自平衡兩輪平衡車及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及平衡車技術領域，具體涉及一種自平衡兩輪平衡車及控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著智能機器人的發(fā)展，兩輪平衡車越來越成熟，但目前所有的兩輪平衡車都是需要人來做重心調(diào)整和保持平衡，難以用于自動貨運機器人。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種自平衡兩輪平衡車及控制方法，使平衡車自動調(diào)整重心，保持平衡。
[0004]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
作為本發(fā)明的一個方面，提供的一種自平衡兩輪平衡車，包括:左輪、右輪、橫梁和移動平臺，所述左輪和右輪分別連接在橫梁的兩端，并以橫梁為軸進行轉動，所述移動平臺設置于橫梁上方，所述橫梁上設置有平衡驅(qū)動電機，用于帶動移動平臺前后移動以調(diào)整平衡車的重心，使平衡車自動平衡。
[0005]可選地，還包括:CPU和陀螺儀，所述陀螺儀用于感應移動平臺的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將所述姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU;所述CPU用于采集平衡車的行駛速度，并根據(jù)行駛速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整平衡驅(qū)動電機轉向；
所述平衡驅(qū)動電機，用于根據(jù)CPU的命令帶動移動平臺向平衡車前進方向運動或向平衡車前進方向的反方向運動。
[0006]可選地，還包括:左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機；
所述左輪驅(qū)動電機設置于左輪上，用于驅(qū)動左輪轉動；
所述右輪驅(qū)動電機設置于右輪上，用于驅(qū)動右輪轉動；
所述CPU，還用于接收移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機的速度，以使平衡車行走。
[0007]可選地，所述左輪和右輪皆為輪轂電機。
[0008]可選地，所述移動平臺的前后兩側皆設置有支撐結構，用于維持移動平臺的平衡，當平衡車在停止狀態(tài)時，支撐結構落下；當平衡車在行駛狀態(tài)時，支撐結構收起。
[0009]可選地，所述支撐結構為起落架和/或固定輪。
[0010]作為本發(fā)明的另一個方面，提供的一種自平衡兩輪平衡車的控制方法，包括:
采集平衡車的行駛速度和移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)；
通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺是否傾斜，若是，通過CPU控制左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機向傾斜方向加速，否則，保持平衡車行駛速度不變；
判斷所述行駛速度是否大于預設的給定速度，若是，則平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車前進方向的反方向運動;否則，帶動移動平臺向平衡車前進方向運動。
[0011]可選地，所述通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺是否傾斜之后還包括:
通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺傾斜角度是否大于預設的傾斜角度閾值，若是，則平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車傾斜方向的反方向運動。
[0012]可選地，所述采集平衡車的行駛速度和移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)之前還包括:
啟動平衡車，緩慢收起支撐結構。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:一種自平衡兩輪平衡車及控制方法，該自平衡兩輪平衡車包括:左輪、右輪、橫梁和移動平臺，所述左輪和右輪分別連接在橫梁的兩端，并以橫梁為軸進行轉動，所述移動平臺設置于橫梁上方，所述橫梁上設置有平衡驅(qū)動電機，用于帶動移動平臺前后移動以調(diào)整平衡車的重心，使平衡車自動平衡，本發(fā)明通過平衡驅(qū)動電機自動調(diào)節(jié)移動平臺，使平衡車自動調(diào)整重心，保持平衡。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種自平衡兩輪平衡車結構示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種自平衡兩輪平衡車功能示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種自平衡兩輪平衡車的控制方法流程圖。
[0015]其中，【附圖說明】為左輪I
右輪2 橫梁3 移動平臺4 平衡驅(qū)動電機5 左輪驅(qū)動電機6 右輪驅(qū)動電機7 支撐結構8。
【具體實施方式】
[0016]下面結合圖1-圖3并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。
[0017]實施例一
圖1是本發(fā)明實施例提供的一種自平衡兩輪平衡車結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的一種自平衡兩輪平衡車功能示意圖。
[0018]一種自平衡兩輪平衡車，包括:左輪1、右輪2、橫梁3和移動平臺4，所述左輪I和右輪2分別連接在橫梁3的兩端，并以橫梁3為軸進行轉動，所述移動平臺4設置于橫梁3上方，所述橫梁3上設置有平衡驅(qū)動電機5，用于帶動移動平臺4前后移動以調(diào)整平衡車的重心，使平衡車自動平衡。
[0019]本發(fā)明通過平衡驅(qū)動電機5自動調(diào)節(jié)移動平臺4，使平衡車自動調(diào)整重心，保持平衡，為以后的兩輪智能機器人、兩輪貨運機器人的實現(xiàn)提供技術支持；同時還使得機器人巡邏成為可能。
[0020]在本實施例中，還包括:CPU和陀螺儀，所述陀螺儀用于感應移動平臺4的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將所述姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU;所述CPU用于采集平衡車的行駛速度，并根據(jù)行駛速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整平衡驅(qū)動電機5轉向；
在本實施例中，所述姿態(tài)數(shù)據(jù)包括平衡車的運行姿態(tài)和移動平臺4的傾斜角度；
所述平衡驅(qū)動電機5，用于根據(jù)CPU的命令帶動移動平臺4向平衡車前進方向運動或向平衡車前進方向的反方向運動。
[0021]在本實施例中，還包括:左輪驅(qū)動電機6和右輪驅(qū)動電機7;
所述左輪驅(qū)動電機6設置于左輪I上，用于驅(qū)動左輪I轉動；
所述右輪驅(qū)動電機7設置于右輪2上，用于驅(qū)動右輪2轉動；
所述CPU，還用于接收移動平臺4上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整左輪驅(qū)動電機6和右輪驅(qū)動電機7的速度，以使平衡車行走。
[0022]在本實施例中，所述左輪I和右輪2皆為輪轂電機，實現(xiàn)了驅(qū)動電機和車輪的一體化。
[0023]在本實施例中，所述移動平臺4的前后兩側皆設置有支撐結構8，用于維持移動平臺4的平衡，當平衡車在停止狀態(tài)時，支撐結構8落下；當平衡車在行駛狀態(tài)時，支撐結構8收起。
[0024]在本實施例中，所述支撐結構8為起落架和/或固定輪，所述固定輪為比左輪I或右輪2小的輪子，只起支撐作用，其中所述支撐結構8可以為起落架和固定輪相結合的結構。
[0025]實施例二
如圖3所示，在本實施例中，一種自平衡兩輪平衡車的控制方法，其特征在于，包括:
S10、采集平衡車的行駛速度和移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)；
S20、通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺是否傾斜，若是，進入步驟S21、通過CPU控制左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機向傾斜方向加速，否則，進入步驟S22、保持平衡車行駛速度不變；
S30、判斷所述行駛速度是否大于預設的給定速度，若是，則進入步驟S11、平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車前進方向的反方向運動；否則，進入步驟S32、帶動移動平臺向平衡車前進方向運動。
[0026]在本實施例中，所述步驟S20之后還包括:
通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺傾斜角度是否大于預設的傾斜角度閾值，若是，則平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車傾斜方向的反方向運動，所述傾斜角度閾值可以手動設置，如5度，當移動平臺的傾斜角度大于該閾值時，判定為傾斜角度太大，僅靠加速度難以調(diào)節(jié)平衡，此時就需要通過平衡驅(qū)動電機來調(diào)整移動平臺的前后位置。
[0027]在本實施例中，所述步驟SlO之前還包括:
啟動平衡車，緩慢收起支撐結構；
在本實施例中，所述支撐結構用于維持移動平臺的平衡，當平衡車在停止狀態(tài)時，支撐結構落下；當平衡車在行駛狀態(tài)時，支撐結構收起。
[0028]
以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實施方法，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種自平衡兩輪平衡車，其特征在于，包括:左輪、右輪、橫梁和移動平臺，所述左輪和右輪分別連接在橫梁的兩端，并以橫梁為軸進行轉動，所述移動平臺設置于橫梁上方，所述橫梁上設置有平衡驅(qū)動電機，用于帶動移動平臺前后移動以調(diào)整平衡車的重心，使平衡車自動平衡。2.根據(jù)權利要求1所述的自平衡兩輪平衡車，其特征在于，還包括:CPU和陀螺儀，所述陀螺儀用于感應移動平臺的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將所述姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至CPU;所述CPU用于采集平衡車的行駛速度，并根據(jù)行駛速度和姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整平衡驅(qū)動電機轉向； 所述平衡驅(qū)動電機，用于根據(jù)CPU的命令帶動移動平臺向平衡車前進方向運動或向平衡車前進方向的反方向運動。3.根據(jù)權利要求2所述的自平衡兩輪平衡車，其特征在于，還包括:左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機； 所述左輪驅(qū)動電機設置于左輪上，用于驅(qū)動左輪轉動； 所述右輪驅(qū)動電機設置于右輪上，用于驅(qū)動右輪轉動； 所述CPU，還用于接收移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述姿態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)整左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機的速度，以使平衡車行走。4.根據(jù)權利要求3所述的自平衡兩輪平衡車，其特征在于，所述左輪和右輪皆為輪轂電機。5.根據(jù)權利要求1所述的自平衡兩輪平衡車，其特征在于，所述移動平臺的前后兩側皆設置有支撐結構，用于維持移動平臺的平衡，當平衡車在停止狀態(tài)時，支撐結構落下；當平衡車在行駛狀態(tài)時，支撐結構收起。6.根據(jù)權利要求5所述的自平衡兩輪平衡車，其特征在于，所述支撐結構為起落架和/或固定輪。7.—種自平衡兩輪平衡車的控制方法，其特征在于，包括: 采集平衡車的行駛速度和移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)； 通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺是否傾斜，若是，通過CPU控制左輪驅(qū)動電機和右輪驅(qū)動電機向傾斜方向加速，否則，保持平衡車行駛速度不變； 判斷所述行駛速度是否大于預設的給定速度，若是，則平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車前進方向的反方向運動;否則，帶動移動平臺向平衡車前進方向運動。8.根據(jù)權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺是否傾斜之后還包括: 通過陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)判斷所述平衡車的移動平臺傾斜角度是否大于預設的傾斜角度閾值，若是，則平衡驅(qū)動電機帶動移動平臺向平衡車傾斜方向的反方向運動。9.根據(jù)權利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述采集平衡車的行駛速度和移動平臺上陀螺儀的姿態(tài)數(shù)據(jù)之前還包括: 啟動平衡車，緩慢收起支撐結構。
【專利摘要】本發(fā)明涉及平衡車技術領域，具體涉及一種自平衡兩輪平衡車及控制方法，該自平衡兩輪平衡車包括：左輪、右輪、橫梁和移動平臺，所述左輪和右輪分別連接在橫梁的兩端，并以橫梁為軸進行轉動，所述移動平臺設置于橫梁上方，所述橫梁上設置有平衡驅(qū)動電機，用于帶動移動平臺前后移動以調(diào)整平衡車的重心，使平衡車自動平衡，本發(fā)明通過平衡驅(qū)動電機自動調(diào)節(jié)移動平臺，使平衡車自動調(diào)整重心，保持平衡。
【IPC分類】G05D1/08, B62K3/00
【公開號】CN105676858
【申請?zhí)枴緾N201610118977
【發(fā)明人】謝永亮, 王志華, 黃敏, 張蕾
【申請人】深圳市美萊創(chuàng)新股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月2日