电动载具及其控制方法技术

本发明专利技术提供的一种电动载具，包括主体、电动轮和控制器。该主体的前部下方设有前立柱，该前立柱上安装有前轮轴，该主体的后部下方设有后立柱，该后立柱上安装有后轮轴；电动轮安装在前轴和/或后轴的两端；该控制器适于使电动轮以相同或不同的轮速转动；该电动载具还包括至少一个旋转机构，该旋转机构适于根据该控制器的控制，驱动该前轮轴相对于该前立柱旋转和/或驱动该后轮轴相对于该后立柱旋转。本发明专利技术所提供的动电动载具及其控制方法，由于能够主动的控制轮轴的转角和电动轮之间的速度差，因而具有较强的转向能力。

Electric Vehicle and Its Control Method

The electric vehicle provided by the invention comprises a main body, an electric wheel and a controller. A front column is arranged below the front part of the main body, and a front wheel axle is installed on the front part of the main body, and a rear column is arranged below the rear part of the main body, and a rear wheel axle is installed on the rear column; an electric wheel is installed at both ends of the front axle and/or the rear axle; the controller is adapted to rotate the electric wheel at the same or different wheel speeds; the electric loader also includes at least one rotating mechanism, which is adapted to the basis. The control of the controller drives the front axle to rotate with respect to the front column and/or the rear axle to rotate with respect to the rear column. The dynamic electric vehicle and its control method provided by the invention have strong steering ability because it can actively control the rotation angle of the wheel axle and the speed difference between the electric wheels.

【技术实现步骤摘要】
电动载具及其控制方法
本专利技术涉及电动载具领域，尤其涉及一种具有较强的转向能力的电动载具及其控制方法。
技术介绍
诸如遥控电动滑板，电动独轮车，迷你电动摩托之类的电动载具，由于具有低噪音，便携，安全，容易操纵等原因，越来越受到人们的欢迎。例如，在中短距离代步领域，电动载具运用的越来越广泛。在实现高效的中短距离移动的诸多解决方案中，压控电动载具之类的设备已经成为了最为炙手可热的明星产品。此种电动载具具有许多突出的特点。首先，此种电动载具因为具有很高的便携性，较小的重量，所以能够被用户轻易的带上公共交通工具，并在用户的携带下上下台阶。其次，此种电动载具具有很高的灵活性和安全性，能够适应类似于公共交通节点附近，行人、车辆都较多，道路状况较为复杂多变的道路情况。第三，此种电动载具在能够有效完成中短距离移动的前提下，实现了具有较低的成本，并且电动载具的控制较为简单，无需专门的培训。然而，现有的电动载具普遍采取被动转向的方式，这就在使用中带来不少问题：首先，被动转向的转向方式对于使用者的要求较高。在需要进行转向时，使用者不但需要进行准确的判断出转向的时机和转向幅度，还需要对电动载具进行控制，这就要求使用者对于电动载具轮轴的偏转的阻尼有一定的了解，并做出正确的重心移动。其次，当用户希望一边转向一边前进，尤其是用户希望在转向的时候进行加速时，电动轮的扭矩通常会阻碍转向的进行，造成转向不足(under-steer)。针对上述问题，有必要提供一种具有较强的转向能力的电动载具及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有较强的转向能力的电动载具及其控制方法。为了解决本专利技术的至少一部分技术问题，本专利技术提供了一种电动载具，包括：主体、电动轮、和控制器，该主体适于承载用户，该控制器适于根据用户的输入控制该第一电动轮和该第二电动轮转动，该主体适于在该第一电动轮和/或第二电动轮的驱动下运动；该主体的前部下方设有前立柱，该前立柱上安装有前轮轴，该主体的后部下方设有后立柱，该后立柱上安装有后轮轴，该前轮轴的两端和/或该后轮轴的两端设有该电动轮，该控制器适于使该第一电动轮和该第二电动轮以相同或不同的轮速转动；该电动载具还包括至少一个旋转机构，该旋转机构适于根据该控制器的控制，驱动该前轮轴相对于该前立柱旋转和/或驱动该后轮轴相对于该后立柱旋转。根据本专利技术的至少一个实施例，该旋转机构是与该主体固定连接的旋转电机，该旋转电机与该控制器电连接，并适于根据该控制器发出的旋转指令，驱动该前轮轴和/或该后轮轴旋转。根据本专利技术的至少一个实施例，该控制器适于根据用户的输入确定预期转弯半径R，并根据该预期转弯半径R确定该前轮轴相对于该前立柱旋转的预期前转角δf；和/或根据该预期转弯半径R确定该后轮轴相对于该后立柱旋转的预期后转角δr。根据本专利技术的至少一个实施例，该主体适于根据用户的输入相对于地面以该主体的中轴为轴偏转；该控制器适于获得该主体在该前轮轴处的前偏转角度θf和该主体在该后轮轴处的后偏转角度θr，并根据该前偏转角度θf和该后偏转角度确定θr该确定预期转弯半径R。根据本专利技术的至少一个实施例，还包括惯性测量单元，该惯性测量单元测量该主体在该前轮轴处的前偏转角度θf和该主体在该后轮轴处的后偏转角度θr。根据本专利技术的至少一个实施例，该控制器以公式确定该预期转弯半径R；其中L为该电动载具的轴距，λf为该前立柱与地面的夹角，λr为该后立柱与地面的夹角，θf为该前偏转角度，θr为该后偏转角度。根据本专利技术的至少一个实施例，该前轮轴适于相对于该前立柱旋转，且该后轮轴与该后立柱固定，该控制器根据该预期转弯半径R通过公式δf＝arcsin(L/R)，计算该前轮轴的旋转的前转角δf；或，该前轮轴适于相对于该前立柱旋转，该后轮轴适于相对于该后立柱旋转，该控制器根据该预期转弯半径R，通过公式计算该前轮轴的旋转的前转角δf，通过公式计算该后轮轴的旋转的后转角δr；或，该前轮轴与该前立柱固定，且该后轮轴适于相对于该后立柱旋转，该控制器根据该预期转弯半径R，通过公式δr＝arcsin(L/R)，计算该后轮轴的旋转的后转角δr，其中L为该电动载具的轴距，R为该预期转弯半径。根据本专利技术的至少一个实施例，该电动轮包括第一电动轮和第二电动轮，该控制器适于获得该第一电动轮的第一实际轮速V1real、该第二电动轮的第二实际轮速V2real，和该电动载具的预期平均速度V0；该控制器适于根据该预期转弯半径R和该预期平均速度V0确定该第一电动轮的第一预期轮速V1和该第二电动轮的第二预期轮速V2。根据本专利技术的至少一个实施例，当该第一电动轮靠近该电动载具转向的弯心，该第二电动轮背离该电动载具转向的弯心时，该控制器适于根据公式确定该第一电动轮的第一预期轮速V1，根据公式确定该第二电动轮的第二预期轮速V2；当该第二电动轮靠近该电动载具转向的弯心，该第一电动轮背离该电动载具转向的弯心时，该控制器适于根据公式确定该第一电动轮的第一预期轮速V1，根据公式确定该第二电动轮的第二预期轮速V2；其中R为该预期转弯半径，V0为该电动载具的预期平均速度，W为该第一电动轮与该第二电动轮之间的轮距。根据本专利技术的至少一个实施例，该控制器中还存有一预设转弯半径误差Re0；该控制器持续地或者间歇性地获得该第一电动轮的第一实际轮速V1real、该第二电动轮的第二实际轮速V2real，并根据该第一实际轮速V1real和该第二实际轮速V2real计算该电动载具的实际转弯半径Rreal；该控制器适于根据用户的输入确定预期转弯半径R，并获得该预期转弯半径R和该实际转弯半径Rreal之间的转弯半径误差Rdiff；当该转弯半径误差Rdiff小于该预设转弯半径误差Re0时，该控制器不改变该前轮轴相对于该前立柱旋转的前转角δf和/或该后轮轴相对于该后立柱旋转的后转角δr。根据本专利技术的至少一个实施例，还包括惯性测量单元，该惯性测量单元测量该载具的转向角速度ω，并传输到该控制器；该控制器根据该第一电动轮的第一实际轮速V1real、该第二电动轮的第二实际轮速V2real计算该载具的实际速度V0real，并将该实际速度V0real除以该角速度ω，获得该实际转弯半径Rreal。根据本专利技术的至少一个实施例，还包括刹车，该控制器中还存有第一速度误差Ve1和刹车速度误差Ve2；该控制器持续地或者间歇性地获得该第一电动轮的第一实际轮速V1real、该第二电动轮的第二实际轮速V2real和该电动载具的预期平均速度V0；该控制器根据该第一实际轮速V1real和该第二实际轮速V2real计算该电动载具的实际速度V0real；该控制器根据该电动载具的实际速度V0real与该电动载具的预期平均速度V0的速度误差Vdiff与该第一速度误差Ve1的大小关系，控制该电动载具加速、减速或保持当前速度，并在判断为该电动载具的实际速度V0real大于该电动载具的预期平均速度V0，且该速度误差Vdiff大于该刹车速度误差Ve2时，启动该刹车。根据本专利技术的至少一个实施例，还包括一刹车，该刹车设置在车轮上，该车轮是电动轮中的至少一个；或还包括一刹车和从动轮，该车轮是该从动轮中的至少一个；该刹车包括相对设置的摩擦片和衔铁，弹簧以及电磁铁，该弹簧与该衔铁连接，并使得该衔铁在该电磁铁不工作时与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动载具，包括：主体、电动轮、和控制器，所述主体适于承载用户，所述控制器适于根据用户的输入控制所述第一电动轮和所述第二电动轮转动，所述主体适于在所述第一电动轮和/或第二电动轮的驱动下运动；所述主体的前部下方设有前立柱，所述前立柱上安装有前轮轴，所述主体的后部下方设有后立柱，所述后立柱上安装有后轮轴，所述前轮轴的两端和/或所述后轮轴的两端设有所述电动轮，所述控制器适于使所述第一电动轮和所述第二电动轮以相同或不同的轮速转动；所述电动载具还包括至少一个旋转机构，所述旋转机构适于根据所述控制器的控制，驱动所述前轮轴相对于所述前立柱旋转和/或驱动所述后轮轴相对于所述后立柱旋转。

【技术特征摘要】
1.一种电动载具，包括：主体、电动轮、和控制器，所述主体适于承载用户，所述控制器适于根据用户的输入控制所述第一电动轮和所述第二电动轮转动，所述主体适于在所述第一电动轮和/或第二电动轮的驱动下运动；所述主体的前部下方设有前立柱，所述前立柱上安装有前轮轴，所述主体的后部下方设有后立柱，所述后立柱上安装有后轮轴，所述前轮轴的两端和/或所述后轮轴的两端设有所述电动轮，所述控制器适于使所述第一电动轮和所述第二电动轮以相同或不同的轮速转动；所述电动载具还包括至少一个旋转机构，所述旋转机构适于根据所述控制器的控制，驱动所述前轮轴相对于所述前立柱旋转和/或驱动所述后轮轴相对于所述后立柱旋转。2.根据权利要求1所述的电动载具，其特征在于：所述旋转机构是与所述主体固定连接的旋转电机，所述旋转电机与所述控制器电连接，并适于根据所述控制器发出的旋转指令，驱动所述前轮轴和/或所述后轮轴旋转。3.根据权利要求2所述的电动载具，其特征在于：所述控制器适于根据用户的输入确定预期转弯半径R，并根据所述预期转弯半径R确定所述前轮轴相对于所述前立柱旋转的预期前转角δf；和/或根据所述预期转弯半径R确定所述后轮轴相对于所述后立柱旋转的预期后转角δr。4.根据权利要求3所述的电动载具，其特征在于：所述主体适于根据用户的输入相对于地面以所述主体的中轴为轴偏转；所述控制器适于获得所述主体在所述前轮轴处的前偏转角度θf和所述主体在所述后轮轴处的后偏转角度θr，并根据所述前偏转角度θf和所述后偏转角度确定θr所述确定预期转弯半径R。5.根据权利要求4所述的电动载具，其特征在于：还包括惯性测量单元，所述惯性测量单元测量所述主体在所述前轮轴处的前偏转角度θf和所述主体在所述后轮轴处的后偏转角度θr。6.根据权利要求4所述的电动载具，其特征在于：所述控制器以公式R＝L/(tanλfsinθf+tanλrsinθr)确定所述预期转弯半径R；其中L为所述电动载具的轴距，λf为所述前立柱与地面的夹角，λr为所述后立柱与地面的夹角，θf为所述前偏转角度，θr为所述后偏转角度。7.根据权利要求3所述的电动载具，其特征在于：所述前轮轴适于相对于所述前立柱旋转，且所述后轮轴与所述后立柱固定，所述控制器根据所述预期转弯半径R通过公式δf＝arcsin(L/R)，计算所述前轮轴的旋转的前转角δf；或，所述前轮轴适于相对于所述前立柱旋转，所述后轮轴适于相对于所述后立柱旋转，所述控制器根据所述预期转弯半径R，通过公式计算所述前轮轴的旋转的前转角δf，通过公式计算所述后轮轴的旋转的后转角δr；或，所述前轮轴与所述前立柱固定，且所述后轮轴适于相对于所述后立柱旋转，所述控制器根据所述预期转弯半径R，通过公式δr＝arcsin(L/R)，计算所述后轮轴的旋转的后转角δr，其中L为所述电动载具的轴距，R为所述预期转弯半径。8.根据权利要求3所述的电动载具，其特征在于：所述电动轮包括第一电动轮和第二电动轮，所述控制器适于获得所述第一电动轮的第一实际轮速V1real、所述第二电动轮的第二实际轮速V2real，和所述电动载具的预期平均速度V0；所述控制器适于根据所述预期转弯半径R和所述预期平均速度V0确定所述第一电动轮的第一预期轮速V1和所述第二电动轮的第二预期轮速V2。9.根据权利要求8所述的电动载具，其特征在于：当所述第一电动轮靠近所述电动载具转向的弯心，所述第二电动轮背离所述电动载具转向的弯心时，所述控制器适于根据公式确定所述第一电动轮的第一预期轮速V1，根据公式确定所述第二电动轮的第二预期轮速V2；当所述第二电动轮靠近所述电动载具转向的弯心，所述第一电动轮背离所述电动载具转向的弯心时，所述控制器适于根据公式确定所述第一电动轮的第一预期轮速V1，根据公式确定所述第二电动轮的第二预期轮速V2；其中R为所述预期转弯半径，V0为所述电动载具的预期平均速度，W为所述第一电动轮与所述第二电动轮之间的轮距。10.根据权利要求1所述的电动载具，其特征在于：所述控制器中还存有一预设转弯半径误差Re0；所述控制器持续地或者间歇性地获得所述第一电动轮的第一实际轮速V1real、所述第二电动轮的第二实际轮速V2rea1，并根据所述第一实际轮速V...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭奕亨，
申请(专利权)人：胡桃智能科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44