一種自平衡電動(dòng)雙輪車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)車領(lǐng)域，具體涉及具有自平衡功能的雙輪車領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)平衡車，又叫體感車、思維車等。其運(yùn)作原理主要是建立在一種被稱為“動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”(Dynamic Stabilizat1n)的基本原理上,利用車體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器，來檢測(cè)車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保持系統(tǒng)的平衡。目前常見的有單個(gè)輪子的自平衡獨(dú)輪車，以及左右兩個(gè)輪子并列的雙輪車。其中自平衡獨(dú)輪車在前后方向由控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行平衡，左右方向依然要靠使用者來平衡，為了防止單個(gè)輪子在前后方向上產(chǎn)生傾倒而發(fā)生危險(xiǎn)，其行駛速度被限制在較低水平，目前市面上常見的14寸獨(dú)輪車的限速是16km/h。雙輪車由于通過把手控制方向和速度，且左右兩個(gè)輪子，不需要人體來控制左右的平衡，故其限速可達(dá)到30-40km/h，然目前這種雙輪車需要手動(dòng)進(jìn)行控制，不如獨(dú)輪車完全靠身體控制方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種駕駛簡(jiǎn)單，速度較快且利于身體保持平衡，騎行舒適的的自平衡電動(dòng)雙輪車。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種自平衡電動(dòng)雙輪車，包括有兩個(gè)車輪，車輪內(nèi)周為力矩電機(jī)，力矩電機(jī)與控制器的輸出端電連接，兩個(gè)力矩電機(jī)上還分別安裝有與控制器信號(hào)輸入端連接的傳感器；力矩電機(jī)的內(nèi)定子一側(cè)固定連接在一個(gè)安裝座上，安裝座上遠(yuǎn)離車輪的一側(cè)連接有踏板，安裝座上位于踏板下方轉(zhuǎn)動(dòng)連接有連接座，連接座相對(duì)安裝座的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為1-10°，安裝座與連接座的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與車輪軸向平行；兩個(gè)所述的連接座之間通過一個(gè)聯(lián)動(dòng)座連接，且聯(lián)動(dòng)座兩端與兩個(gè)連接座均鉸接；所述的聯(lián)動(dòng)座與兩側(cè)的連接座之間在鉸接位置安裝有用以控制聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與連接座夾角大小的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別與控制器的輸出端電連接，控制器控制步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作使兩側(cè)的車輪處于平行狀態(tài)，并且，當(dāng)雙輪車行駛速度小于第一設(shè)定速度時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與兩個(gè)連接座相垂直，當(dāng)雙輪車行駛速度大于第一設(shè)定速度時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與連接座之間的夾角變?yōu)殇J角，且隨著雙輪車行駛速度的增加，所述的銳角角度遞減，當(dāng)雙輪車行駛速度達(dá)到最大設(shè)定速度時(shí)，銳角的角度為30-45°。
[0005]作為優(yōu)選:所述的第一設(shè)定速度為10-15km/h ;所述最大設(shè)定速度為30_40km/h。
[0006]作為優(yōu)選:兩個(gè)所述連接座轉(zhuǎn)動(dòng)至與聯(lián)動(dòng)座平行時(shí)，兩個(gè)車輪相靠近的端部之間留有間隙。
[0007]作為優(yōu)選:所述的安裝座上固定連接用以罩住車輪上部的殼體；兩組所述的傳感器固定在所述殼體內(nèi)，所述控制器安裝在殼體內(nèi)或聯(lián)動(dòng)座內(nèi)；所述聯(lián)動(dòng)座或殼體上安裝有一個(gè)與控制器電連接的開合按鈕，一次按下開合按鈕時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使兩個(gè)連接座展開至與聯(lián)動(dòng)座相垂直，再次按下開合按鈕時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使兩個(gè)連接座轉(zhuǎn)動(dòng)至與聯(lián)動(dòng)座貼合。
[0008]作為優(yōu)選:所述的踏板展開時(shí)其靠近安裝座一側(cè)側(cè)面的下部抵在安裝座上從而使踏板定位在水平方向，至少一個(gè)所述踏板上表面安裝有感應(yīng)開關(guān)，感應(yīng)開關(guān)與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，所述感應(yīng)開關(guān)未被踩踏時(shí)控制器控制車輪制動(dòng)。
[0009]作為優(yōu)選:所述的聯(lián)動(dòng)座內(nèi)安裝有蓄電池，蓄電池與控制器電連接。
[0010]作為優(yōu)選:所述踏板上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)絲桿，踏板內(nèi)安裝有一個(gè)用以驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述絲桿與所述安裝座通過螺紋傳動(dòng)連接；所述電機(jī)與控制器的一個(gè)輸出端電連接，當(dāng)雙輪車速度低于第一額定速度時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)使踏板向雙輪車行進(jìn)方向前方移動(dòng)，當(dāng)雙輪車速度高于第二額定速度時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿反向轉(zhuǎn)動(dòng)使踏板向雙輪車行進(jìn)方向的后方移動(dòng)，所述第二額定速度大于第一額定速度。
[0011]作為優(yōu)選:所述的第一額定速度為10km/h,所述的第二額定速度為30km/h,所述踏板的前、后移動(dòng)幅度為20-50mm。
[0012]作為優(yōu)選:兩個(gè)所述踏板的上方分別安裝有壓力傳感器，兩個(gè)壓力傳感器分別與控制器的輸入端電連接；當(dāng)兩個(gè)壓力傳感器測(cè)得的壓力差小于轉(zhuǎn)彎設(shè)定值，兩個(gè)控制器控制兩個(gè)車輪等速前進(jìn)，當(dāng)兩個(gè)壓力傳感器測(cè)得的壓力差大于轉(zhuǎn)彎設(shè)定值，且兩個(gè)壓力傳感器測(cè)得的壓力值大于零時(shí)，控制器控制壓力較大一側(cè)的車輪速度加快實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的雙輪車能夠在行駛速度較高時(shí)自動(dòng)調(diào)整左右兩個(gè)車輪在前后方向上拉開一段距離，這樣即使一個(gè)車輪瞬間出現(xiàn)故障，整車在前后方向上不會(huì)產(chǎn)生傾倒，確保了使用者的安全；同時(shí)在雙輪車較高速行駛時(shí)，使用者踩在兩個(gè)踏板上的雙腳前后位置也拉開一段距離，這樣更利于保持身體的穩(wěn)定。本發(fā)明與通過把手控制的雙輪平衡車相比，不需要手部去控制，折起后體積小便于攜帶；與獨(dú)輪平衡車相比，則具有更高的穩(wěn)定性和更快的速度。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明低速行駛狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明高速行駛狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是踏板部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是踏板部分的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]1、車輪；11、殼體；12、安裝座；13、連接座；2、踏板；20、感應(yīng)開關(guān)；21、電機(jī)；22、絲桿；23、直線往復(fù)電機(jī)；24、連接軸；3、聯(lián)動(dòng)座。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做一個(gè)詳細(xì)的說明。
[0020]實(shí)施例1
根據(jù)圖1、圖2所示，本實(shí)施例所述的一種自平衡電動(dòng)雙輪車，包括有兩個(gè)車輪1，車輪內(nèi)周為力矩電機(jī)，力矩電機(jī)與控制器的輸出端電連接，兩個(gè)力矩電機(jī)上還分別安裝有與控制器信號(hào)輸入端連接的傳感器；力矩電機(jī)的內(nèi)定子一側(cè)固定連接在一個(gè)安裝座12上，安裝座上遠(yuǎn)離車輪的一側(cè)連接有踏板2，安裝座上位于踏板下方轉(zhuǎn)動(dòng)連接有連接座13，連接座相對(duì)安裝座的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍為1-10°，安裝座與連接座的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與車輪軸向平行；兩個(gè)所述的連接座13之間通過一個(gè)聯(lián)動(dòng)座3連接，且聯(lián)動(dòng)座兩端與兩個(gè)連接座均鉸接；所述的聯(lián)動(dòng)座與兩側(cè)的連接座之間在鉸接位置安裝有用以控制聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與連接座夾角大小的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別與控制器的輸出端電連接，控制器控制步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作使兩側(cè)的車輪處于平行狀態(tài)，并且，當(dāng)雙輪車行駛速度小于15km/h時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與兩個(gè)連接座相垂直，當(dāng)雙輪車行駛速度大于15km/h時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使聯(lián)動(dòng)座長(zhǎng)度方向與連接座之間的夾角變?yōu)殇J角，且隨著雙輪車行駛速度的增加，所述的銳角角度遞減，當(dāng)雙輪車行駛速度達(dá)到35km/h時(shí)，銳角的角度為45°。
[0021]所述的安裝座上成型有與連接座轉(zhuǎn)動(dòng)連接的連接柱，連接座與連接柱之間還安裝有扭簧或類似彈性件，在扭簧處于自然狀態(tài)時(shí)，連接座與安裝座相垂直。這樣兩個(gè)車輪有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，利于兩腳分別控制兩個(gè)車輪的速度來實(shí)現(xiàn)直行或轉(zhuǎn)彎。當(dāng)一個(gè)車輪發(fā)生打滑時(shí)，由于連接座與安裝座相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的限制以及扭簧的存在，雙輪車在另一個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)下仍能繼續(xù)正常行駛。如圖2所示，在安裝座上連接柱的上部位置成型有一個(gè)用以限制連接座轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的擋壁。
[0022]兩個(gè)所述連接座轉(zhuǎn)動(dòng)至與聯(lián)動(dòng)座平行時(shí)，兩個(gè)車輪相靠近的端部之間留有間隙。這樣在雙輪車不使用時(shí)，兩個(gè)車輪能夠在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下能夠轉(zhuǎn)動(dòng)到聯(lián)動(dòng)座的一側(cè)(連接座一個(gè)側(cè)面與聯(lián)動(dòng)座一個(gè)側(cè)面相貼合)，聯(lián)動(dòng)座中間設(shè)置把手，利于拎動(dòng)雙輪車。所述的連接座加工成L形，這樣車輪折起時(shí)聯(lián)動(dòng)座能夠與連接座相互貼合。聯(lián)動(dòng)座與連接座貼合的兩個(gè)表面上可安裝磁鐵或者魔術(shù)貼或者卡扣等進(jìn)行連接固定。
[0023]所述的安裝座上固定連接用以罩住車輪上部的殼體；兩組所述的傳感器固定在所述殼體內(nèi)，所述控制器安裝在殼體內(nèi)或聯(lián)動(dòng)座內(nèi)；所述聯(lián)動(dòng)座或殼體上安裝有一個(gè)與控制器電連接的開合按鈕，一次按下開合按鈕時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使兩個(gè)連接座展開至與聯(lián)動(dòng)座相垂直，再次按下開合按鈕時(shí)，控制器控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，使兩個(gè)連接座轉(zhuǎn)動(dòng)至與聯(lián)動(dòng)座貼合。
[0024]所述的踏板展開時(shí)其靠近安裝座一側(cè)側(cè)面的下部抵在安裝座上從而使踏板定位在水平方向，至少一個(gè)所述踏板上表面安裝有感應(yīng)開關(guān)20，感應(yīng)開關(guān)與所述控制器的信號(hào)輸入端連接，所述感應(yīng)開關(guān)未被踩踏時(shí)控制器控制車輪制動(dòng)。這樣在緊急情況時(shí)使用者從踏板上跳下，感應(yīng)開關(guān)失去信號(hào)從而控制器立即控制車輪反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。所述的感應(yīng)開關(guān)為按壓式觸點(diǎn)開關(guān)或者開關(guān)式壓力傳感器。