一种基于车把的平衡车控制机构和控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于车把的平衡车控制机构和控制方法。该基于车把的平衡车控制机构包括车把，所述车把中间连接车杆；所述车杆底部连接车体；所述车把在与车杆连接处设有圆柱形的转动部；所述转动部两侧各设有一个压板；相应的，所述车杆设有与转动部和压板适配的孔洞；所述孔洞对应每个压板各设有一对压力传感器；所述平衡车内设有与压力传感器耦合、用于控制平衡车的车轮转动的控制装置。本发明专利技术简单可靠、无须机械结构即可控制平衡车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及平衡车控制领域，更具体的说，涉及一种基于车把的平衡车控制机构和控制方法。
技术介绍
电动平衡车，又叫平衡车、思维车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。现有的电动平衡车一般有两种，一种是车体上具有一个操作杆，使用者站在电动平衡车的脚踏平台上对操作杆进行操作，从而前进、后退及停止，这样的控制也称“手控”。另一种是车体由两部分组成，左部分和右部分之间通过转动机构实现相互转动，从而实现“脚控”。传统平衡车在行驶过程中完全需要依靠驾驶者的控制来保持车辆平衡，由于车辆自身不能维持平衡，行驶过程中一旦驾驶者失去平衡，就极为容易造成危险，严重时甚至会引起交通事故。专利文献CN102774453B于2015年5月20日公开了一种智能平衡车系统。其通过在车把两端设置传感器来控制平衡车车撰写。但该方式对传感器的精度要求及软件算法要求极高，基本不具备实用的可能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简单可靠、无须机械结构控制的基于车把的平衡车控制机构和控制方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：根据本专利技术的一个方面，本专利技术公开一种基于车把的平衡车控制机构，包括车把，所述车把中间连接车杆；所述车杆底部连接车体；所述车把在与车杆连接处设有圆柱形的转动部；所述转动部两侧各设有一个压板；相应的，所述车杆设有与转动部和压板适配的孔洞；所述孔洞对应每个压板各设有一对压力传感器；所述平衡车内设有与压力传感器耦合、用于控制平衡车的车轮转动的控制装置。进一步的，所述转动部底部设有圆锥面；相应的，所述孔洞包括容纳转动部的中洞；中洞底部设有容纳圆锥面的锥洞，中洞两侧设有容纳压板的侧洞；所述压力传感器设置在侧洞中。圆锥面和锥洞的配合，让转动部既可以在孔洞中旋转，控制平衡车转向；也可以在孔洞中前后摆动，实现平衡车前进、后退控制。进一步的，所述压力传感器表面覆盖有胶垫；所述胶垫与所述压板接触。利用胶垫与压板进行接触定位，即可压板前后两面都被胶垫夹持，可有效避免把手晃动。再者，胶垫能有效避免压力传感器的触头磨损，让压板的压力能更均匀传导到压力传感器，提高测量效果。进一步的，所述车体底部设有支撑臂，所述支撑臂一端与车体底部可转动固定，另一端与车轮可转动固定；所述支撑臂上设有通孔，通孔内设有可沿着通孔运动的销体，所述车体底部还设有与销体配合的第一定位孔和第二定位孔，所述支撑臂旋转到展开状态时，所述销体跟第一定位孔配合；所述支撑臂旋转到收缩状态时，所述销体跟第二定位孔配合。本技术方案由于采用了旋转的支撑臂，可以在折叠状态将车轮整体旋转到车体底部进行收纳，有利于缩减平衡车折叠状态下的占用空间，采用销体和定位孔的配合，可以在旋转过程中很容易找到展开状态和折叠状态下的支撑臂的位置，折叠、展开操作方便。进一步的，所述销体包括连接柱，与连接柱端部连接的固定柱；所述固定柱的横截面宽度大于连接柱的横截面宽度；所述固定柱与连接柱连接处形成第一环面；相应的，所述通孔包括与连接柱适配的第一孔洞，与固定柱适配的第二孔洞；所述第一孔洞和第二孔洞连接处形成第二环面；所述连接柱上套接有弹簧；所述弹簧两端分别通过第一环面和第二环面定位；所述车轮包括轮体和轮轴部件；所述轮轴部件包括轴体，所述轴体一端穿入轮体，另一端设有转接部；所述转接部与轴体相反的一面设有与连接件活动连接的支撑部；支撑部与所述支撑臂可转动固定；所述转接部为一圆台；所述支撑部固定在圆台偏离轴心的位置；所述支撑臂与轮轴固定的一端设有缺口；另一端为弧形部；所述缺口内设有转轴；所述支撑部嵌入缺口内与转轴套接。由于弹簧的存在，销体会一直抵住本体底部的平面，一旦旋转到第一定位孔或第二定位孔的位置，销体在弹簧弹力作用下自动嵌入到第一定位孔或第二定位孔内，无须人工干预即可实现自动定位。一般来说，轮轴都是比较细的，不容易实现可转动的固定结构，通过转接部可以增加转轴部分的接触面积，一方面容易跟连接件固定，另一方面在轮子展开状态与车体侧面接触定位，在车轮运行的时候提高稳定性。支撑部偏离轴心，在平衡车运行状态时，由于重力和人体压力的左右，支撑部会自然运行到最低点，形成稳态定位结构，此时，支撑部上方的圆盘部分有更多的面积与车体侧面接触，这样车轮在垂直方向有圆盘定位，水平位置有底部的连接件支撑，双面支撑可以有效分散车轮的承重，更稳固耐用。本技术方案还公开一种具体的支撑臂与轮轴的固定结构，由于缺口的避让结构，使得整个转动结构都比较小，有利于缩减平衡车体积。进一步的，所述车体底部设有弧形凹槽，所述第一定位孔和第二定位孔分别设置在弧形凹槽的两端；所述车体底部还设有弧形的限位部；车轮在折叠状态下，内侧面与限位部的顶部接触定位；所述限位部顶部中间部位位置最高，用于跟车轮的内侧面接触定位；中间部位两侧为延伸到车体底部的斜面；所述支撑臂与车轮相对的一端设有固定孔；所述车体底部设有与固定孔适配的定位柱；所述支撑臂通过固定孔与定位柱的配合实现与车体底部可转动固定。弧形凹槽对销体有导引作用，即限定了整个支撑臂的旋转范围，避免转动范围过大造成车轮跟其他部件磕碰。车轮折叠后通过斜面过渡，转动到限位部顶部中间部位绷紧，通过绷紧的应力实现折叠后的车轮定位，无须复杂的卡扣结构，实施方式简单，且固定牢靠，不怕滑动造成脱落。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还公开一种基于本专利技术所述的基于车把的平衡车控制机构的控制方法，包括：读取两对压力传感器的压力值；获取最大的两个压力值及其对应的压力传感器；根据最大的两个压力值的压差，以及对应两个压力传感器的相对位置驱动平衡车车轮转动。进一步的，所述根据最大的两个压力值的压差，以及对应两个压力传感器的相对位置驱动平衡车车轮转动的方法包括：如果对应两个压力传感器的相对位置同向，且均位于平衡车前进方向，控制平衡车减速。当平衡车速度过快，处于惯性和本能，驾驶员的双手会往后拉车把，即位于平衡车前进方向的两个压力传感器的压力会较大，此时控制平衡车减速，以确保驾驶安全。进一步的，所述根据最大的两个压力值的压差，以及对应两个压力传感器的相对位置驱动平衡车车轮转动的方法包括：如果对应两个压力传感器的相对位置同向，且均位于平衡车后退方向，控制平衡车加速。当驾驶员需要控制平衡车加速时，出于习惯和本能，驾驶员会倾向于用双手推车把，即位于平衡车后退方向的两个压力传感器的压力会较大，此时控制平衡车加速。进一步的，所述根据最大的两个压力值的压差，以及对应两个压力传感器的相对位置驱动平衡车车轮转动的方法包括：如果对应两个压力传感器的相对位置反向，控制平衡车往压力值对应平衡车前进方向的压力传感器所在方向转向，并根据压差控制转向的角度。驾驶员要控制平衡车转向，其车把两头的握力必然是反向的。具体来说，右侧前进方向的压力大于反向压力；左侧前进方向的压力小于反向压力；此时控制平衡车右转；反之，控制平衡车左转。专利技术人研究发现，现有技术的传感器设置在车把两端，与驾驶员的握力方向垂直，其需要手握件传导压力，因此传导到传感器的压力衰减比较严重，且传导过去的是整个手握力的综合压力，要判断出驾驶员的实际意图需要复杂的算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于车把的平衡车控制机构，包括车把，所述车把中间连接车杆；所述车杆底部连接车体；其特征在于，所述车把在与车杆连接处设有圆柱形的转动部；所述转动部两侧各设有一个压板；相应的，所述车杆设有与转动部和压板适配的孔洞；所述孔洞对应每个压板各设有一对压力传感器；所述平衡车内设有与压力传感器耦合、用于控制平衡车的车轮转动的控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于车把的平衡车控制机构，包括车把，所述车把中间连接车杆；所述车杆底部连接车体；其特征在于，所述车把在与车杆连接处设有圆柱形的转动部；所述转动部两侧各设有一个压板；相应的，所述车杆设有与转动部和压板适配的孔洞；所述孔洞对应每个压板各设有一对压力传感器；所述平衡车内设有与压力传感器耦合、用于控制平衡车的车轮转动的控制装置。2.根据权利要求1所述的基于车把的平衡车控制机构，其特征在于，所述转动部底部设有圆锥面；相应的，所述孔洞包括容纳转动部的中洞；中洞底部设有容纳圆锥面的锥洞，中洞两侧设有容纳压板的侧洞；所述压力传感器设置在侧洞中。3.根据权利要求1所述的基于车把的平衡车控制机构，其特征在于，所述压力传感器表面覆盖有胶垫；所述胶垫与所述压板接触。4.根据权利要求1所述的基于车把的平衡车控制机构，其特征在于，所述车体底部设有支撑臂，所述支撑臂一端与车体底部可转动固定，另一端与车轮可转动固定；所述支撑臂上设有通孔，通孔内设有可沿着通孔运动的销体，所述车体底部还设有与销体配合的第一定位孔和第二定位孔，所述支撑臂旋转到展开状态时，所述销体跟第一定位孔配合；所述支撑臂旋转到收缩状态时，所述销体跟第二定位孔配合。5.根据权利要求4所述的基于车把的平衡车控制机构，其特征在于，所述销体包括连接柱，与连接柱端部连接的固定柱；所述固定柱的横截面宽度大于连接柱的横截面宽度；所述固定柱与连接柱连接处形成第一环面；相应的，所述通孔包括与连接柱适配的第一孔洞，与固定柱适配的第二孔洞；所述第一孔洞和第二孔洞连接处形成第二环面；所述连接柱上套接有弹簧；所述弹簧两端分别通过第一环面和第二环面定位；所述车轮包括轮体和轮轴部件；所述轮轴部件包括轴体，所述轴体一端穿入轮体，另一端设有转接部；所述转接部与轴体相反的一面设有与连接件活动连接的支撑部；支撑部与所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚艳燕，
申请(专利权)人：尚艳燕，
类型：发明
国别省市：广东;44