一种平衡车的控制方法及平衡车技术

本发明专利技术公开了一种平衡车的控制方法及平衡车，旨在克服现有技术中平衡车操控难度较大的问题，包括以下步骤：前置步骤：获取双脚对平衡车的压力，当任意一只脚的压力大于设置的阈值，平衡车的车体保持水平，初始化步骤：当双脚的压力均大于设定的阈值，对控制模块进行初始化，操作信息获取步骤：获取使用者双脚的脚掌和脚跟对平衡车的压力、两个车轮的转速；动作控制步骤：将左脚脚掌和左脚脚跟的压力进行比较，获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌和右脚脚跟的压力进行比较，获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚压力偏差值、两个车轮的转速，获得两个并排车轮的转速控制分量并对两个并排车轮进行调速。

【技术实现步骤摘要】
一种平衡车的控制方法及平衡车
本专利技术属于交通工具，特指一种平衡车的控制方法及平衡车。
技术介绍
电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等，主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(DynamicStabilization)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，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持踏板的平衡。该陀螺仪板固定于车体内部，与水平面平行。当驾驶者身体前倾时，车子就会前行，当身体后仰时就会后退。平衡车是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。现有技术中，为了简化平衡车，平衡车的结构具有两个车轮和一根车轴，两个车轮设置在车轴的两端，车轴上设置有两个可转动的踏板，踏板上设置有陀螺仪，陀螺仪检测踏板的转动角度，根据检测的角度变化控制车轮行驶。然而现有技术不够完善，两个踏板相互旋转实现控制的方式太过复杂，使用者也不便于在平衡车上保持平衡，操控难度较大。
技术实现思路
为克服现有技术的不足及存在的问题，本专利技术提供一种安全、操控方式设计合理的平衡车控制方法及平衡车。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种平衡车的控制方法，包括以下步骤：前置步骤：获取使用者的双脚对平衡车的压力，当任意一只脚的压力大于设置的阈值，使平衡车的车体保持水平；初始化步骤：获取使用者双脚对平衡车的压力，当双脚的压力均大于设定的阈值，对控制模块进行初始化；操作信息获取步骤：获取使用者双脚的脚掌和脚跟对平衡车的压力、两个并排车轮的转速；动作控制步骤：将左脚脚掌的压力和左脚脚跟的压力进行比较，获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较，获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚压力偏差值、两个并排车轮的转速，获得两个并排车轮的转速控制分量，根据转速控制分量对两个并排车轮进行调速。作为优选，所述左脚压力偏差值与左侧车轮的转速控制分量成正比，右脚压力偏差值与右侧车轮的转速控制分量成正比。作为优选，所述转速控制分量用于控制对应车轮转速的大小和方向。另外，本专利技术还提供了一种平衡车，包括车体，车体上并排设置有两个车轮，车轮带有轮毂电机，还包括控制模块，控制模块连接两个轮毂电机、电源模块、测速模块、至少四个压力传感器，测速模块用于检测两个轮毂电机的转速，其中四个压力传感器用于检测使用者双脚脚掌和脚跟的压力，控制模块将左脚脚掌的压力与左脚脚跟的压力进行比较并获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较并获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚偏差值、两个轮毂电机的转速，获得两个车轮的速度控制分量，根据两个车轮的速度控制分量对两个轮毂电机进行调速。作为优选，所述车体上并排设置有两个可竖直转动的脚踏板，两个脚踏板对应于使用者的双脚，其中四个压力传感器分别设置在两个脚踏板的端部下方。作为优选，所述车体上设置有支柱，脚踏板通过支柱架设在车体上，脚踏板可绕支柱进行转动，压力传感器设置在车体和踏板之间的空隙内。作为优选，所述支柱和脚踏板之间也设置有压力传感器，控制模块连接有陀螺仪，陀螺仪用于检测车体的实时姿态，当支柱和脚踏板之间的压力传感器受压达到阈值时，控制模块将车体实时姿态与水平姿态进行比较，通过轮毂电机将车体调整至水平姿态。作为优选，所述车体上固定设置有橡胶垫，脚踏板、压力传感器密封在橡胶垫和车体之间，支柱的上端面、脚踏板的下端面均为平面，橡胶垫迫使脚踏板的下端面贴合在支柱的上端面上。作为优选，所述车体上开设有一一对应于脚踏板的安装槽，压力传感器、脚踏板分别设置在对应的安装槽内。作为优选，所述车体包括自上而下依次固定设置在一起的上盖、内骨架和下盖，两个轮毂电机的机轴固定设置在内骨架的两侧，电源模块、控制模块设置在内骨架和下盖之间，压力传感器设置在上盖上。本专利技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：(1)采用双脚对平衡车的压力感应，控制平衡车保持平衡，有利于方便使用者上下平衡车，确保上下车的安全。(2)采用双脚的压力偏差值，并结合车轮的转速，进而对两个并排车轮进行调速，通过控制两个并排车轮的差速转动、同步转动、加速、减速等，实现平衡车的前进、后退和转向，采用本平衡车的控制方法，使用者通过双脚的前后摆动即可调节双脚的压力偏差值，并且双脚分别单独控制两侧的车轮，符合人体运动逻辑，操作过程中平衡车保持水平，操作也更加安全。附图说明图1是本专利技术的平衡车的控制方法示意图；图2是本专利技术的平衡车的结构示意图；图3是本专利技术的爆炸结构示意图；图4是本专利技术的电池的剖面结构示意图；图5是本专利技术的上盖的结构示意图；图中：1-上盖、2-下盖、3-内骨架、4-车轮、5-控制模块、6-压力传感器、7-电源模块、8-脚踏板、91-橡胶垫、92-前车灯、93-尾灯、94-陀螺仪、95-测速模块、11-安装槽、12-支柱、13-挡泥罩、14-凹槽、41-轮毂电机、42-轮胎、71-上壳体、72-下壳体、73-电池组。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，一种平衡车的控制方法，包括以下步骤：前置步骤S1：获取使用者的双脚对平衡车的压力，当任意一只脚的压力大于设置的阈值，使平衡车的车体保持水平；初始化步骤S2：获取使用者双脚对平衡车的压力，当双脚的压力均大于设定的阈值，对控制模块5进行初始化；操作信息获取步骤S3：获取使用者双脚的脚掌和脚跟对平衡车的压力、两个并排车轮4的转速；动作控制步骤S4：将左脚脚掌的压力和左脚脚跟的压力进行比较，获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较，获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚压力偏差值、两个并排车轮4的转速，获得两个并排车轮4的转速控制分量，根据转速控制分量对两个并排车轮4进行调速。所述左脚压力偏差值与左侧车轮4的转速控制分量成正比，右脚压力偏差值与右侧车轮4的转速控制分量成正比，具体地，当左脚压力偏差值为零时，左侧车轮4的转速也为零，当左脚压力偏差值大于零时，左侧车轮4的转速方向向前，且随着左脚压力偏差值的变大，左侧车轮4的向前转速也变大，当左脚压力偏差值小于零时，左侧车轮4的转速方向向后，且随着左脚压力偏差值的变大，左侧车路内的向后转速也变大，右脚压力偏差值与右侧车轮4的转速关系也相同。所述转速控制分量用于控制对应车轮4转速的大小和方向。采用双脚对平衡车的压力感应，控制平衡车保持平衡，有利于方便使用者上下平衡车，确保上下车的安全。采用双脚的压力偏差值，并结合车轮4的转速，进而对两个并排车轮4进行调速，通过控制两个并排车轮4的差速转动、同步转动、加速、减速等，实现平衡车的前进、后退和转向，采用本平衡车的控制方法，使用者通过双脚的前后摆动即可调节双脚的压力偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平衡车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n前置步骤：获取使用者的双脚对平衡车的压力，当任意一只脚的压力大于设置的阈值，使平衡车的车体保持水平；/n初始化步骤：获取使用者双脚对平衡车的压力，当双脚的压力均大于设定的阈值，对控制模块(5)进行初始化；/n操作信息获取步骤：获取使用者双脚的脚掌和脚跟对平衡车的压力、两个并排车轮(4)的转速；/n动作控制步骤：将左脚脚掌的压力和左脚脚跟的压力进行比较，获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较，获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚压力偏差值、两个并排车轮(4)的转速，获得两个并排车轮(4)的转速控制分量，根据转速控制分量对两个并排车轮(4)进行调速。/n

【技术特征摘要】
1.一种平衡车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
前置步骤：获取使用者的双脚对平衡车的压力，当任意一只脚的压力大于设置的阈值，使平衡车的车体保持水平；
初始化步骤：获取使用者双脚对平衡车的压力，当双脚的压力均大于设定的阈值，对控制模块(5)进行初始化；
操作信息获取步骤：获取使用者双脚的脚掌和脚跟对平衡车的压力、两个并排车轮(4)的转速；
动作控制步骤：将左脚脚掌的压力和左脚脚跟的压力进行比较，获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较，获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚压力偏差值、两个并排车轮(4)的转速，获得两个并排车轮(4)的转速控制分量，根据转速控制分量对两个并排车轮(4)进行调速。


2.根据权利要求1所述的一种平衡车的控制方法，其特征在于，所述左脚压力偏差值与左侧车轮(4)的转速控制分量成正比，右脚压力偏差值与右侧车轮(4)的转速控制分量成正比。


3.根据权利要求1或2所述的一种平衡车的控制方法，其特征在于，所述转速控制分量用于控制对应车轮(4)转速的大小和方向。


4.一种平衡车，包括车体，车体上并排设置有两个车轮(4)，车轮(4)带有轮毂电机(41)，其特征在于，还包括控制模块(5)，控制模块(5)连接两个轮毂电机(41)、电源模块(7)、测速模块(95)、至少四个压力传感器(6)，测速模块(95)用于检测两个轮毂电机(41)的转速，其中四个压力传感器(6)用于检测使用者双脚脚掌和脚跟的压力，控制模块(5)将左脚脚掌的压力与左脚脚跟的压力进行比较并获得左脚压力偏差值，将右脚脚掌的压力与右脚脚跟的压力进行比较并获得右脚压力偏差值，结合左脚压力偏差值、右脚偏差值、两个轮毂电机(41)的转速，获得两个车轮(4)的速度控制分量，根据两个车轮(4)的速度控制分量对两个轮毂电机(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家保，
申请(专利权)人：金华市安尚机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33