本實(shí)用新型涉及平衡車轉(zhuǎn)向裝置，具體是一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉(zhuǎn)向裝置。

背景技術(shù)：

兩輪平衡車，是近年來發(fā)展的一種新型的電動(dòng)交通工具。目前，主要用于短距離的代步，因而又叫代步車。

平衡車的轉(zhuǎn)向裝置，是人與平衡車進(jìn)行交流的核心部件，平衡車轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的基本原理是：將位移量轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號；然后，將電學(xué)信號給控制器；控制器根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的規(guī)則，對兩輪電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；最后，被調(diào)節(jié)的電壓作用在兩車輪上，使得兩車輪發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)位移，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

目前，平衡車的轉(zhuǎn)向裝置基本組成如下：將一個(gè)轉(zhuǎn)軸安置在平衡車踏板的中間位置，轉(zhuǎn)軸一端連接著操縱桿，另一端連接著一個(gè)角度傳感器(一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的變阻器)，然后再加上彈簧等恢復(fù)結(jié)構(gòu)。其基本工作原理為：操作者左右擺動(dòng)操縱桿，使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)角度傳感器產(chǎn)生電信號給控制器。該結(jié)構(gòu)能夠給操作者較直接的操作感受。但該結(jié)構(gòu)有很多不足：電氣結(jié)構(gòu)易于損壞；要求較高的操縱桿恢復(fù)力；不利于安全駕駛；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；轉(zhuǎn)向的中間值難于校準(zhǔn)；不容易拆卸；成本高等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有平衡車轉(zhuǎn)向裝置中轉(zhuǎn)向軸的材料要求的硬度較高、對轉(zhuǎn)把復(fù)位時(shí)彈簧的彈力要求高、扶桿不固定，安全系數(shù)低等問題，提供一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉(zhuǎn)向裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安裝使用方便，能更好地適應(yīng)使用者的操作習(xí)慣，提升操控性能。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：

一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉(zhuǎn)向裝置，包括剎車握把、閘絲、信號轉(zhuǎn)換裝置、扶桿，信號轉(zhuǎn)換裝置包括位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、霍爾編碼器，位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括并列設(shè)置的分別由閘絲拉動(dòng)、在引導(dǎo)槽中移動(dòng)、帶有齒狀面的連接柱，兩個(gè)連接柱之間設(shè)置有分別與兩個(gè)連接柱咬合的齒輪，齒輪中嵌有強(qiáng)力磁鐵；霍爾編碼器的檢測軸心與齒輪同軸心設(shè)置，霍爾編碼器接收齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)位移量并轉(zhuǎn)換為電信號給控制器。

上述技術(shù)方案的工作原理是：

通過閘絲將剎車握把產(chǎn)生的位移傳遞給位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使其齒輪嵌有的強(qiáng)力磁鐵與霍爾編碼器產(chǎn)生相對的角位移，霍爾編碼器檢測出角位移，轉(zhuǎn)化為電信號給控制器，控制器控制兩車輪電機(jī)轉(zhuǎn)速差速大小，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。具體控制方法是一種阻力式控制方法，即：操作左剎車握把時(shí)，降低左輪的轉(zhuǎn)速，增加右輪轉(zhuǎn)速，車往左轉(zhuǎn)；操作右剎車握把時(shí)，降低右輪轉(zhuǎn)速，增加左輪轉(zhuǎn)速，車往右轉(zhuǎn)。

綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

改用相對式的編碼器信號，不存在轉(zhuǎn)向中間值的校準(zhǔn)問題，對平衡車的整體結(jié)構(gòu)簡化和轉(zhuǎn)向性能都有提高；機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣結(jié)構(gòu)隔離且成模塊化，便于結(jié)構(gòu)的更換與升級；操作靈活，實(shí)現(xiàn)簡單，可以防止誤操作。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

扶桿為T字形，下端與車體固定，上端安裝左、右剎車握把。

位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的外殼與車殼的外側(cè)壁固定，外殼上有閘絲接入口，閘絲上端連接剎車握把，閘絲下端由閘絲接入口進(jìn)入外殼中與連接柱上端的閘絲連接處連接。

每個(gè)連接柱分別設(shè)置兩個(gè)引導(dǎo)槽，每個(gè)引導(dǎo)槽包含引導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)部分和引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分；每個(gè)連接柱分別設(shè)置兩個(gè)引導(dǎo)柱，兩個(gè)引導(dǎo)柱分別置于兩個(gè)引導(dǎo)槽中并可在引導(dǎo)槽中滑動(dòng)；引導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)部分用于保證連接柱與齒輪的咬合，引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分使連接柱與齒輪互相脫離。

連接柱設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧一端與外殼中的彈簧固定點(diǎn)連接，另一端與連接柱下端的彈簧連接處連接。

霍爾編碼器設(shè)置在車殼內(nèi)側(cè)，位置與齒輪同軸對應(yīng)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的整體安裝位示意圖；

圖2是位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3是位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換原理演示圖；

圖4是霍爾編碼器安裝位示意圖；

圖5是連接柱示意圖；

圖中：1-剎車握把；2-閘絲；3-信號轉(zhuǎn)換裝置；4-扶桿；5-外殼；6-復(fù)位彈簧；7-引導(dǎo)槽；8-連接柱；9-齒輪；10-閘絲接入口；11-引導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)部分；12-引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分；13-車殼；14-霍爾編碼器；15-位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)；16-引導(dǎo)柱；17-閘絲連接處；18-彈簧連接處；19-齒狀面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述，但實(shí)施例不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。

參見圖1，一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉(zhuǎn)向裝置，由左、右兩個(gè)剎車握把1、左、右兩條閘絲2、信號轉(zhuǎn)換裝置3、扶桿4組成，扶桿4為T字形，下端與車體固定，上端安裝左、右剎車握把1。

參見圖4，信號轉(zhuǎn)換裝置3由位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15、霍爾編碼器14組成，位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15安裝在車殼的外側(cè)，霍爾編碼器14安裝在車殼的內(nèi)側(cè)，霍爾編碼器14的軸心與位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15中的齒輪9的軸心共線。

參見參見圖2、圖3、圖5，位移轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)15由外殼5、左右兩個(gè)復(fù)位彈簧6、左右兩個(gè)連接柱8、嵌有強(qiáng)力磁鐵的齒輪9組成，所述左右，代表同樣的部件互為對稱；齒輪9位于兩個(gè)連接柱8之間，連接柱8的兩端分別設(shè)置有閘絲連接處17和彈簧連接處18，靠近齒輪9的側(cè)面為齒狀面19，齒狀面19與齒輪9咬合；連接柱8的上、下兩個(gè)面有突出部分為引導(dǎo)柱16，每面有兩個(gè)引導(dǎo)柱16；對應(yīng)每個(gè)連接柱8，在外殼5上分別設(shè)置兩個(gè)引導(dǎo)槽7，每個(gè)引導(dǎo)槽7包含引導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)部分11和引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分12；連接柱8的兩個(gè)引導(dǎo)柱16分別置于兩個(gè)引導(dǎo)槽7中并可在引導(dǎo)槽7中滑動(dòng)；引導(dǎo)槽轉(zhuǎn)動(dòng)引導(dǎo)部分11用于保證連接柱8與齒輪9的咬合，引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分12使連接柱8與齒輪9互相脫離；連接柱8設(shè)置有復(fù)位彈簧6，復(fù)位彈簧6一端與外殼5中的彈簧固定點(diǎn)連接，另一端與連接柱8下端的彈簧連接處18連接；外殼5上有閘絲接入口10，閘絲2上端連接剎車握把1，閘絲2下端由閘絲接入口10進(jìn)入外殼5中與連接柱8上端的閘絲連接處17連接。

當(dāng)駕駛?cè)宋站o左剎車握把1時(shí)，將位移量通過左閘絲2傳遞給左連接柱8，連接柱8再通過側(cè)面的齒與齒輪9的咬合，使齒輪9和嵌入到其中磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾編碼器14檢測到磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將轉(zhuǎn)動(dòng)值傳送出去。齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)也會(huì)帶動(dòng)與其咬合的右連接柱8相對于左連接柱8反向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最底端時(shí)，引導(dǎo)槽外導(dǎo)部分12引導(dǎo)右連接柱與齒輪9的咬合脫離，防止右閘絲2過拉伸，保證了轉(zhuǎn)向的可靠性。駕駛?cè)宋站o右剎車握把2時(shí)，其機(jī)理相同。

霍爾編碼器14一種測量磁場兩極轉(zhuǎn)動(dòng)的傳感器，輸出AB雙向的脈沖波，輸出值為為相對值，這樣可以避免誤操作。

以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。