左右两轮自动平衡电动车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电动车，尤其是左右两轮自动平衡电动车，其两轮分布在骑行者的左右两侧，包括车厢、立杆、车轮、电动机及其驱动电路、角度及角速度传感器、脚踏传感器，其特征是：车厢（７）由电池室（４６）和电气室（４７）分隔组成，电气室（４７）安装有电动机（１７、１７′）、电动机驱动电路（１８、１８′）和中央处理电路（２０）；电动机驱动电路（１８、１８′）包含泄放回路，泄放回路设有泄放开关（８５）和耗能或储能元件（８６）；把手总成（４０）的端部设有转向控制机构（３、３′）。本实用新型专利技术具有经济、安全、使用和维修方便以及便于运输和携带等优点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电动车，尤其是只有两个轮子左右分布、具有自动平 衡功能的电动车。
技术介绍
1988年，日本专利说明书JP63-305082公开了一种只有左右两轮、能自动 保持动态平衡的小车。该申请只是一种能演示一级倒立摆的实验方案，离使用 者的骑行在技术上尚有一段遥远的距离。在曰本专利申请的基础上，美国专利说明书US5,701,965披露了骑行者的 站立骑行功能，但存在的主要缺点是(1) 技术方案繁瑣、复杂，可靠性差，制造成本高。(2) 电池的使用和更换存在以下缺陷需要从车的底部拆卸电池，更换非常 不便；二是没有防盗措施，不安全。(3) 电池室与电气室没有隔离，机械结构的用户界面不友好电池是需要经 常维护、更换使用的部件，电池室需要对用户友好开放，需要使用便利；电气 驱动装置因里面安装有较精密部件，不需轻易对用户开放，而宜采用封闭结构。(4) 存放、运输不方便用轿车携带时，需要专用机械，美国专利说明书 US20040050611披露了这种专用辅助机械装置。(5) 其采用的每边三个轮子的轮系结构过于复杂。其中上述(l)中技术复杂、繁瑣、制造成本过高的主要技术原因有四点 (l)冗余过度为维持所述车的动态平衡，左右电动机的正反转需要切换迅速， 但这样会导致瞬态过电压和瞬态过电流的产生，击穿电动机驱动电路中的功率放大开关管。上述美国专利为了提高所述车的安全与可靠，把电气驱动电路、 中央处理电路、传感器以及电动机的绕组等几乎全部多备份了一套。(2) 不必要的重复上述美国专利文献披露的技术方案中，在车体上安装 了角度传感器和角速度传感器的同时，两只电动机上都安装了转速或位置传感 器。事实上，车体倾斜的角度和角速度与电机的转速存在直接的因果关联关系。在采用角度传感器和角速度传感器全闭环的情况下，如果两台电动机的性能参 数一致性较好，完全没有必要在电动机处加入位置或速度传感器，重复半闭环 反馈，即可以去掉电动机的位置或速度传感器。(3) 转向控制不必采用闭环，转弯机构太复杂美国专利US6，581,714和 US6， 789, 640专门设计了转向控制的机构。(4 )检测骑行者上车的传感装置太复杂美国专利说明书US6，796,396的 图6a、图6b披露了这种传感装置。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种控制和驱动电路拓朴结构简单、可靠性高、 电池易于更换、转向容易、便于运输和上下坡推行、安全便捷、制造成本低的 左右两轮自动平衡电动车。为实现上述专利技术目的，本技术所采用的技术方案如下 一种左右两轮自动平衡电动车，两轮分布在骑行者的左右两侧，包括车厢、 立杆、车轮、电动机及其驱动电路、角度及角速度传感器、蓄电池、面板处理 电路、把手总成、转向控制机构、脚踏传感器，其特征在于车厢由电池室和电气室分隔组成，电池室存放有蓄电池组，电气室安装有 左右电动机及其电动机驱动电路以及中央处理电路；把手总成的端部设有左右 转向控制机构；电动机驱动电路包含泄放回路，泄放回路设有泄放开关和耗能 或储能元件。本技术进一步的技术措施采用以下方案上述车中，车厢的上表面设有脚踏传感器，脚踏传感器是金属防水开关。 上述车中，所述的电池室和电气室均由上下两部分组成，下部分共用车厢 底盖，中间由隔板分开，电气室的上部分设有电气盖，电气盖与隔板之间采用 固定联接；电池室的上部分设有电池盖，电池盖与底盖之间采用活动联接。上述车中，所述的车厢的底盖上部还设有一电池室，经电气室与前述的电 池室对称布置，该电池室中放置有蓄电池组。上述车中，所述的立杆为空腔结构，底部设有折叠机构，电源通过穿过立 杆腔内的供电电缆从电池室传输到把手总成。上述车中，所述的电气盖的背面安装有电池锁具，电池锁具的锁头被梯形 盒罩住。上述车中，所述的蓄电池组的正极或负极通过一只电流传感器接入电动机 驱动电路。上述车中，与所述的车厢底盖的平行位置设有角度传感器，与车厢底盖的 垂直位置设有角速度传感器。上述车中，所述的左右转向控制机构中分别设有复位弹簧，两根复位弹簧 的扭向相反。上述车中，所述的两个蓄电池组的负极并联，作为地线，每组正极分别通 过继电器和开关管串联后接入直流母线的正极。上述车中，利用一只开关直接控制面板处理电路、中央处理电路的电源和 电动机驱动电路的控制电源，并通过继电器控制电动机驱动电路的动力电源。 上述车中，骑行者在车体上时，车体运行在自动平衡模式；车体上没有载荷时，车体运行在辅助动力模式，两种模式的选择由一开关确定；车体运行在 自动平衡模式时，即使选择开关的开关状态被改变，车体的运动模式也不改变； 在辅助动力模式状态运行时，驱动车体运动的辅助力矩M与角度传感器的输出 角度e密切相关角度e越大，辅助力矩M越大；辅助力矩M只有在角度6大 于或小于一定角度值6。后，辅助力矩M才会发生，即本技术所述的左右两轮自动平衡电动车依据倒立摆的原理，在骑行者 身体重心前倾时，左右两只车轮向前转动；骑行者身体重心后倾时，左右两只 车轮向后转动；转动的速度与身体倾斜的角度和角速度密切关联。骑行者身体 重心不变化时，左右两只车轮静止不动。综上所述，与现有技术相比，本技术的左右两轮自动平衡电动车具有 以下优点(1 )该车具有进退自如和转弯半径极小的优点；(2)在基本不损失性能的情况下，传感器数量少，控制回路简单可靠，不 需备份全部电路，制造成本大大降低；(3 )抑制或消除了电动机频繁正反转切换时瞬态过电压和瞬态过电流对电 路的冲击，从而提高了电气部分的可靠性；(4) 机械结构划分明确，不易对使用者开放的电气室得到封闭紧固；(5) 电池更换便捷且具平衡整车质量的效果，而且受到电池锁的保护，使 用安全；(6) 转向控制简单、灵活、自如，制造成本低；(7) 辅助动力模式解决了上下坡或上下楼梯时靠人工推拉力量不够的问公式(1 )(8) 立杆可折叠的特征使所述车便于运输、携带和存放；(9) 高度可调节的立杆使不同身高的使用者可以适宜地扶住把手，提高了 使用的安全性。通过上迷技术措施，本技术最终要实现符合中国国情、让国人买得起 和骑得好的左右两轮自动平衡电动车。附图说明图la是本技术的整体结构示意图。图lb是图la中的A部放大图。图2a是本技术车厢的机械结构示意图。图2b是本技术车厢的电池盖的结构示意图。图2c是本技术车厢的电气盖的结构示意图。图2d是本技术车厢的隔板的结构示意图。图2e是本技术车厢的底盖的结构示意图。图3是本技术的电池锁和梯形盒的结构示意图。图4是本技术的电气室的布置图。图5a是本技术的泄放回路的电路示意图。图5b是图5a中涉及到有刷直流电动机的功率放大电路简图。图5c是图5a中涉及到无刷直流电动机的功率放大电路简图。图6是本技术的电路连接示意图。图7是本技术的供电示意图。图8a是本技术的转向控制机构的结构图一。图8b是本技术的转向控制机构的结构图二。图9是本技术的工作流程框图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细描述(但不仅限于此实施例)机械结构部分首先参看图la和图lb。本技术所述车由车厢7、两只左右车轮5、 5' 及挡泥板6、 6'、立杆9、车把总成40、梯形盒8等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种左右两轮自动平衡电动车，两轮分布在骑行者的左右两侧，包括车厢、立杆、车轮、电动机及其驱动电路、角度及角速度传感器、蓄电池、面板处理电路、把手总成、转向控制机构、脚踏传感器，其特征在于：ａ．车厢（７）由电池室（４６）和电气室（４７ ）分隔组成，电池室（４６）存放有蓄电池组（２０１），电气室（４７）安装有左右电动机（１７、１７′）及其电动机驱动电路（１８、１８′）以及中央处理电路（２０）；ｂ．把手总成（４０）的端部设有左右转向控制机构（３、３′）；ｃ．电 动机驱动电路（１８）包含泄放回路，泄放回路设有泄放开关（８５）和耗能或储能元件（８６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：张一鸣，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]