具有线性稳定系统的两轮车辆技术方案

提供了一种两轮车辆。所述两轮车辆包括底盘和第一车轮托架，所述第一车轮托架可移动地耦接至所述底盘并可相对于所述底盘纵向移动。至少一个第一车轮旋转地安装在第一车轮托架上，并通过所述第一车轮托架耦接至所述底盘。所述两轮车辆还包括第一线性致动器系统，所述第一线性致动器系统耦接至所述第一车轮托架，并且被配置成相对于所述底盘纵向移置所述第一车轮托架。第一马达安装在所述第一车轮和所述第一车轮托架上。所述第一马达被配置成向所述第一车轮提供驱动能量，并且当所述第一车轮被所述第一线性致动器系统移置时与所述第一车轮托架一起被移置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有线性稳定系统的两轮车辆
本说明书总体上涉及车辆，更具体地但不限于涉及用于具有轴向对准的车轮的两轮车辆的稳定系统。
技术介绍
越来越多的车辆和/或机器人用于运输货物。典型的车辆和/或机器人使用三个、四个或六个车轮在车辆的正常操作期间提供推进和转向控制。此类车辆和/或机器人依赖于静态稳定性，并且被设计成通过车轮的位置保持在所有操作条件下的稳定性。车轮之间沿纵向或前后方向的间隔距离可抵消由于重力或倾斜而施加的扭矩。因此，在典型的车辆中，通过在车辆纵向上的车轮之间实施适当的间隔距离来实现稳定性，从而使车辆对沿横向轴线的抗干扰性更强。然而，在试图用车轮位于横向或并排方向而不是传统纵向方向的两轮车辆运输货物时存在问题。使用仅具有两个以横向、并排配置安装的车轮的车辆的挑战在于在正常操作期间保持车辆的动态稳定性。
技术实现思路
根据本主题技术的各个方面，提供了一种两轮车辆。根据一个方面，两轮车辆包括底盘和可移动地耦接到底盘并且相对于底盘可纵向移置的第一车轮托架。至少第一车轮可旋转地安装在第一车轮托架上，并通过第一车轮托架耦接至底盘。两轮车辆还包括耦接至第一车轮托架的第一线性致动器系统，并且第一线性致动器系统被配置成相对于底盘纵向地移置第一车轮托架。第一马达安装在第一车轮和第一车轮托架上。第一马达被配置成向第一车轮提供驱动能量，并且当第一车轮被第一线性致动器系统移置时，第一马达与第一车轮托架一起被移置。在一些实施方式中，两轮车辆还包括第二线性致动系统、第二马达和安装在第二车轮托架上的第二车轮。第二车轮托架设置在两轮车辆的与第一车轮托架相对的一侧。第二线性致动器系统在两轮车辆的与第一线性致动器系统相对的一侧处耦接至第二车轮托架。第二线性致动器系统被配置成相对于底盘纵向移置第二车轮托架。第二马达安装在第二车轮和第二车轮托架上。第二马达被配置成向第二车轮提供驱动能量，并且当第二车轮被第二线性致动器系统移置时，第二马达与第二车轮托架一起被移置。在一些实施方式中，两轮车辆还包括将第一线性致动器系统耦接至第二线性致动器系统的轴，以及第三马达。第三马达通过轴可旋转地耦接到第一和第二线性致动器系统，以驱动第一和第二线性致动器系统。在一些实施方式中，第一和第二线性致动器系统各自包括：第一和第二带轮，将第一和第二带轮彼此耦接的皮带以及至少一个轨道。第一和第二带轮沿底盘的纵向方向在底盘的相对侧彼此耦接，并由第三马达驱动。皮带进一步耦接到第一和第二车轮托架中的相应的一个，并且被配置成基于第一和第二带轮的旋转而平移，皮带由此相对于底盘纵向地平移皮带所耦接的托架。至少一个轨道沿底盘的纵向方向耦接到底盘的每一侧，并且通过皮带的运动，使相应的第一和第二托架沿着至少一个轨道平移。在一些实施方式中，两轮车辆还包括至少一个线性致动器控制器，用于控制第一和第二线性致动器系统以及第三马达中的至少一个的操作。在一些实施方式中，第一和第二线性致动器系统以高达300mm/sec的速度相对于底盘平移相应的第一和第二车轮托架。在一些实施方式中，独立于第一马达向第一车轮提供驱动能量，第二马达向第二车轮提供驱动能量。在一些实施方式中，第一和第二马达均包括轮毂马达，其居中地安装在第一和第二车轮中，并且经由轮毂马达的相应定子耦接至第一和第二托架。在一些实施方式中，第一和第二马达中的每一个均包括定子以及耦接到或集成到相应的第一和第二车轮中的转子，该定子配置有布置在其上的一系列线圈。转子被配置成包括一系列磁铁，并且相对于定子的外部旋转地安装。电能被供应到定子以引起转子以及相应的第一和第二车轮的旋转。在一些实施方式中，两轮车辆还包括布置在底盘的底面上的电池，以向第一马达和第二马达中的至少一个供应电能。在一些实施方式中，两轮车辆还包括至少一个马达控制器，用于控制第一和第二马达中的至少一个的操作。在一些实施方式中，两轮车辆还包括布置在底盘上的俯仰传感器(pitchsensor)，用于感测底盘的俯仰角。在一些实施方式中，两轮车辆还包括通信地耦接至俯仰传感器的俯仰控制器，以响应于俯仰传感器的输出来控制第一和第二车轮托架中的至少一个相对于底盘的位移。在一些实施方式中，俯仰控制器被配置成控制第三马达相对于底盘移置第一和第二车轮托架中的至少一个，以相对于水平面保持基本恒定的底盘方向。在一些实施方式中，基本恒定的底盘方向是指底盘的俯仰角保持在水平面的正负2度之内。在一些实施方式中，俯仰传感器是倾角仪(inclinometer)和惯性运动单元中的至少一个。在一些实施方式中，俯仰传感器位于底盘底面的中心位置。在一些实施方式中，两轮车辆还包括由底盘支撑的货物体积。根据本技术的另一方面，一种稳定两轮车辆的方法，所述两轮车辆具有第一和第二车轮托架，底盘，第一和第二车轮，第一和第二马达以及第一和第二线性致动器系统，所述方法包括在车辆运行期间通过布置在底盘上的至少一个传感器来测量底盘相对于水平面的俯仰度，并基于其输出俯仰信号。此外，所述方法还包括：通过位于车辆内的控制器响应于至少一个传感器的输出俯仰信号，来控制第一和第二线性致动器系统中的至少一个，以相对于底盘纵向移置第一和第二车轮托架中的至少一个，从而相对于水平面保持基本恒定的底盘方向。在一些实施方式中，控制器还基于车辆的所感测到的加速度来控制第一线性致动系统和第二线性致动系统。在一些实施方式中，控制器执行比例-积分-微分(PID)或基于PID的控制器算法。附图说明附图示出了所公开的方面，并且与说明书一起用于解释所公开的方面的原理，其中被包括的附图用以提供进一步的理解，并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。被包括的以下附图用以说明本公开的某些方面，并且不应将其视为排他的实施。在不脱离本公开的范围的情况下，所公开的主题能够在形式和功能上进行相当大的修改，变更，组合和等同。图1示出了根据本公开的第一实施方式的车辆的各个部件的俯视立体图。图2示出了根据本公开的第一实施方式的安装在车辆底盘上的各种部件的后视图。图3示出了根据本公开的第一实施方式的车辆的线性致动器系统的各个部件的俯视立体图。图4是示出根据本公开的第一实施方式的线性致动器系统和包括轮毂马达的车轮组件的各种部件的侧视图。图5A是示出根据本公开的第一实施方式的车轮和托架相对于车辆底盘的最大向前位置的视图。图5B是示出根据本公开的第一实施方式的车轮和托架相对于车辆底盘的最大向后位置的视图。图6A示出了根据本公开的第二实施方式的车辆的线性致动器系统的各个部件的俯视立体图。图6B示出了根据本公开的第二实施方式的车辆的线性致动器系统的各个部件的侧视图。图7A示出了根据本公开的第三实施方式的车辆的线性致动器系统的各个部件的俯视立体图。图7B示出了根据本公开的第三实施方式的车辆的线性致动器系统的各个部件的侧视图。图8是根据本公开的实施方式的车辆的控制系统的电气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两轮车辆，包括：/n底盘；/n第一车轮托架，所述第一车轮托架可移动地耦接至所述底盘并可相对于所述底盘纵向移动；/n至少一个第一车轮，所述第一车轮旋转地安装在所述第一车轮托架上，并且所述第一车轮通过所述第一车轮托架耦接至所述底盘；/n第一线性致动器系统，所述第一线性致动器系统耦接至所述第一车轮托架，并且被配置成相对于所述底盘纵向移置所述第一车轮托架；以及/n第一马达，所述第一马达安装到所述第一车轮和所述第一车轮托架，被配置成向所述第一车轮提供驱动能量，并且当所述第一车轮被所述第一线性致动器系统移置时与所述第一车轮托架一起被移置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171011 IT 1020170001144971.一种两轮车辆，包括：
底盘；
第一车轮托架，所述第一车轮托架可移动地耦接至所述底盘并可相对于所述底盘纵向移动；
至少一个第一车轮，所述第一车轮旋转地安装在所述第一车轮托架上，并且所述第一车轮通过所述第一车轮托架耦接至所述底盘；
第一线性致动器系统，所述第一线性致动器系统耦接至所述第一车轮托架，并且被配置成相对于所述底盘纵向移置所述第一车轮托架；以及
第一马达，所述第一马达安装到所述第一车轮和所述第一车轮托架，被配置成向所述第一车轮提供驱动能量，并且当所述第一车轮被所述第一线性致动器系统移置时与所述第一车轮托架一起被移置。


2.根据权利要求1所述的两轮车辆，还包括：
第二车轮，所述第二车轮安装在第二车轮托架上，所述第二车轮托架设置在所述两轮车辆的与所述第一车轮托架相对的一侧；
第二线性致动器系统，所述第二线性致动器系统在所述两轮车辆的与所述第一线性致动器系统相对的一侧耦接到所述第二车轮托架，并且被配置成相对于所述底盘纵向移置所述第二车轮托架；以及
第二马达，所述第二马达安装到所述第二车轮和所述第二车轮托架，被配置成向所述第二车轮提供驱动能量，并且当所述第二车轮被所述第二线性致动器系统移置时与所述第二车轮托架一起被移置。


3.根据权利要求2所述的两轮车辆，还包括：
轴，所述轴将所述第一线性致动器系统耦接至所述第二线性致动器系统；以及
第三马达，所述第三马达通过所述轴旋转地耦接至所述第一和第二线性致动器系统，以驱动所述第一和第二线性致动器系统。


4.根据权利要求3所述的两轮车辆，其中，所述第一和第二线性致动器系统各自包括：
第一和第二带轮，所述第一和第二带轮沿所述底盘的纵向在所述底盘的相对侧彼此耦接，并由所述第三马达驱动；
皮带，所述皮带将所述第一和第二带轮彼此耦接，所述皮带进一步耦接至所述第一和第二车轮托架中相应的一个，并被配置成基于所述第一和第二带轮的旋转而平移，从而相对于所述底盘纵向平移所述皮带所耦接的托架；以及
至少一个轨道，所述轨道沿所述底盘的纵向耦接至所述底盘的每一侧，并且通过所述皮带的运动使相应的第一和第二车轮托架沿所述轨道平移。


5.根据权利要求3所述的两轮车辆，其中，所述第二马达独立于向所述第一车轮提供驱动能量的所述第一马达，而向所述第二车轮提供驱动能量。


6.根据权利要求3所述的两轮车辆，其中，所述第一和第二线性致动器系统以高达300mm/sec的速度相对于所述底盘平移相应的所述第一和第二车轮托架。


7.根据权利要求3所述的两轮车辆，其中，所述第一和第二马达均包括轮毂马达，所述轮毂马达居中地安装在所述第一和第二车轮中，并且经由所述轮毂马达的相应定子耦接至所述第一和第二车轮托架。


8.根据权利要求7所述的两轮车辆，其中，所述第一和第二马达中的每一个包括：
定子，所述定子上设置有一系列线圈；以及
转子，所述转子耦接到或集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·舒纳普，格雷格·林恩，拿撒勒·埃克梅克坚，罗西察·科泰洛娃，贾罗德·史密斯，埃迪·卡里略，阿莫斯·阿博布勒，安德鲁·默里，詹姆斯·王，卡洛斯·阿斯马特，约书亚·埃尔范德，奥纳锐澳·迪·塔纳，
申请(专利权)人：皮亚吉奥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US