两轮平衡车及其控制方法技术

技术编号:30412534 阅读:44 留言:0更新日期:2021-10-20 11:48
本发明专利技术提供一种两轮平衡车,其车体包括支撑骨架及脚踏板;第一车轮轴安装在支撑骨架上并能转动,第一脚踏板固定在第一车轮轴上,第二车轮轴固定在支撑骨架上,第二脚踏板固定在第二车轮轴上。还包括检测支撑骨架的前后倾仰角度变化信息的倾仰角度感应装置、控制器和检测第一脚踏板相对于支撑骨架的旋转角度变化信息的旋转角度感应装置;控制器根据倾仰角度感应装置和旋转角度感应装置的角度变化信息得到第一脚踏板的前后倾仰角度变化信息并驱动第一车轮运动;控制器根据倾仰角度感应装置的角度变化信息得到第二脚踏板的前后倾仰角度变化信息并驱动第二车轮运动。本方案不仅结构简单可靠、零部件少、制造成本低,而且骑行操控体验好,可玩性好。可玩性好。可玩性好。

【技术实现步骤摘要】
两轮平衡车及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电动平衡车,具体涉及一种两轮平衡车及其控制方法。

技术介绍

[0002]两轮平衡车,又叫电动平衡车、思维车,其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”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,以保持系统的平衡。
[0003]现有的两轮平衡车一般分为有操作杆和无操作杆这两类,其中带操作杆的两轮平衡车,其两轮平衡车的前进、后退及转向均由操作杆来进行具体操作控制。而不带操作杆的两轮平衡车,其两轮平衡车的前进、后退是由整个两轮平衡车的倾斜来控制,转向则由使用者脚踏在脚踏平台上,并通过两个脚踏平台之间相对旋转角度差来进行控制实现。现有技术中,不带操作杆的两轮平衡车主要有两种:一种产品是左右两个车体部分通过车体中间部位(转动轴)活动连接形成相对运动的角度差来实现转向,左右两个脚踏部分分别设置在左右两个车体中,以公开号CN104029769A的专利文献所揭示的两轮自平衡车为代表,该两轮平衡车中的内盖包括对称设置的左内盖与右内盖,且左内盖相对右内盖转动连接,该类平衡车产品结构比较复杂,采用双平台倾仰角度检测,线路复杂,零部件较多,制造成本较高;另一种产品是车体中间部位无活动连接即无转动,通过脚踏部分压力感应差来实现转向,以公开号为CN111591382A的专利文献所揭示的两轮平衡车为代表,该类平衡车产品,两个脚踏相对扭动范围很小,骑行操控体验较差,可玩性不足。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题,本专利技术的目的是提供一种两轮平衡车及其控制方法,该平衡车不仅结构简单可靠、零部件少、制造成本低,而且骑行操控体验好,可玩性好。
[0005]为了达到上述的目的,本专利技术采用了以下的技术方案:
[0006]一种两轮平衡车,包括车体以及分别安装在车体左右两侧的第一车轮(51)和第二车轮(52),所述车体包括支撑骨架(1)、电池(2)、主控电路板(3)以及供使用者踩踏的脚踏板,所述脚踏板包括第一脚踏板(41)和第二脚踏板(42);第一车轮(51)和第二车轮(52)均为轮毂电机,第一车轮(51)的轮毂电机轴为第一车轮轴(511),第二车轮(52)的轮毂电机轴为第二车轮轴(521),第一车轮轴(511)和第二车轮轴(521)分别安装在支撑骨架(1)的左右两侧,第一车轮轴(511)安装在支撑骨架(1)上并能转动,第一脚踏板(41)固定在第一车轮轴(511)上,第二车轮轴(521)固定在支撑骨架(1)上,第二脚踏板(42)固定在第二车轮轴(521)上。还包括倾仰角度感应装置、控制器和旋转角度感应装置(61),倾仰角度感应装置检测支撑骨架(1)的前后倾仰角度变化信息,旋转角度感应装置(61)检测第一脚踏板(41)相对于支撑骨架(1)的旋转角度变化信息;控制器根据倾仰角度感应装置和旋转角度感应装置(61)的角度变化信息得到第一脚踏板(41)的前后倾仰角度变化信息并驱动第一车轮(51)运动,第一车轮(51)运动的反作用力传导至第一脚踏板(41)从而促使第一脚踏板(41)
实现平衡;控制器根据倾仰角度感应装置的角度变化信息得到第二脚踏板(42)的前后倾仰角度变化信息并驱动第二车轮(52)运动,第二车轮(52)运动的反作用力传导至第二脚踏板(42)从而促使第二脚踏板(42)实现平衡。
[0007]作为优选,倾仰角度感应装置和控制器设置在主控电路板(3)上,主控电路板(3)和电池(2)固定安装在支撑骨架(1)上。
[0008]作为优选,旋转角度感应装置(61)设置在第一车轮轴(511)、第一脚踏板(41)或支撑骨架(1)上。
[0009]作为优选,所述倾仰角度感应装置包括陀螺仪和加速度传感器;所述旋转角度感应装置为光电编码器或霍尔编码器。
[0010]作为优选,第一脚踏板(41)通过紧固件固定安装在第一脚踏安装座(411)上,第一脚踏安装座(411)与第一车轮轴(511)固定连接或一体成型;第二脚踏板(42)通过紧固件固定安装在第二脚踏安装座(421)上,第二脚踏安装座(421)与第二车轮轴(521)固定连接或一体成型。
[0011]作为优选,第一脚踏板(41)通过紧固件固定安装在第一脚踏安装座(411)上,第一脚踏安装座(411)套设在第一车轮轴(511)上并通过定位销、定位键和/或锁紧螺母固定连接;第二脚踏板(42)通过紧固件固定安装在第二脚踏安装座(421)上,第二脚踏安装座(421)套设在第二车轮轴(521)上并通过定位销、定位键和/或锁紧螺母固定连接。
[0012]作为优选,所述第一脚踏板(41)上安装有第一脚踏防滑垫(412),第二脚踏板(42)上安装有第二脚踏防滑垫(422)。
[0013]作为优选,所述第一车轮轴(511)通过轴承(111)转动设置在支撑骨架(1)的一侧,第二车轮轴(521)通过固定件(12)固定在支撑骨架(1)的另一侧,轴承(111)套设在第一车轮轴(511)上并通过轴承安装件(11)安装固定在支撑骨架(1)上。
[0014]作为优选,所述轴承安装件(11)和固定件(12)均为具有安装凹槽的压块,相应地,支撑骨架(1)的左右两侧分别设置有与轴承安装件(11)和固定件(12)相配合的轴承安装部(112)和固定部(122),轴承安装件(11)通过紧固件固定在支撑骨架(1)的轴承安装部(112)上并将轴承(111)压紧固定,固定件(12)通过紧固件固定在支撑骨架(1)的固定部(122)上并通过与第二车轮轴(521)上的限位面(522)配合限制第二车轮轴(521)转动。
[0015]作为优选,轴承安装件(11)设置在第一车轮轴(511)上的位置位于第一车轮(51)和第一脚踏安装座(411)之间,固定件(12)设置在第二车轮轴(521)上的位置位于第二车轮(52)和第二脚踏安装座(421)之间。
[0016]作为优选,旋转角度感应装置包括大齿轮(611)、小齿轮(613)、安装架(615)和编码器组件,安装架(615)固定在支撑骨架(1)上,小齿轮(613)的转轴(614)以能够转动的方式安装在安装架(615)上,大齿轮(611)固定在第一车轮轴(511)上并与小齿轮(613)啮合传动,且大齿轮与小齿轮的传动比大于(1);编码器组件包括触发部件和感应部件,触发部件固定在转轴(614)上并随转轴(614)一起转动,感应部件固定在安装架(615)上。
[0017]作为优选,还包括包裹在支撑骨架(1)外面的壳体(10),壳体(10)的左右两侧分别设有用于遮盖第一车轮(51)的第一车轮盖(101)和用于遮盖第二车轮(52)的第二车轮盖(102),第一脚踏板(41)和第二脚踏板(42)位于车体壳体(10)左右两侧上方。
[0018]作为优选,还包括用于检测第一脚踏板(41)上是否有人的第一感应开关(71)和用
于检测第二脚踏板(42)上是否有人的第二感应开关(72),第一感应开关(71)包括第一本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两轮平衡车,包括车体以及分别安装在车体左右两侧的第一车轮(51)和第二车轮(52),所述车体包括支撑骨架(1)、电池(2)、主控电路板(3)以及供使用者踩踏的脚踏板,所述脚踏板包括第一脚踏板(41)和第二脚踏板(42);第一车轮(51)和第二车轮(52)均为轮毂电机,第一车轮(51)的轮毂电机轴为第一车轮轴(511),第二车轮(52)的轮毂电机轴为第二车轮轴(521),第一车轮轴(511)和第二车轮轴(521)分别安装在支撑骨架(1)的左右两侧,其特征在于,第一车轮轴(511)安装在支撑骨架(1)上并能转动,第一脚踏板(41)固定在第一车轮轴(511)上,第二车轮轴(521)固定在支撑骨架(1)上,第二脚踏板(42)固定在第二车轮轴(521)上;还包括倾仰角度感应装置、控制器和旋转角度感应装置(61),倾仰角度感应装置检测支撑骨架(1)的前后倾仰角度变化信息,旋转角度感应装置(61)检测第一脚踏板(41)相对于支撑骨架(1)的旋转角度变化信息;控制器根据倾仰角度感应装置和旋转角度感应装置(61)的角度变化信息得到第一脚踏板(41)的前后倾仰角度变化信息并驱动第一车轮(51)运动,第一车轮(51)运动的反作用力传导至第一脚踏板(41)从而促使第一脚踏板(41)实现平衡;控制器根据倾仰角度感应装置的角度变化信息得到第二脚踏板(42)的前后倾仰角度变化信息并驱动第二车轮(52)运动,第二车轮(52)运动的反作用力传导至第二脚踏板(42)从而促使第二脚踏板(42)实现平衡。2.根据权利要求1所述的一种两轮平衡车,其特征在于,倾仰角度感应装置和控制器设置在主控电路板(3)上,主控电路板(3)和电池(2)固定安装在支撑骨架(1)上;旋转角度感应装置(61)设置在第一车轮轴(511)、第一脚踏板(41)或支撑骨架(1)上;所述倾仰角度感应装置包括陀螺仪和加速度传感器;所述旋转角度感应装置为光电编码器或霍尔编码器。3.根据权利要求1所述的一种两轮平衡车,其特征在于,第一脚踏板(41)通过紧固件固定安装在第一脚踏安装座(411)上,第一脚踏安装座(411)与第一车轮轴(511)固定连接或一体成型;第二脚踏板(42)通过紧固件固定安装在第二脚踏安装座(421)上,第二脚踏安装座(421)与第二车轮轴(521)固定连接或一体成型。4.根据权利要求1所述的一种两轮平衡车,其特征在于,第一脚踏板(41)通过紧固件固定安装在第一脚踏安装座(411)上,第一脚踏安装座(411)套设在第一车轮轴(511)上并通过定位销、定位键和/或锁紧螺母固定连接;第二脚踏板(42)通过紧固件固定安装在第二脚踏安装座(421)上,第二脚踏安装座(421)套设在第二车轮轴(521)上并通过定位销、定位键和/或锁紧螺母固定连接。5.根据权利要求1所述的一种两轮平衡车,其特征在于,所述第一车轮轴(511)通过轴承(111)转动设置在支撑骨架(1)的一侧,第二车轮轴(521)通过固定件(12)固定在支撑骨架(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘亿军傅丹颜俊
申请(专利权)人:杭州骑客智能科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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