一种独轮车装置及其控制实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种独轮车装置及其控制实现方法，其装置包括外侧用于与地面接触驱动的一轮胎，通过沿所述轮胎圆周设置的齿条，并对应啮合该齿条设置有一第一马达驱动系统；在所述主支架上还设置有一飞轮支架，在所述飞轮支架上设置有一飞轮；以及在所述飞轮支架上设置有一二马达驱动系统，用于驱动所述飞轮的转动，和一第三马达驱动系统，用于驱动所述飞轮及飞轮支架左右摆动。本发明专利技术独轮车装置及其控制方法由于采用了在主支架上设置的轮胎，以及通过第一马达驱动系统驱动轮胎转动，第二马达驱动系统驱动飞轮装置，第三马达驱动系统驱动飞轮和飞轮支架倾斜摆动，实现了针对独轮车装置的自动平衡控制机构及控制实现方法。

A unicycle device and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种独轮车装置及其控制实现方法
本专利技术涉及一种自平衡车装置及其控制方法，尤其涉及的是一种独轮车装置及其控制实现方法。
技术介绍
现有技术中已经存在一种单轮或两轮的自平衡车，但这种自平衡车的实现是通过使用者人体的前后重心控制实现人体自动平衡的，而在车体支架内一般只设置控制驱动系统以及通过该系统驱动控制的运动系统。而通过车体内的自动平衡控制来主动实现对车体本身自平衡的装置尚未出现。现有技术虽然已经存在陀螺仪的实现方案，但大多是用来做大型设备的自平衡参数检测，或导航应用，目前尚无直接通过对飞轮的控制实现对自平衡车的驱动方案实现。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种独轮车装置及其控制方法，实现利用车体内自身结构实现自平衡的装置和方法，能够自动站立和运动、转弯等等，实现一种全新的自平衡独轮车装置及其控制实现方法。本专利技术的技术方案如下：一种独轮车装置，其包括外侧用于与地面接触驱动的一轮胎，通过沿所述轮胎圆周设置的齿条，并对应啮合该齿条设置有一第一马达驱动系统；其中，所述第一马达驱动系统设置在一主支架上，所述主支架设置在所述轮胎内的中空空间内；并且在所述主支架上还设置有一飞轮支架，在所述飞轮支架上设置有一飞轮；以及在所述飞轮支架上设置有一第二马达驱动系统，用于驱动所述飞轮的转动，和一第三马达驱动系统，用于驱动所述飞轮及飞轮支架左右摆动；所述主支架上设置的飞轮、飞轮支架以及第一马达驱动系统、第二马达驱动系统和第三马达驱动系统的整体重心低于主支架的中心设置。所述的独轮车装置，其中，所述飞轮支架的左右摆动通过一转轴可转动地支撑设置在所述主支架上实现，所述转轴水平设置，并且其连线经过所述主支架的中心。所述的独轮车装置，其中，所述第一马达驱动系统设置包括一第一马达，设置在所述主支架上，并通过一齿轮组将所述第一马达的驱动力传递到一位于所述飞轮外侧且安装在所述主支架上的第一齿轮上；所述轮胎内侧设置所述齿条，用于与所述第一齿轮啮合。所述的独轮车装置，其中，所述第一齿轮设置在一齿轮杆的中部，所述齿轮杆的一端设置为一与所述齿轮组啮合的第一从动齿轮。所述的独轮车装置，其中，所述第二马达驱动系统设置包括一第二马达，设置在所述飞轮支架上；所述第二马达连接设置有一第二主动齿轮，用于啮合驱动一与所述飞轮同轴设置的一第二从动齿轮。所述的独轮车装置，其中，所述第三马达驱动系统设置包括一设置在所述飞轮支架上的舵机，所述舵机设置具有一受控转动所需角度的转柄，所述转柄的端部通过一第一万向节铰接连接一连杆一端，所述连杆的另一端通过一第二万向节铰接连接在所述主支架上，并且其与所述主支架的连接点偏离所述转轴设置。所述的独轮车装置，其中，在所述主支架的两侧还设置有侧盖结构，并所述侧盖上设置有电源容纳部。所述的独轮车装置，其中，所述侧盖外侧下方还设置有一支撑凸部，用于保持所述独轮车装置的侧倾角度。所述的独轮车装置，其中，所述独轮车装置设置为玩具或交通运输工具。一种实现任一所述独轮车装置的控制实现方法，其中，包括以下步骤：A、通过对所述第二马达驱动系统的控制，启动所述飞轮的转动；B、通过对所述第三马达驱动系统的控制，实现对所述飞轮及飞轮支架的左右摆动控制，以实现所述独轮车装置的扶正或转弯控制；C、通过对所述第一马达驱动系统的控制，实现对所述轮胎的驱动，用于实现对所述独轮车运动的控制。本专利技术所提供的一种独轮车装置及其控制方法，由于采用了在主支架上设置的轮胎，以及通过第一马达驱动系统驱动轮胎转动，第二马达驱动系统驱动飞轮装置，第三马达驱动系统驱动飞轮和飞轮支架倾斜摆动，实现了针对独轮车装置的自动平衡控制机构及控制实现方法，可以实现独轮车的自平衡站立及运动控制，为全新的一种自动控制车辆。附图说明图1为本专利技术所述独轮车装置的侧倾示意图。图2为本专利技术所述独轮车装置另一角度的侧倾示意图。图3为本专利技术所述独轮车装置的自平衡站立时的示意图。图4为本专利技术所述独轮车装置沿轮胎正中剖切后的剖视示意图。图5为本专利技术所述独轮车装置的中心飞轮部件示意图。图6为本专利技术所述独轮车装置的中心飞轮部件立体示意图。图7为本专利技术所述独轮车装置的外轮胎示意图。图8为本专利技术所述独轮车装置的飞轮正视示意图。图9为本专利技术所述独轮车装置的飞轮正中剖切后的剖视示意图。图10为本专利技术所述独轮车装置的整体沿轮胎垂直面剖切后的剖视示意图。图11为本专利技术所述独轮车装置的控制流程示意图。图12为本专利技术所述独轮车装置的主支架示意图。图13为本专利技术所述独轮车装置的主支架另一侧向摆动时的示意图。具体实施方式以下对本专利技术的较佳实施例加以详细说明。本专利技术所提供的一种独轮车装置的较佳实施例，如图1、图2和图3所示的，是在车辆左右侧倾倒地以及自平衡站立时的示意图，其包括一沿主支架外侧设置，用于与地面接触驱动的一轮胎110，在该轮胎110的内侧圆周设置有一齿条111，但在另外的实施例中，还可以设置采用其他的驱动结构方式，例如可以将齿条设置在轮胎的两侧边中的一侧或两侧同时设置，并不局限于所述轮胎的正内侧圆周。所述轮胎110通常采用塑胶或橡胶材质，并在轮胎内侧可以设置有一轮胎支架112，如图7所示，在所述轮胎支架112内侧圆周上设置所述齿条111。在所述轮胎110的内侧中空空间内设置有一主支架113，用来承载一飞轮支架131和飞轮132，所述主支架113与所述轮胎110相对框架设置，也即是说所述轮胎110除了设置相对所述主支架113可转动之外，所述主支架113本身并不可以左右摆动。为方便控制，所述主支架113上的部件设置以轮胎110的胎面中线为界，尽可能保持左右对称布局，所述轮胎110沿所述主支架113上可以从外周侧转动；如此同时，在所述主支架113上设置的各部件保持其重心较低，低于整个轮胎转动中心的位置，必要的话须要增加配重块，以便使得轮胎在驱动过程中不至于向轮胎转动的相反方向反转，以保证轮胎的转动驱动最终可以转化为整个独轮车的前进动力。本专利技术以轮胎转动轴所在水平面与轮胎圆周的交点为飞轮左右摆动的转轴，而飞轮的转动轴与轮胎的转动轴在飞轮不摆动时是重合的，在飞轮摆动时转动轴会形成一定的夹角，但飞轮圆心与轮胎圆心重合，由此才能更为有效地利用陀螺效应，下文会详细说明本专利技术所述独轮车装置的结构示例及控制实现方法。对应所述齿条111还设置有一第一马达驱动系统120，如图4、图5和图6、图12和图13所示，所述第一马达驱动系统120设置在主支架113上，较好的是，设置在主支架113的较低重心位置，并上设置通过一齿轮组121进行变速和传动，在所述主支架113上外侧，在所述轮胎110的内侧，对应啮合驱动所述齿条111的位置，设置了一第一齿轮122，用来与所述齿条111进行啮合。所述第一齿轮122设置在主支架上，并同轴固定或一体设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种独轮车装置，其包括外侧用于与地面接触驱动的一轮胎，通过沿所述轮胎圆周设置的齿条，并对应啮合该齿条设置有一第一马达驱动系统；其特征在于，所述第一马达驱动系统设置在一主支架上，所述主支架设置在所述轮胎内的中空空间内；并且在所述主支架上还设置有一飞轮支架，在所述飞轮支架上设置有一飞轮；以及在所述飞轮支架上设置有一第二马达驱动系统，用于驱动所述飞轮的转动，和一第三马达驱动系统，用于驱动所述飞轮及飞轮支架左右摆动；所述主支架上设置的飞轮、飞轮支架以及第一马达驱动系统、第二马达驱动系统和第三马达驱动系统的整体重心低于主支架的中心设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种独轮车装置，其包括外侧用于与地面接触驱动的一轮胎，通过沿所述轮胎圆周设置的齿条，并对应啮合该齿条设置有一第一马达驱动系统；其特征在于，所述第一马达驱动系统设置在一主支架上，所述主支架设置在所述轮胎内的中空空间内；并且在所述主支架上还设置有一飞轮支架，在所述飞轮支架上设置有一飞轮；以及在所述飞轮支架上设置有一第二马达驱动系统，用于驱动所述飞轮的转动，和一第三马达驱动系统，用于驱动所述飞轮及飞轮支架左右摆动；所述主支架上设置的飞轮、飞轮支架以及第一马达驱动系统、第二马达驱动系统和第三马达驱动系统的整体重心低于主支架的中心设置。


2.根据权利要求1所述的独轮车装置，其特征在于，所述飞轮支架的左右摆动通过一转轴可转动地支撑设置在所述主支架上实现，所述转轴水平设置，并且其连线经过所述主支架的中心。


3.根据权利要求2所述的独轮车装置，其特征在于，所述第一马达驱动系统设置包括一第一马达，设置在所述主支架上，并通过一齿轮组将所述第一马达的驱动力传递到一位于所述飞轮外侧且安装在所述主支架上的第一齿轮上；所述轮胎内侧设置所述齿条，用于与所述第一齿轮啮合。


4.根据权利要求3所述的独轮车装置，其特征在于，所述第一齿轮设置在一齿轮杆的中部，所述齿轮杆的一端设置为一与所述齿轮组啮合的第一从动齿轮。


5.根据权利要求2所述的独轮车装置，其特征在于，所述第二马达驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市熙龙玩具有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44