一种控制力矩陀螺及自平衡车制造技术

本实用新型专利技术涉及平衡技术领域，尤其涉及一种控制力矩陀螺，包括：可转动的内框架，内框架为一体式的环形框架，内框架相对的两侧上分别设有一轴承孔，两个轴承孔同轴设置；飞轮体，包括轮轴和与轮轴相连接固定的轮体，轮轴的两端分别可转动地安装于两个轴承孔内，飞轮体的转动轴线与内框架的转动轴线正交；飞轮驱动部件，驱动飞轮体转动；内框架转动控制部件，与内框架相连接并用于控制内框架转动。还涉及包括该控制力矩陀螺的自平衡车。内框架采用一体式的环形框架，能够保证用于装配飞轮体的两侧轴承孔的同轴度，并降低装配难度和生产加工成本；飞轮体采用轮体与轮轴相连接固定的可拆分的分体式结构，大大降低了飞轮体的加工成本。大大降低了飞轮体的加工成本。大大降低了飞轮体的加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种控制力矩陀螺及自平衡车


[0001]本技术涉及平衡
，尤其涉及一种控制力矩陀螺以及一种包括该控制力矩陀螺的自平衡车。

技术介绍

[0002]在车辆上设置陀螺作为平衡装置，其平衡原理是利用陀螺的进动可以输出陀螺力矩的效应在车辆发生倾斜时修正车辆姿态，实现车辆自平衡调节。
[0003]现有自平衡装置的陀螺还没有实现产业化发展的一个重要原因是成本高，难以被电动摩托车、轻型电动摩托车、电动自行车采用。现有自平衡装置普遍采用控制力矩陀螺的结构形式，控制力矩陀螺因其内部具有高速转子(飞轮体)，对零件加工精度要求较高而占自平衡装置的主要成本。另外，由于自平衡装置的运行，还需要消耗两轮车辆上的电量，导致影响到两轮车辆的续航距离，这也是自平衡装置未能广泛使用的另一个重要原因，而自平衡装置主要的电能消耗在控制力矩陀螺的飞轮体上。
[0004]控制力矩陀螺的飞轮体的两端通过轴承安装在可转动的内框架内部，飞轮体高速转动时，内框架转动，控制力矩陀螺发生进动。现有技术中，自平衡装置的控制力矩陀螺的内框架采用两个合盖形式，每个合盖上设有一个轴承孔，分别用于连接飞轮体两端的轴承，并且飞轮体采用一体式的结构，这种结构形式存在如下问题。
[0005](1)由于内框架两侧用于连接飞轮体两端轴承的轴承孔分别设于两个合盖零件上，导致在装配过程中难以保证两侧轴承孔的同轴度，飞轮体运行过程中由于轴承偏位，将导致控制力矩陀螺功耗过大，并产生较大噪声。即使采用高精度的加工和定位方法，也仅能有限提高内框架两侧轴承孔的同轴度，而且带来了极大的加工复杂度和成本的增加。
[0006](2)即使通过高精度加工手段保证了内框架两侧轴承孔的同轴度，但由于内框架两侧轴承孔位于两个不同的合盖零件上，则产品装配必须经历先将两个合盖分开、然后将飞轮体装入、再将两个合盖连接的过程，这个装配过程将破坏微米级的同心度。
[0007](3)一体式的飞轮体形状复杂、加工成本高。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术的上述缺陷，本技术要解决的技术问题是提供一种控制力矩陀螺，能够保证用于装配飞轮体的两侧轴承孔的同轴度，并降低装配难度和生产加工成本。
[0009]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0010]本技术提供一种控制力矩陀螺，包括：可转动的内框架，内框架为一体式的环形框架，内框架相对的两侧上分别设有一轴承孔，两个轴承孔同轴设置；飞轮体，包括轮轴和与轮轴相连接固定的轮体，轮轴的两端分别可转动地安装于两个轴承孔内，飞轮体的转动轴线与内框架的转动轴线正交；飞轮驱动部件，驱动飞轮体转动；内框架转动控制部件，与内框架相连接并用于控制内框架转动。
[0011]优选地，飞轮驱动部件为永磁同步电机或直流无刷电机。
[0012]优选地，内框架转动控制部件为电机，电机的转子与内框架相连接固定。
[0013]优选地，内框架转动控制部件为电机线圈，内框架的一侧设有磁钢，电机线圈与磁钢相对设置。
[0014]优选地，内框架的一侧或两侧连接有外盖，外盖与内框架构成容置空间，飞轮体容置于容置空间内。
[0015]优选地，外盖与内框架之间设有密封圈。
[0016]优选地，内框架上安装有角度传感器。
[0017]本技术还提供一种自平衡车，包括如上所述的控制力矩陀螺。
[0018]与现有技术相比，本技术具有显著的进步：
[0019]本技术的控制力矩陀螺的内框架采用一体式的环形框架，为不可拆分的整体结构，由此使得内框架上两侧的轴承孔开设在同一个零件上，因此不需要高精度定位两个零件，在一个零件上加工出高同轴度的两个轴承孔即可，降低了加工成本，也减少了零件数量，降低了生产成本；同时，由于两侧的轴承孔在同一个零件上，因此不需要拆开零件重新定位就可以实现飞轮体与内框架两侧轴承孔的装配并保证两侧轴承孔的同轴度，降低了装配难度和生产成本。飞轮体采用轮体与轮轴相连接固定的可拆分的分体式结构，大大降低了飞轮体的加工成本。故，本技术的控制力矩陀螺能够显著降低制造成本，同时确保两侧的轴承孔的高同轴度，可有效降低运行功耗。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例的控制力矩陀螺安装在自平衡车上的示意图。
[0021]图2是本技术实施例的控制力矩陀螺的结构示意图。
[0022]图3是本技术实施例的控制力矩陀螺的俯视示意图。
[0023]图4是图3中沿A
‑
A向的剖视示意图。
[0024]图5是本技术实施例的控制力矩陀螺去掉外盖后的结构示意图。
[0025]其中，附图标记说明如下：
[0026]100控制力矩陀螺
[0027]200车身
[0028]1内框架
[0029]10轴承孔
[0030]11第一轴承
[0031]2飞轮体
[0032]21轮轴
[0033]22轮体
[0034]3飞轮驱动部件
[0035]4内框架转动控制部件
[0036]5连接轴
[0037]6第二轴承
[0038]7外盖
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制。
[0040]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0041]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0042]如图1至图5所示，为本技术的控制力矩陀螺的一种实施例。参见图1，本实施例的控制力矩陀螺100安装在车辆的车身200上。在本技术的描述中，定义“前”侧为图1纸面的左侧，“前”侧亦为车辆的前轮所在的一侧；“后”侧为图1纸面的右侧，“后”侧亦为车辆的后轮所在的一侧；前后方向亦为车辆的前后轮的间隔布置方向；“左”侧为图1纸面的纸外侧，“右”侧为图1纸面的纸内侧；左右方向与前后方向在水平面内相互垂直；“上”侧为图1纸面的上侧；“下”侧为图1纸面的下侧，上下方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制力矩陀螺，其特征在于，包括：可转动的内框架(1)，所述内框架(1)为一体式的环形框架，所述内框架(1)相对的两侧上分别设有一轴承孔(10)，两个所述轴承孔(10)同轴设置；飞轮体(2)，包括轮轴(21)和与所述轮轴(21)相连接固定的轮体(22)，所述轮轴(21)的两端分别可转动地安装于两个所述轴承孔(10)内，所述飞轮体(2)的转动轴线与所述内框架(1)的转动轴线正交；飞轮驱动部件(3)，驱动所述飞轮体(2)转动；内框架转动控制部件(4)，与所述内框架(1)相连接并用于控制所述内框架(1)转动。2.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺，其特征在于，所述飞轮驱动部件(3)为永磁同步电机或直流无刷电机。3.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺，其特征在于，所述内框架转...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志成，
申请(专利权)人：上海遥享智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：