平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆。所述平衡控制方法包括：所述平衡控制器接收期望驾驶指令，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令；获取所述两轮车辆的当前状态数据，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种；根据所述期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据进行计算得到陀螺框架转动数据，以根据所述陀螺框架转动数据生成陀螺框架驱动指令；将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以使所述陀螺装置转动，以对所述两轮车辆进行平衡调节。

Balance control method, system, device and two wheeled vehicle

The embodiment of the invention provides a balance control method, a system, a device and two wheeled vehicles. The balance control method includes the balance controller receiving the desired driving instruction, which includes a steering instruction, an acceleration instruction or a speed drop instruction, obtaining the current state data of the two wheeled vehicles, and the current state data includes one or more of the speed, acceleration, and rolling angle of the two wheeled vehicles. The gyroscope frame rotation data is generated according to the desired driving instruction and the current state data of the two wheeled vehicle to generate the gyro frame driving instruction according to the rotating data of the gyro frame, and the gyro frame driving instruction is sent to the gyroscope device to rotate the gyro device to the two of the gyroscope. The wheel vehicle is balanced.

【技术实现步骤摘要】
平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆
本专利技术涉及汽车
，具体而言，涉及一种平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆。
技术介绍
目前，随着城市汽车数量的不断增加，交通堵塞、环境污染和停车困难等问题越来越严重。针对这些问题，陆续出现了限号行驶、电动汽车和共享单车等解决方案，这些解决方案在一定程度上缓解了城市交通问题，但仍然存在着很多不能解决的问题。两轮车辆是一种新型汽车，它的两个车轮前后布置，车上提供一到两个座位，尺寸只有正常四轮汽车一半宽，重量也不到正常四轮汽车的一半。城市交通推广两轮车辆，不但可以满足人们大多数情况下的出行需求，而且还可极大避免交通堵塞和停车困难等问题，弥补了现行解决方案的部分不足。如果将两轮车辆用于山地、丛林、沙漠等恶劣条件，两轮车辆的单轨迹构造也比四轮汽车具有更强的适应性。但是，由于两轮车辆只有前后两个车轮构成，属于不稳定系统。因此关于两轮车辆的平衡问题，是两轮车辆首要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆。本专利技术实施例提供的一种平衡控制方法，应用于平衡控制系统，所述平衡控制系统安装在两轮车辆上，所述平衡控制系统包括平衡控制器、陀螺装置；所述平衡控制方法包括：所述平衡控制器接收期望驾驶指令，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令；获取所述两轮车辆的当前状态数据，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种；根据所述期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据进行计算得到陀螺框架转动数据，以根据所述陀螺框架转动数据生成陀螺框架驱动指令；将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以使所述陀螺装置转动，以对所述两轮车辆进行平衡调节。本专利技术实施例还提供一种平衡控制系统，所述平衡控制系统安装在两轮车辆上，所述平衡控制系统包括：平衡控制器、前轮转向驱动系统及陀螺装置；所述前轮转向驱动系统包括相互连接的前轮驱动组件及前叉；所述平衡控制器用于根据接收到的期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据计算得到前轮转向数据及陀螺框架转动数据，以根据前轮转向数据及陀螺框架转动数据分别生成所述前轮转向驱动指令及陀螺框架驱动指令，并将所述前轮转向驱动指令发送给所述前轮驱动组件以使所述前轮驱动组件驱动前叉转动，以使前叉驱动前轮运动，将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以控制所述陀螺装置转动，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种。本专利技术实施例还提供平衡控制装置，所述平衡控制装置包括：接收模块，用于接收期望驾驶指令，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令；获取模块，用于获取所述两轮车辆的当前状态数据，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种；计算模块，用于根据接收到的期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据计算得到前轮转向数据及陀螺框架转动数据，以根据前轮转向数据及陀螺框架转动数据分别生成前轮转向驱动指令及陀螺框架驱动指令；发送模块，用于将所述前轮转向驱动指令发送给所述前轮转向驱动系统，以使所述前轮转向驱动系统驱动所述两轮车辆的前轮，将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以控制所述陀螺装置转动。本专利技术实施例还提供一种两轮车辆，所述两轮车辆包括：车架；安装在车架上的前轮和后轮；以及，上述的平衡控制系统。与现有技术相比，本专利技术实施例的平衡控制方法、系统、装置及两轮车辆，通过对于用户向两轮车辆输入的期望驾驶指令，根据期望驾驶指令以及所述两轮车辆当前状态数据进行平衡计算再得到控制陀螺运动的陀螺框架驱动指令，以避免两轮车辆在运动中得到的期望驾驶指令超过所述两轮车辆能够承受的平衡范围，提高两轮车辆行驶过程中的平衡性和安全性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的两轮车辆的结构示意图。图2为本专利技术较佳实施例提供的陀螺装置的结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的平衡控制系统的方框示意图。图4为本专利技术实施例提供的平衡控制装置的方框示意图。图5为本专利技术实施例提供的平衡控制方法的流程示意图。图6为本专利技术实施例提供的平衡控制方法的另一流程示意图。图7为本专利技术较佳实施例提供的两轮车辆的另一角度的结构示意图。图8为一实例中两轮车辆车速的变化曲线示意图。图9为一个实例中两轮车辆的实际干扰力矩和估计的干扰力矩的对比曲线示意图。图10为一个实例中两轮车辆的当前滚动角和平衡滚动角的对比曲线示意图。图11为一个实例中两轮车辆的陀螺装置的陀螺框架转动数据示意图。图12为一个实例中两轮车辆的意愿偏转角和实际偏转角的对比曲线示意图。图标：10-两轮车辆；100-前轮转向驱动系统；110-前轮驱动组件；120-前叉；130-方向盘；200-车架；300-陀螺装置；310-转子；320-转子驱动电机；330-陀螺框架；340-框架驱动电机；350-支架；400-前轮；500-后轮；600-平衡控制器；700-传感器；710-第一编码器；720-第二编码器；730-第三编码器；740-第四编码器；750-惯性测量单元；800-平衡控制装置；810-接收模块；820-获取模块；830-计算模块；840-发送模块。具体实现方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，是本专利技术实施例提供的两轮车辆10的结构示意图。所述两轮车辆10包括车架200、安装在车架200上的前轮400和后轮500以及平衡控制系统。所述平衡控制系统包括：平衡控制器600、前轮转向驱动系统100及陀螺装置300(如图2所示)。如图1所示，所述前轮转向驱动系统100包括相互连接的前轮驱动组件110及前叉120。进一步地，所述前轮转向驱动系统100还可包括方向盘130。如图2所示，所述陀螺装置300包括高速旋转的转子310、安装在所述转子310中心的转子驱动电机320、套设在所述转子310外的陀螺框架330、设置在陀螺框架330两端的框架驱动电机340和支架350。所述陀螺装置300启动后，转子驱动电机320控制转子310起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平衡控制方法，其特征在于，应用于平衡控制系统，所述平衡控制系统安装在两轮车辆上，所述平衡控制系统包括平衡控制器、陀螺装置；所述平衡控制方法包括：所述平衡控制器接收期望驾驶指令，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令；获取所述两轮车辆的当前状态数据，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种；根据所述期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据进行计算得到陀螺框架转动数据，以根据所述陀螺框架转动数据生成陀螺框架驱动指令；将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以使所述陀螺装置转动，以对所述两轮车辆进行平衡调节。

【技术特征摘要】
1.一种平衡控制方法，其特征在于，应用于平衡控制系统，所述平衡控制系统安装在两轮车辆上，所述平衡控制系统包括平衡控制器、陀螺装置；所述平衡控制方法包括：所述平衡控制器接收期望驾驶指令，所述期望驾驶指令包括转向指令、加速指令或降速指令；获取所述两轮车辆的当前状态数据，所述当前状态数据包括两轮车辆的速度、加速度及滚动角中的一种或多种；根据所述期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据进行计算得到陀螺框架转动数据，以根据所述陀螺框架转动数据生成陀螺框架驱动指令；将所述陀螺框架驱动指令发送给所述陀螺装置以使所述陀螺装置转动，以对所述两轮车辆进行平衡调节。2.如权利要求1所述的平衡控制方法，其特征在于，所述平衡控制系统还包括前轮转向驱动系统；所述方法还包括：根据所述期望驾驶指令及两轮车辆的当前状态数据进行计算得到前轮转向数据，以根据所述前轮转向数据生成前轮转向驱动指令；将所述前轮转向驱动指令发送给所述前轮转向驱动系统，以使所述前轮转向驱动系统驱动所述两轮车辆的前轮。3.如权利要求1所述的平衡控制方法，其特征在于，所述平衡控制系统还包括第一编码器，该第一编码器安装在所述前轮转向驱动系统，所述第一编码器用于测量所述前轮转向驱动系统接收到的用户执行的转向操作对应的意愿偏转角；所述平衡控制器接收期望驾驶指令的步骤包括：接收所述第一编码器发送的携带所述意愿偏转角的转向指令，所述转向指令携带所述意愿偏转角。4.如权利要求3所述的平衡控制方法，其特征在于，所述平衡控制系统还包括第二编码器、第三编码器、第四编码器及惯性测量单元，所述第二编码器用于测量所述两轮车辆的前轮的转向角度，所述第三编码器用于测量陀螺装置的转角，所述第四编码器用于测量所述两轮车辆的后轮的转动角度，所述惯性测量单元测量两轮车辆的线加速度和角速度；所述前轮转向驱动指令和陀螺框架驱动指令通过以下方式生成：所述平衡控制器接收所述第二编码器、第三编码器、第四编码器及惯性测量单元分别发送的测量数据；根据接收到的测量数据计算得到所述两轮车辆的当前状态数据；根据所述当前状态数据计算所述两轮车辆的干扰力矩；根据所述干扰力矩与所述转向指令对应的意愿偏转角计算所述两轮车辆与所述意愿偏转角对应的平衡滚动角；根据所述平衡滚动角及两轮车辆的当前滚动角计算得到前轮转向数据及陀螺框架转动数据，以根据前轮转向数据及陀螺框架转动数据分别生成所述前轮转向驱动指令及陀螺框架驱动指令。5.如权利要求4所述的平衡控制方法，其特征在于，所述根据所述平衡滚动角及两轮车辆的当前滚动角计算得到前轮转向数据及陀螺框架转动数据，以根据前轮转向数据及陀螺框架转动数据分别生成所述前轮转向驱动指令及陀螺框架驱动指令的步骤包括：当所述两轮车辆的变速范围的最大值小于指定值时，计算平衡滚动角及两轮车辆的当前滚动角的差值作为所述陀螺框架转动数据，将所述意愿偏转角作为所述前...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟坤，黄琳，李春福，
申请(专利权)人：北京凌云智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11