智能自平衡运输工具制造技术

本发明专利技术涉及一种交通工具，公开了一种智能自平衡运输工具，包括车架、安装于车架上的车座以及设置在车架上的脚踏板，车架包括踏板、安装于车架上的至少一个车轮、安装于车架上的车轮驱动机构、转向机构、重心检测机构、控制装置以及电源，所述车轮驱动机构与车轮相连，车轮驱动机构驱动车轮沿车轮自身的转动轴转动，所述转向机构的一端与车架连接，另一端与车轮相连，所述重心检测机构包括位置感应器和变化速率感应器，控制装置与车轮驱动机构、转向机构以及重心检测机构电连接。本发明专利技术体积小、重量轻、运行灵活、控制方便，智能化程度高，车身可自行维持平衡，车身可自身维持平衡，无需靠人工控制，省去了骑行者漫长的学习过程。

Intelligent self balancing vehicle

The invention relates to a vehicle, discloses a self balancing intelligent transportation, which comprises a seat frame, arranged on a frame and a pedal plate is arranged on the frame, the frame comprises a pedal, mounted on a frame at least one wheel, mounted on a frame wheel drive mechanism, steering mechanism, center of gravity the detection mechanism, and a power control device, the driving wheel is connected with the wheel, the wheel driving mechanism to drive the wheel along its axis of rotation wheel, the steering mechanism is connected with the frame, the other end is connected with the wheel, the focus detection mechanism comprises a position sensor and the rate of change of the sensor, the control device and the driving wheel mechanism, a steering mechanism and a focus detection mechanism of electric connection. The invention has the advantages of small size, light weight, flexible operation, convenient control, high degree of intelligence, the body to maintain balance, the body can keep balance, without relying on manual control, the rider long learning process is omitted.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种交通工具，尤其涉及了一种智能自平衡运输工具。
技术介绍
对于广场、步行街、商场、高尔夫球场、花园、别墅周围等场所，汽车无法通行，步行 又令人产生疲倦。需要一种可以为人代步的体积小、重量轻、运行灵活、控制方便的新一代 车辆。传统的人力车或两轮电动车虽然是广大用户的代步工具，但是由于它们的两轮前 后分布，存在着以下缺点(1)车身长，车辆的转弯半径大，无法在小空间范围内灵活运动；⑵非智能化，无法靠车 身来维持平衡，只能靠人工控制，骑行者还得有个漫长的学习过程，并且骑行过程中的稳定 性还受到骑行者的熟练程度影响。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中人力车或两轮电动车转弯半径大，非智能化，骑行过程中 的稳定性受到骑行者的熟练程度影响的缺点，提供了一种体积小、重量轻、运行灵活、控制 方便，智能化程度高，车身可自行维持平衡的智能自平衡运输工具。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决智能自平衡运输工具，包括车架、安装于车架上的车座及设置在车架上的脚踏板，车架 包括踏板、安装于车架上的至少一个车轮、安装于车架上的车轮驱动机构、转向机构、重心 检测机构、控制装置以及电源，所述车轮驱动机构与车轮相连，车轮驱动机构驱动车轮沿车 轮自身的转动轴转动，所述转向机构的一端与车架连接，另一端与车轮相连，所述重心检测 机构包括位置感应器和变化速率感应器，重心检测机构用于感应使用者由于身体姿态的变 化而引起的重心位置的变化，并发出相应的重心状态信号。在使用者使用智能自平衡运输 工具时，只有当使用者和承载使用者的智能自平衡运输工具同时处于平衡态时，使用者才 可能平稳运动而不会倾倒，该重心位置即为使用者和智能自平衡运输工具形成的组合体的 重心。控制装置与车轮驱动机构、转向机构以及重心检测机构电连接车座可折叠收藏以节 省空间。车轮为圆形轮体，车轮的形状和数量均不限，可以根据实际需要而决定，只要保证 车架平稳行走即可；当车轮的数量也可为多个时，该多个车轮呈直线排布。作为优选，所述的位置感应器包括用于感测重心位置变化的倾角传感器及加速度 传感器。位置感应器用于时时监测重心位置，当重心位置发生变化时发出相应的位置信号。 该重心位置可以通过感应每一时刻该重心位置的受力方向或每一时刻该重心位置的加速 度的方向等可以确定的方式获得。作为优选，所述的变化速率感应器包括通过车轮转动次数计算路程的路程感应器 和用于计算相邻两次重心变化时间间隔的时间感应器，所述变化速率感应器通过计算的路 程与时间间隔的比值获得重心位置变化速率，并通过重心位置变化速率输出相应的矫正信号。作为优选，所述的车轮驱动机构采用嵌入式安装在车轮内，车轮驱动机构的转动 轴与车轮的中心轴重合，并带动车轮转动，用于将电能转换为转动。作为优选，所述的车轮驱动机构为轮毂电机，车轮为橡胶轮胎，橡胶轮胎包裹在轮 毂电机的外侧，轮毂电机带动橡胶轮胎转动。作为优选，所述的车轮驱动机构包括驱动器和与驱动器相连的传动装置，驱动器 与传动装置相连，车轮安装在传动装置上，驱动器通过传动装置带动车轮转动。 作为优选，所述的驱动器为电机，传动装置包括齿轮和传动链，传动链与设置在车 轮转动轴上的齿轮相连。作为优选，所述的转向机构包括转向驱动装置与转向件，转向驱动装置安装于车 架上，转向件的一端与转向驱动装置相连，另一端的车轮相连，转向驱动装置通过转向件带 动车轮转向偏离先前运行轨迹。当使用者重心向左偏，位置感应器感应到使用者重心发生 变化，向控制装置发出使用者向左偏的位置信号。其次，控制装置接收到位置感应器的向左 偏的位置信号，控制车轮驱动机构和转向驱动装置工作，带动车轮向左转，从而实现自平衡 运输工具左转目的。为保证使用中智能自平衡运输工具稳定运动，控制装置在根据位置感应器的重心 位置信号执行控制的同时，还用于根据变化速率感应器的矫正信号调整根据重心位置信号 控制获得的车轮的运动状态(如转速、转动方向或转弯)，以使使用者更稳定更安全使用。 具体地，首先，使用者向左偏的同时偏转的幅度在增加，变化速率感应器即可获得两次重心 变化的速率，并向控制装置输出矫正信号。其次，控制装置根据该矫正信号和位置信号同时 控制车轮驱动机构和转向驱动装置工作。作为优选，所述的转向件为转轴，转轴上设置有固定支架，固定支架的两端分别与 车轮转动轴的两端相连接。作为优选，所述的电源为铅酸电池、镍氢电池或锂电电池中的任何一种。本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果本专利技术体积小、重量轻、运行灵活、控制方便，智能化程度高，车身可自行维持平衡，车 身可自身维持平衡，无需靠人工控制，省去了骑行者漫长的学习过程。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的部分结构示意图。图3是本专利技术的功能模块示意图。具体实施例方式下面结合附图1至图3与实施例对本专利技术作进一步详细描述 实施例1智能自平衡运输工具，如图1至图3所示，包括车架、安装于车架上的车座1及设置在 车架上的脚踏板，车架包括踏板2、安装于车架上的一个车轮3、安装于车架上的车轮驱动 机构、转向机构、重心检测机构9、控制装置以及电源，所述车轮驱动机构与车轮3相连，车轮驱动机构驱动车轮3沿车轮3自身的转动轴转动，所述转向机构的一端与车架连接，另一 端与车轮3相连，所述重心检测机构9包括位置感应器4和变化速率感应器5，重心检测机 构用于感应使用者由于身体姿态的变化而引起的重心位置的变化，并发出相应的重心状态 信号。在使用者使用智能自平衡运输工具时，只有当使用者和承载使用者的智能自平衡运 输工具同时处于平衡态时，使用者才可能平稳运动而不会倾倒，该重心位置即为使用者和 智能自平衡运输工具形成的组合体的重心。控制装置与车轮驱动机构、转向机构以及重心 检测机构9电连接。位置感应器4包括用于感测重心位置变化的倾角传感器及加速度传感器。位置感 应器用于时时监测重心位置，当重心位置发生变化时发出相应的位置信号。该重心位置可 以通过感应每一时刻该重心位置的受力方向或每一时刻该重心位置的加速度的方向等可 以确定的方式获得。变化速率感应器5包括通过车轮3转动次数计算路程的路程感应器和用于计算相 邻两次重心变化时间间隔的时间感应器，所述变化速率感应器5通过计算的路程与时间间 隔的比值获得重心位置变化速率，并通过重心位置变化速率输出相应的矫正信号。车轮驱动机构采用嵌入式安装在车轮3内，车轮驱动机构的转动轴与车轮3的中 心轴重合，并带动车轮3转动，用于将电能转换为转动。车轮驱动机构为轮毂电机，车轮3为橡胶轮胎，橡胶轮胎包裹在轮毂电机的外侧， 轮毂电机带动橡胶轮胎转动。车轮驱动机构包括驱动器和与驱动器相连的传动装置，驱动器与传动装置相连， 车轮3安装在传动装置上，驱动器通过传动装置带动车轮3转动。驱动器为电机，传动装置包括齿轮和传动链，传动链与设置在车轮3转动轴上的 齿轮相连。转向机构包括转向驱动装置6与转向件7，转向驱动装置6安装于车架上，转向件 7的一端与转向驱动装置6相连，另一端的车轮3相连，转向驱动装置6通过转向件7带动 车轮3转向偏离先前运行轨迹。转向件7为转轴，转轴上设置有固定支架8，固定支架8的两端分别与车轮3转动 轴的两端相连接。电源为铅酸电池、镍氢电池或锂电电池中的任何一种。当使本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．智能自平衡运输工具，包括车架、安装于车架上的车座（１）以及设置在车架上的脚踏板，其特征在于：所述的车架包括踏板（２）、安装于车架上的至少一个车轮（３）、安装于车架上的车轮驱动机构、转向机构、重心检测机构（９）、控制装置以及电源，所述车轮驱动机构与车轮（３）相连，车轮驱动机构驱动车轮（３）沿车轮（３）自身的转动轴转动，所述转向机构的一端与车架连接，另一端与车轮（３）相连，所述重心检测机构（９）包括位置感应器（４）和变化速率感应器（５），控制装置与车轮驱动机构、转向机构以及重心检测机构（９）电连接。

【技术特征摘要】
1.智能自平衡运输工具，包括车架、安装于车架上的车座(1)以及设置在车架上的脚 踏板，其特征在于所述的车架包括踏板(2)、安装于车架上的至少一个车轮(3)、安装于车 架上的车轮驱动机构、转向机构、重心检测机构(9)、控制装置以及电源，所述车轮驱动机构 与车轮(3)相连，车轮驱动机构驱动车轮(3)沿车轮(3)自身的转动轴转动，所述转向机构 的一端与车架连接，另一端与车轮(3)相连，所述重心检测机构(9)包括位置感应器(4)和 变化速率感应器(5 )，控制装置与车轮驱动机构、转向机构以及重心检测机构(9 )电连接。2.根据权利要求1所述的智能自平衡运输工具，其特征在于所述的位置感应器(4)包 括用于感测重心位置变化的倾角传感器及加速度传感器。3.根据权利要求1所述的智能自平衡运输工具，其特征在于所述的变化速率感应器 (5)包括通过车轮(3)转动次数计算路程的路程感应器和用于计算相邻两次重心变化时间 间隔的时间感应器，所述变化速率感应器(5)通过计算的路程与时间间隔的比值获得重心 位置变化速率，并通过重心位置变化速率输出相应的矫正信号。4.根据权利要求1所述的智能自平衡运输工具，其特征在于所述的车轮驱动机构采 用嵌入式安装在车轮(3)内，车轮驱动机构的转动轴与车轮(3)的中心轴重合，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：应放天，陈辉，何先贵，
申请(专利权)人：浙江亿春科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86