专利的涵盖范围。【权利要求】1.一种两轮自平衡小车，包括车体(I)、对称设在车体(I)两侧的车轮(2)、设在车体(I)中心位置的连杆(3)、设在车轮(2)内的电机以及主控制器(7)、电机控制器(9)，其特征在于: 主控制器将采集得到的小车的前倾角度a,通过公式FXL2 = GXLXsin a计算得出相应的摩擦力F，其中，G:人体重心，a:车辆前倾焦点，L:重心G到轮胎中心的垂直距离，L1:人体重心到轮胎中心的水平距离，F:地面对轮胎的摩擦力，L2:摩擦力的力臂，即轮胎的半径R ； 主控制器(7)生成信号传递给电机控制器(9),电机控制器(9)控制电机启动，电机驱动车轮(2)转动，车辆产生顺时针的倾翻力矩GXLl和轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩FXR相平衡，使得整车保持平衡。2.根据权利要求1所述的小车，其特征在于:小车还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两轮自平衡小车，包括车体(1)、对称设在车体(1)两侧的车轮(2)、设在车体(1)中心位置的连杆(3)、设在车轮(2)内的电机以及主控制器(7)、电机控制器(9)，其特征在于：主控制器将采集得到的小车的前倾角度a，通过公式F×L2＝G×L×sin a计算得出相应的摩擦力F，其中，G：人体重心，a：车辆前倾焦点，L：重心G到轮胎中心的垂直距离，L1：人体重心到轮胎中心的水平距离，F：地面对轮胎的摩擦力，L2：摩擦力的力臂，即轮胎的半径R；主控制器(7)生成信号传递给电机控制器(9)，电机控制器(9)控制电机启动，电机驱动车轮(2)转动，车辆产生顺时针的倾翻力矩G×L1和轮胎获得地面逆时针的摩擦力矩F×R相平衡，使得整车保持平衡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓靖，孙延志，叶瑶坤，
申请(专利权)人：杭州华叉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33