用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述雙輪自平衡電動(dòng)車包括電動(dòng)車本體，所述電動(dòng)車本體包括設(shè)置在電動(dòng)車內(nèi)部的車架以及設(shè)置在電動(dòng)車外部的外殼，所述車架包括左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，以及設(shè)置在左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架之間的連接軸，所述連接軸用于連接左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，所述左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架上均設(shè)置有腳踏板，所述電動(dòng)車本體的兩側(cè)均設(shè)置有輪胎部件，所述電動(dòng)車本體內(nèi)設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過檢測(cè)操縱者的前后重心的變化進(jìn)而通過電機(jī)控制車輛的前進(jìn)和后退。
【專利說明】用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車，具體涉及一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，屬于自平衡電動(dòng)車【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]雙輪自平衡電動(dòng)車現(xiàn)已出現(xiàn)在各種代步場(chǎng)合，但傳統(tǒng)的雙輪自平衡電動(dòng)車需要騎行者用重心控制前后平衡，用把手控制轉(zhuǎn)向。造成車體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，便攜性大大降低。
[0003]為了解決該技術(shù)問題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也在不斷的嘗試，市場(chǎng)上新的自平衡電動(dòng)車大都比較復(fù)雜，成本較高，拆卸維修麻煩，因此，迫切的需要一種新的技術(shù)方案解決該技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，該設(shè)備是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、使用方便、成本低廉的自平衡電動(dòng)車，通過微處理器通過檢測(cè)操縱者的左側(cè)和右側(cè)前后重心的變化進(jìn)而通過分別控制左側(cè)和右側(cè)電機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述雙輪自平衡電動(dòng)車包括電動(dòng)車本體，所述電動(dòng)車本體包括設(shè)置在電動(dòng)車內(nèi)部的車架以及設(shè)置在電動(dòng)車外部的外殼，所述外殼在車輛的最外側(cè)，用于支撐車體各個(gè)零部件，同時(shí)將操縱者與電機(jī)隔離，防止發(fā)生意外；所述車架包括左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，以及設(shè)置在左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架之間的連接軸，所述連接軸用于連接左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，所述左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架上均設(shè)置有腳踏板，所述電動(dòng)車本體的兩側(cè)均設(shè)置有輪胎部件，所述電動(dòng)車本體內(nèi)設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過通過檢測(cè)操縱者的前后重心的變化進(jìn)而通過電機(jī)控制車輛的前進(jìn)和后退。該技術(shù)方案整體設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，控制電路通過檢測(cè)操縱者的左側(cè)和右側(cè)前后重心的變化進(jìn)而通過分別控制左側(cè)和右側(cè)電機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。
[0006]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述控制電路包括微處理器、電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊，所述電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊均與微處理器相連，所述姿態(tài)檢測(cè)單元由陀螺儀和加速度計(jì)組成，用于檢測(cè)車體相對(duì)于地面的姿態(tài)，包括左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元和右側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元，分別位于左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架的下方，并固定在車架上。該技術(shù)方案中，所述控制電路位于車輛的左側(cè)，左側(cè)腳踏的下方；所述電源模塊用于控制電池向電路板以及輪轂電機(jī)供電以及控制電池的充電過程，電池組位于車輛的右側(cè)，右側(cè)腳踏的下方，電池采用鋰離子動(dòng)力電池，可為車輛提供做夠的能源同時(shí)可以減輕重量。該技術(shù)方案中，由陀螺儀和加速度計(jì)構(gòu)成姿態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車體相對(duì)于地面的姿態(tài)。姿態(tài)檢測(cè)單元左右各一個(gè)分別位于左側(cè)車架和右側(cè)車架下方，分別固定在車架上；溫度傳感器用于檢測(cè)電路板和電機(jī)的溫度；霍爾傳感器用于檢測(cè)電機(jī)的位置，實(shí)現(xiàn)無刷電機(jī)的磁場(chǎng)矢量定向控制。電流傳感器用于檢測(cè)車輛的電流。微處理器模塊為總控制單元，控制各個(gè)信號(hào)的采集，運(yùn)行控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路將微控制器的邏輯控制信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所述藍(lán)牙模塊用于藍(lán)牙信號(hào)的接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)車輛與客戶端的無線通訊。所述遙控?zé)o線模塊用于接收遙控器的信號(hào)并解碼，將解碼之后的指令發(fā)送給微控制器模塊。所述人機(jī)交互模塊將車輛的相關(guān)信息顯示在指示燈或者通過聲音提示操縱者。
[0007]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述輪胎部件包括輪轂電機(jī)、設(shè)置在輪轂電機(jī)外側(cè)的輪胎、以及設(shè)置在輪胎上方的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩上設(shè)置有防撞貼條。所述的輪轂電機(jī)左右各一個(gè)，用于給車輛提供動(dòng)力。輪胎在輪轂電機(jī)的外側(cè)，在保護(hù)電機(jī)的同時(shí)可以起到減震的效果，可以達(dá)到更好的騎行體驗(yàn)；該技術(shù)方案中，輪轂電機(jī)為單軸設(shè)計(jì)，只有一根固定軸，通過壓塊鎖在車架上，采用單軸設(shè)計(jì)減輕了電機(jī)的重量，簡(jiǎn)化了安裝步驟。輪轂電機(jī)外側(cè)包覆著輪胎，輪胎為免充氣橡膠車胎，省去了充氣過程、避免了爆胎等安全隱患。所述的防撞貼條固定在輪轂電機(jī)的上方的外殼上，當(dāng)車輛發(fā)生防滾時(shí)，防撞貼條能有效減小外殼的擦傷。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述應(yīng)變片左右側(cè)均至少一個(gè)，設(shè)置在車架與腳踏之間。該技術(shù)方案中，應(yīng)變片左右側(cè)各兩個(gè)，分別位于車架與腳踏之間，當(dāng)有人站在腳踏上時(shí)，應(yīng)變片受力發(fā)生形變，通過檢測(cè)形變量來判斷有沒有站在車上，同時(shí)形變量也可以檢測(cè)操縱者的體重，當(dāng)操縱者的體重超過車輛的載重量，將發(fā)出警告，同時(shí)車輛無法騎行。通過應(yīng)變片的設(shè)計(jì)，車輛不再使用腳踏開關(guān)，可以減小車輛的體積；應(yīng)變片的壽命比傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)長(zhǎng)，車輛的安全性可以大大提高。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電動(dòng)車外殼上設(shè)置有電源指示燈、狀態(tài)指示燈、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條中的至少一個(gè)，所述電源指示燈、狀態(tài)指示燈、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條均采用扣合方式固定在外殼上；所述外殼上還設(shè)置有充電口和電源開關(guān)。電源指示燈用于顯示電源的開關(guān)狀態(tài)，狀態(tài)指示燈用于顯示當(dāng)前的狀態(tài)，電量顯示燈用于顯示電量情況，便于及時(shí)沖充電，照明燈用于照明，轉(zhuǎn)向燈用于轉(zhuǎn)向，燈條用于照明。設(shè)計(jì)的照明燈，騎行時(shí)可以照亮前方區(qū)域，同時(shí)可以引起路人的注意，進(jìn)行避讓。在轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向燈會(huì)連續(xù)閃爍，示意轉(zhuǎn)向的方向，起到轉(zhuǎn)向燈的作用。這些燈的安裝采用扣合的方式，省略螺釘?shù)染o固件，安裝方便。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電動(dòng)車車體設(shè)置為沙漏形狀，本體的寬度小于輪胎的直徑。車體設(shè)計(jì)為沙漏形狀。車體的外殼寬度小于輪胎直徑，這樣的設(shè)計(jì)可以使車身因意外翻滾或者撞擊時(shí)不會(huì)損傷外殼；對(duì)于輪胎正上方的防護(hù)罩，則貼有防撞貼條來進(jìn)行防護(hù)，防撞貼條粘貼在防護(hù)罩上，有多個(gè)顏色，用戶可自行更換。車體內(nèi)部為車架，電動(dòng)平衡車的零部件和承重全部集中在車架上。車架和連接車架的中軸材料為鋁合金，即減輕了重量，又保證了機(jī)械強(qiáng)度。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，腳踏板與外殼為一體式設(shè)計(jì)，所述腳踏板上設(shè)置有凸凹紋。腳踏分別位于車輛的左右側(cè)，操縱者操縱時(shí)左右腳分別站立在一側(cè)，腳踏采用與外殼一體的設(shè)計(jì)，因?yàn)槭∪チ讼鹉z墊，外殼不用做鏤空設(shè)計(jì)，增大了外殼的強(qiáng)度；腳踏板為凹凸紋設(shè)計(jì)，增加了摩擦力。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電池組、控制電路均設(shè)置在車架的下方，電動(dòng)車的重心低于電機(jī)軸心。電動(dòng)平衡車?yán)锏碾姵亟M、控制電路、壓塊等部件懸掛于車架下方，此設(shè)計(jì)可以降低車體重心，車體重心低于電機(jī)軸心，在沒有動(dòng)力的情況下，電動(dòng)平衡車也能因重力作用保持踏板朝上的姿態(tài)。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述車架采用鋁合金材料為車輛的支撐，輪轂電機(jī)、電池組等都固定在車架上。當(dāng)人站在腳踏上時(shí)，也是車架提供支撐力；該技術(shù)方案散熱效果好，電路板直接安裝在鋁合金車架上，電路板的MOS管直接貼合在車架上，利用鋁合金車架來進(jìn)行散熱。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，通過軸端卡簧與車架固定在一起。該電動(dòng)車通過一個(gè)可以活動(dòng)的連接軸連接車體，車輛分為左右兩部分，兩部分通過一個(gè)中空的中軸連接，連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，一方面減輕重量，增加機(jī)械強(qiáng)度；另一方面，兩側(cè)車身的電源線、信號(hào)線等。中軸用軸端卡簧與車架固定在一起，此種安裝方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占體積小、安裝方便、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。
[0015]用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下:當(dāng)駕駛者需要開機(jī)時(shí)，按下遙控器的開關(guān)或者按下車體的電源開關(guān)，平衡電動(dòng)車即開機(jī)，當(dāng)開機(jī)后，首先進(jìn)行初始化，檢測(cè)各個(gè)傳感器是否正常，不正常則進(jìn)行報(bào)警，正常則車輛進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛左右的應(yīng)變片的狀態(tài)，當(dāng)有人站立在左側(cè)腳踏時(shí)，應(yīng)變片信號(hào)為有效信號(hào)左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)讀取陀螺儀和加速度信號(hào)，通過卡爾曼濾波得到車輛的前后傾角和左右傾角，如果前后傾角不在+30度到-30度范圍內(nèi)，蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)聲音，并且狀態(tài)指示燈將發(fā)出警報(bào)燈光；如果傾角在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則陀螺儀和加速度計(jì)將開始每隔5ms采集車體角速度和加速度，微處理器將處理之后得到角度通過平衡算法計(jì)算出車輛平衡所需的車輪力矩值，將此信息傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，到下一個(gè)周期時(shí)，陀螺儀和加速度計(jì)繼續(xù)采集姿態(tài)信息，反復(fù)重復(fù)上述過程，車輛左側(cè)部分即可實(shí)現(xiàn)平衡；當(dāng)右側(cè)腳踏有人站立時(shí)，工作原理和左側(cè)腳踏完全相同，此時(shí)，駕駛者開始對(duì)車輛進(jìn)行駕駛，駕駛者站立在腳踏板上，身體前傾時(shí)，會(huì)使車體產(chǎn)生向前的傾角，微處理器會(huì)根據(jù)傾角時(shí)刻調(diào)整車輪的轉(zhuǎn)矩，使車輛向前行駛，當(dāng)左右傾角一致時(shí)，車輛直線向前；當(dāng)左傾角大與右傾角時(shí)，左側(cè)電機(jī)速度大于右側(cè)電機(jī)，車輛向右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)右傾角大與左傾角時(shí)，右側(cè)電機(jī)速度大于左側(cè)電機(jī)，車輛向左轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向指示燈會(huì)閃爍，向左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)指示燈閃爍；向右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)指示燈閃爍，以提醒后方的車輛及時(shí)避讓；當(dāng)車輛達(dá)到了設(shè)定的最高速度，車體將向后傾斜，使駕駛者的重心向后，微處理器會(huì)根據(jù)此時(shí)的車輛傾角變化降低車輪的轉(zhuǎn)速，從而將車速控制在限定的值之內(nèi)；車輛開機(jī)后，人機(jī)交互模塊將車輛的行駛狀態(tài)顯示在指示燈以及指示燈上，電量指示燈實(shí)時(shí)顯示電池電量，當(dāng)電量過低時(shí)，電量指示燈閃爍，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶及時(shí)充電；車輛開機(jī)后，駕駛者可以通過藍(lán)牙通訊模塊，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車與客戶端的無線通訊，從而對(duì)車輛的行駛參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，也可以對(duì)車輛的限速值進(jìn)行設(shè)置；用戶按下開關(guān)，電動(dòng)車將關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后，車輛進(jìn)入休眠模式，此時(shí)只有無線遙控模塊處于工作狀態(tài)。該電動(dòng)車可以實(shí)現(xiàn)客戶端與車輛的無線通訊，客戶端與車輛的通訊分為三種模式，即查詢、控制和修改。查詢模式時(shí)，客戶端發(fā)送查詢指令，經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器提取加速度計(jì)、陀螺儀、霍爾傳感器測(cè)得的車輛傾角以及速度，數(shù)據(jù)通過通訊芯片發(fā)送給客戶端，客戶端顯示給用戶；遙控模式時(shí)，用戶根據(jù)客戶端上的控制界面控制車輛的前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎，控制指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器計(jì)算出車輛為實(shí)現(xiàn)指定運(yùn)動(dòng)所需要的車輪轉(zhuǎn)速，從而控制車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)用戶指定的運(yùn)動(dòng)；修改模式時(shí)，用戶可以在客戶端內(nèi)修改車輛的最大限速，修改指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器對(duì)內(nèi)置的限速信息進(jìn)行修改，可以看出，該無線通訊不僅可以使使用者隨時(shí)隨地掌握了解車輛的信息，也讓使用者隨時(shí)隨地的控制電動(dòng)車的速度、方向，以應(yīng)對(duì)特殊情況的處理，例如需要緊急停車或者緊急加速等情況，進(jìn)一步提高該電動(dòng)車的安全性能。
[0016]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，I)整個(gè)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作方便；2)該電動(dòng)車通過一個(gè)可以活動(dòng)的連接軸連接車體，可以使左右車體的傾角不一致，微處理器通過檢測(cè)左右車體的不同傾角來控制轉(zhuǎn)速，從而左右電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致，最終控制車輛實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。這樣的設(shè)計(jì)取消把手，最終減小了車輛的體積，使得車輛的便攜性大大提高；3)該電動(dòng)車可以實(shí)現(xiàn)客戶端與車輛的無線通訊，客戶端與車輛的通訊分為三種模式，即查詢、控制和修改。查詢模式時(shí)，客戶端發(fā)送查詢指令，經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器提取加速度計(jì)、陀螺儀、霍爾傳感器測(cè)得的車輛傾角以及速度，數(shù)據(jù)通過通訊芯片發(fā)送給客戶端，客戶端顯示給用戶；遙控模式時(shí)，用戶根據(jù)客戶端上的控制界面控制車輛的前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎，控制指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器計(jì)算出車輛為實(shí)現(xiàn)指定運(yùn)動(dòng)所需要的車輪轉(zhuǎn)速，從而控制車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)用戶指定的運(yùn)動(dòng)；修改模式時(shí)，用戶可以在客戶端內(nèi)修改車輛的最大限速，修改指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器對(duì)內(nèi)置的限速信息進(jìn)行修改，可以看出，該無線通訊不僅可以使使用者隨時(shí)隨地掌握了解車輛的信息，也讓使用者隨時(shí)隨地的控制電動(dòng)車的速度、方向，以應(yīng)對(duì)特殊情況的處理，例如需要緊急停車或者緊急加速等情況，進(jìn)一步提高該電動(dòng)車的安全性能；4)該技術(shù)方案中設(shè)置了應(yīng)變片，應(yīng)變片左右側(cè)各兩個(gè)，分別位于車架與腳踏之間，當(dāng)有人站在腳踏上時(shí)，應(yīng)變片受力發(fā)生形變，通過檢測(cè)形變量來判斷有沒有站在車上，同時(shí)形變量也可以檢測(cè)操縱者的體重，當(dāng)操縱者的體重超過車輛的載重量，將發(fā)出警告，同時(shí)車輛無法騎行。通過應(yīng)變片的設(shè)計(jì)，車輛不再使用腳踏開關(guān)，可以減小車輛的體積；應(yīng)變片的壽命比傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)長(zhǎng)，車輛的安全性可以大大提高；5)該技術(shù)方案中，車體的外殼寬度小于輪胎直徑，這樣的設(shè)計(jì)可以使車身因意外翻滾或者撞擊時(shí)不會(huì)損傷外殼；對(duì)于輪胎正上方的防護(hù)罩，則貼有防撞貼條來進(jìn)行防護(hù)，防撞貼條粘貼在防護(hù)罩上，有多個(gè)顏色，用戶可自行更換。車體內(nèi)部為車架，電動(dòng)平衡車的零部件和承重全部集中在車架上。車架和連接車架的中軸材料為鋁合金，即減輕了重量，又保證了機(jī)械強(qiáng)度；6)該技術(shù)方案中，所述電池組、控制電路設(shè)置在車架的下方，電動(dòng)車的重心低于電機(jī)軸心；此設(shè)計(jì)可以降低車體重心，車體重心低于電機(jī)軸心，在沒有動(dòng)力的情況下，電動(dòng)平衡車也能因重力作用保持踏板朝上的姿態(tài)；7)該技術(shù)方案中，所述連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，通過軸端卡簧與車架固定在一起。該電動(dòng)車通過一個(gè)可以活動(dòng)的連接軸連接車體，車輛分為左右兩部分，兩部分通過一個(gè)中空的中軸連接，連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，一方面減輕重量，增加機(jī)械強(qiáng)度；另一方面，兩側(cè)車身的電源線、信號(hào)線等。中軸用軸端卡簧與車架固定在一起，此種安裝方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占體積小、安裝方便、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。8)該電動(dòng)車成本較低，適合大眾消費(fèi)者的消費(fèi)能力，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)分解示意圖；
圖3為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)意圖；
圖4為本發(fā)明程序流程示意圖；
圖5為本發(fā)明工作流程示意圖；
圖6為本發(fā)明平衡控制算法示意圖；
圖中:1為腳踏板，2為電源指示燈，3為狀態(tài)指示燈,4為外殼,5為防撞貼條,6為輪轂電機(jī)，7為電源開關(guān)，8為充電口，9為連接軸，10為燈條，11為應(yīng)變片，12為控制電路，13為電池組，14為電機(jī)固定卡塊，15為軸端卡簧，16為車架，17、輪胎，18、防撞罩。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了加深對(duì)本發(fā)明的認(rèn)識(shí)和理解，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1:
參見圖1、圖2，一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，所述雙輪自平衡電動(dòng)車包括電動(dòng)車本體，所述電動(dòng)車本體包括設(shè)置在電動(dòng)車內(nèi)部的車架16以及設(shè)置在電動(dòng)車外部的外殼4，所述外殼4在車輛的最外側(cè)，用于支撐車體各個(gè)零部件，同時(shí)將操縱者與電機(jī)隔離，防止發(fā)生意外；所述車架16包括左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，以及設(shè)置在左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架之間的連接軸9，所述連接軸9用于連接左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，所述左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架上均設(shè)置有腳踏板1，所述電動(dòng)車本體的兩側(cè)均設(shè)置有輪胎部件，所述電動(dòng)車本體內(nèi)設(shè)置有控制電路12，所述控制電路12通過通過檢測(cè)操縱者的前后重心的變化進(jìn)而通過電機(jī)控制車輛的前進(jìn)和后退。該技術(shù)方案整體設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，控制電路通過檢測(cè)操縱者的左側(cè)和右側(cè)前后重心的變化進(jìn)而通過分別控制左側(cè)和右側(cè)電機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)。操縱者可以通過身體重心的前后轉(zhuǎn)移控制車輛的前進(jìn)后退?？梢酝ㄟ^身體的傾斜或扭動(dòng)來實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)彎。電動(dòng)車可以通過藍(lán)牙與客戶端無線通訊，操縱者可以實(shí)時(shí)查看電動(dòng)車的速度、里程等狀態(tài)，也可以通過客戶端對(duì)車輛的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置以達(dá)到不同的騎行效果。
[0020]實(shí)施例2:
參見圖1、圖2、圖3，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述控制電路包括微處理器、電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊，所述電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊均與微處理器相連，所述姿態(tài)檢測(cè)單元由陀螺儀和加速度計(jì)組成，用于檢測(cè)車體相對(duì)于地面的姿態(tài)，包括左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元和右側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元，分別位于左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架的下方，并固定在車架上。該技術(shù)方案中，所述控制電路位于車輛的左側(cè)，左側(cè)腳踏的下方；所述電源模塊用于控制電池向電路板以及輪轂電機(jī)供電以及控制電池的充電過程，電池組位于車輛的右側(cè)，右側(cè)腳踏的下方，電池采用鋰離子動(dòng)力電池，可為車輛提供做夠的能源同時(shí)可以減輕重量。該技術(shù)方案中，由陀螺儀和加速度計(jì)構(gòu)成姿態(tài)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)車體相對(duì)于地面的姿態(tài)。姿態(tài)檢測(cè)單元左右各一個(gè)分別位于左側(cè)車架和右側(cè)車架下方，分別固定在車架上；溫度傳感器用于檢測(cè)電路板和電機(jī)的溫度；霍爾傳感器用于檢測(cè)電機(jī)的位置，實(shí)現(xiàn)無刷電機(jī)的磁場(chǎng)矢量定向控制。電流傳感器用于檢測(cè)車輛的電流。微處理器模塊為總控制單元，控制各個(gè)信號(hào)的采集，運(yùn)行控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路將微控制器的邏輯控制信號(hào)轉(zhuǎn)化成模擬控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所述藍(lán)牙模塊用于藍(lán)牙信號(hào)的接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)車輛與客戶端的無線通訊。所述遙控?zé)o線模塊用于接收遙控器的信號(hào)并解碼，將解碼之后的指令發(fā)送給微控制器模塊。所述人機(jī)交互模塊將車輛的相關(guān)信息顯示在指示燈或者通過聲音提示操縱者。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0021]實(shí)施例3:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述輪胎部件包括輪轂電機(jī)6、設(shè)置在輪轂電機(jī)外側(cè)的輪胎17、以及設(shè)置在輪胎上方的防護(hù)罩18，所述防護(hù)罩18上設(shè)置有防撞貼條5。所述的輪轂電機(jī)左右各一個(gè)，用于給車輛提供動(dòng)力，輪胎17在輪轂電機(jī)6的外側(cè)，在保護(hù)電機(jī)的同時(shí)可以起到減震的效果，可以達(dá)到更好的騎行體驗(yàn)；該技術(shù)方案中，輪轂電機(jī)6為單軸設(shè)計(jì)，只有一根固定軸，通過壓塊鎖在車架上，采用單軸設(shè)計(jì)減輕了電機(jī)的重量，簡(jiǎn)化了安裝步驟；輪轂電機(jī)外側(cè)包覆著輪胎，輪胎17為免充氣橡膠車胎，省去了充氣過程、避免了爆胎等安全隱患。所述的防撞貼條5固定在輪轂電機(jī)的上方的外殼上，當(dāng)車輛發(fā)生防滾時(shí)，防撞貼條能有效減小外殼的擦傷。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0022]實(shí)施例4:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述應(yīng)變片11左右側(cè)均至少一個(gè)，設(shè)置在車架16與腳踏I之間。該技術(shù)方案中，應(yīng)變片11左右側(cè)各兩個(gè)，分別位于車架16與腳踏板I之間，當(dāng)有人站在腳踏板上時(shí)，應(yīng)變片11受力發(fā)生形變，通過檢測(cè)形變量來判斷有沒有站在車上，同時(shí)形變量也可以檢測(cè)操縱者的體重，當(dāng)操縱者的體重超過車輛的載重量，將發(fā)出警告，同時(shí)車輛無法騎行。通過應(yīng)變片的設(shè)計(jì)，車輛不再使用腳踏開關(guān)，可以減小車輛的體積；應(yīng)變片的壽命比傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)長(zhǎng)，車輛的安全性可以大大提高。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例I完全相同。
[0023]實(shí)施例5:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電動(dòng)車外殼上設(shè)置有電源指示燈2、狀態(tài)指示燈3、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條10中的至少一個(gè)，所述電源指示燈、狀態(tài)指示燈、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條均采用扣合方式固定在外殼上；所述外殼上還設(shè)置有充電口和電源開關(guān)。電源指示燈用于顯示電源的開關(guān)狀態(tài)，狀態(tài)指示燈用于顯示當(dāng)前的狀態(tài)，電量顯示燈用于顯示電量情況，便于及時(shí)沖充電，照明燈用于照明，轉(zhuǎn)向燈用于轉(zhuǎn)向，燈條用于照明。設(shè)計(jì)的照明燈，騎行時(shí)可以照亮前方區(qū)域，同時(shí)可以引起路人的注意，進(jìn)行避讓。在轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向燈會(huì)連續(xù)閃爍，示意轉(zhuǎn)向的方向，起到轉(zhuǎn)向燈的作用。這些燈的安裝采用扣合的方式，省略螺釘?shù)染o固件，安裝方便。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0024]實(shí)施例6:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電動(dòng)車車體整體設(shè)置為沙漏形狀，兩頭寬，中間窄，本體的寬度小于輪胎17的直徑。車體設(shè)計(jì)為沙漏形狀，車體的外殼寬度小于輪胎直徑，這樣的設(shè)計(jì)可以使車身因意外翻滾或者撞擊時(shí)不會(huì)損傷外殼；對(duì)于輪胎正上方的防護(hù)罩，則貼有防撞貼條來進(jìn)行防護(hù)，防撞貼條粘貼在防護(hù)罩上，有多個(gè)顏色，用戶可自行更換。車體內(nèi)部為車架，電動(dòng)平衡車的零部件和承重全部集中在車架上，車架和連接車架的中軸材料為鋁合金，即減輕了重量，又保證了機(jī)械強(qiáng)度。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0025]實(shí)施例7:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，腳踏板I與外殼4為一體式設(shè)計(jì)，所述腳踏板I設(shè)置有凸凹紋。腳踏板分別位于車輛的左右側(cè)，操縱者操縱時(shí)左右腳分別站立在一側(cè)，腳踏采用與外殼一體的設(shè)計(jì)，因?yàn)槭∪チ讼鹉z墊，外殼不用做鏤空設(shè)計(jì)，增大了外殼的強(qiáng)度；腳踏板為凹凸紋設(shè)計(jì)，增加了摩擦力。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0026]實(shí)施例8:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述電池組13、控制電路12設(shè)置在車架16的下方，電動(dòng)車的重心低于電機(jī)軸心。電動(dòng)平衡車?yán)锏碾姵亟M、控制電路、壓塊等部件懸掛于車架下方，此設(shè)計(jì)可以降低車體重心，車體重心低于電機(jī)軸心，在沒有動(dòng)力的情況下，電動(dòng)平衡車也能因重力作用保持踏板朝上的姿態(tài)。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0027]實(shí)施例9:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述車架16采用鋁合金材料為車輛的支撐，輪轂電機(jī)、電池組等都固定在車架上。當(dāng)人站在腳踏上時(shí)，也是車架提供支撐力；該技術(shù)方案散熱效果好，電路板直接安裝在鋁合金車架上，電路板的MOS管直接貼合在車架上，利用鋁合金車架來進(jìn)行散熱。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0028]實(shí)施例10:
參見圖1、圖2，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述連接軸9設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，通過軸端卡簧15與車架16固定在一起。該電動(dòng)車通過一個(gè)可以活動(dòng)的連接軸連接車體，車輛分為左右兩部分，兩部分通過一個(gè)中空的中軸連接，連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，一方面減輕重量，增加機(jī)械強(qiáng)度；另一方面，兩側(cè)車身的電源線、信號(hào)線等。中軸用軸端卡簧與車架固定在一起，此種安裝方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占體積小、安裝方便、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。其余結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1完全相同。
[0029]實(shí)施例11:
參見圖1一圖6，用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車的控制方法，所述控制方法如下:當(dāng)駕駛者需要開機(jī)時(shí)，按下遙控器的開關(guān)或者按下車體的電源開關(guān)，平衡電動(dòng)車即開機(jī)；當(dāng)開機(jī)后，參見圖4，初始化，檢測(cè)各個(gè)傳感器是否正常，不正常則進(jìn)行報(bào)警，正常則車輛進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛左右的應(yīng)變片的狀態(tài)，當(dāng)有人站立在左側(cè)腳踏時(shí)，應(yīng)變片信號(hào)為有效信號(hào)左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)讀取陀螺儀和加速度信號(hào)，參見圖6，通過卡爾曼濾波得到車輛的前后傾角和左右傾角，如果前后傾角不在+30度到-30度范圍內(nèi)，蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)聲音，并且狀態(tài)指示燈將發(fā)出警報(bào)燈光；如果傾角在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則陀螺儀和加速度計(jì)將開始每隔5ms采集車體角速度和加速度，微處理器將處理之后得到角度通過平衡算法計(jì)算出車輛平衡所需的車輪力矩值，將此信息傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，到下一個(gè)周期時(shí)，陀螺儀和加速度計(jì)繼續(xù)采集姿態(tài)信息，反復(fù)重復(fù)上述過程，車輛左側(cè)部分即可實(shí)現(xiàn)平衡；當(dāng)右側(cè)腳踏有人站立時(shí)，工作原理和左側(cè)腳踏完全相同，此時(shí)，駕駛者開始對(duì)車輛進(jìn)行駕駛，駕駛者站立在腳踏板上，身體前傾時(shí)，會(huì)使車體產(chǎn)生向前的傾角，微處理器會(huì)根據(jù)傾角時(shí)刻調(diào)整車輪的轉(zhuǎn)矩，使車輛向前行駛，當(dāng)左右傾角一致時(shí)，車輛直線向前；當(dāng)左傾角大與右傾角時(shí)，左側(cè)電機(jī)速度大于右側(cè)電機(jī)，車輛向右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)右傾角大與左傾角時(shí)，右側(cè)電機(jī)速度大于左側(cè)電機(jī)，車輛向左轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向指示燈會(huì)閃爍，向左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)指示燈閃爍；向右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)指示燈閃爍，以提醒后方的車輛及時(shí)避讓；當(dāng)車輛達(dá)到了設(shè)定的最高速度，車體將向后傾斜，使駕駛者的重心向后，微處理器會(huì)根據(jù)此時(shí)的車輛傾角變化降低車輪的轉(zhuǎn)速，從而將車速控制在限定的值之內(nèi)；車輛開機(jī)后，人機(jī)交互模塊將車輛的行駛狀態(tài)顯示在指示燈以及指示燈上，電量指示燈實(shí)時(shí)顯示電池電量，當(dāng)電量過低時(shí)，電量指示燈閃爍，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶及時(shí)充電；車輛開機(jī)后，駕駛者可以通過藍(lán)牙通訊模塊，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車與客戶端的無線通訊，從而對(duì)車輛的行駛參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，也可以對(duì)車輛的限速值進(jìn)行設(shè)置；用戶按下開關(guān)，電動(dòng)車將關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后，車輛進(jìn)入休眠模式，此時(shí)只有無線遙控模塊處于工作狀態(tài)。該電動(dòng)車可以實(shí)現(xiàn)客戶端與車輛的無線通訊，客戶端與車輛的通訊分為三種模式，即查詢、控制和修改。查詢模式時(shí)，客戶端發(fā)送查詢指令，經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器提取加速度計(jì)、陀螺儀、霍爾傳感器測(cè)得的車輛傾角以及速度，數(shù)據(jù)通過通訊芯片發(fā)送給客戶端，客戶端顯示給用戶；遙控模式時(shí)，用戶根據(jù)客戶端上的控制界面控制車輛的前進(jìn)、后退以及轉(zhuǎn)彎，控制指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器計(jì)算出車輛為實(shí)現(xiàn)指定運(yùn)動(dòng)所需要的車輪轉(zhuǎn)速，從而控制車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)用戶指定的運(yùn)動(dòng)；修改模式時(shí)，用戶可以在客戶端內(nèi)修改車輛的最大限速，修改指令經(jīng)由車輛上電路系統(tǒng)中的通訊芯片傳給微處理器，微處理器對(duì)內(nèi)置的限速信息進(jìn)行修改，可以看出，該無線通訊不僅可以使使用者隨時(shí)隨地掌握了解車輛的信息，也讓使用者隨時(shí)隨地的控制電動(dòng)車的速度、方向，以應(yīng)對(duì)特殊情況的處理，例如需要緊急停車或者緊急加速等情況，進(jìn)一步提高該電動(dòng)車的安全性能。
[0030]本發(fā)明?？梢詫?shí)施例2、3、4、5、6、7、8、9、10所述的技術(shù)特征至少一個(gè)與實(shí)施例1組合成新的實(shí)施方式。
[0031]需要說明的是上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并沒有用來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要去書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述雙輪自平衡電動(dòng)車包括電動(dòng)車本體，所述電動(dòng)車本體包括設(shè)置在電動(dòng)車內(nèi)部的車架以及設(shè)置在電動(dòng)車外部的外殼，所述車架包括左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，以及設(shè)置在左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架之間的連接軸，所述連接軸用于連接左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架，所述左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架上均設(shè)置有腳踏板，所述電動(dòng)車本體的兩側(cè)均設(shè)置有輪胎部件，所述電動(dòng)車本體內(nèi)設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過通過檢測(cè)操縱者的前后重心的變化進(jìn)而通過電機(jī)控制車輛的前進(jìn)和后退。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述控制電路包括微處理器、電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊，所述電源模塊、溫度傳感器、電流傳感器、霍爾傳感器、姿態(tài)檢測(cè)單元，應(yīng)變片、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、藍(lán)牙模塊、無線遙控模塊、人機(jī)交互模塊均與微處理器相連，所述姿態(tài)檢測(cè)單元由陀螺儀和加速度計(jì)組成，用于檢測(cè)車體相對(duì)于地面的姿態(tài)，包括左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元和右側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元，分別位于左側(cè)輪轂車架和右側(cè)輪轂車架的下方，并固定在車架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述輪胎部件包括輪轂電機(jī)、設(shè)置在輪轂電機(jī)外側(cè)的輪胎、以及設(shè)置在輪胎上方的防護(hù)罩，所述防護(hù)罩上設(shè)置有防撞貼條。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述應(yīng)變片左右側(cè)均至少一個(gè)，設(shè)置在車架與腳踏板之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述電動(dòng)車外殼上設(shè)置有電源指示燈、狀態(tài)指示燈、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條中的至少一個(gè)，所述電源指示燈、狀態(tài)指示燈、電量顯示燈、照明燈、轉(zhuǎn)向燈、燈條均采用扣合方式固定在外殼上；所述外殼上還設(shè)置有充電口和電源開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述電動(dòng)車車體整體設(shè)置為沙漏形狀，本體的寬度小于輪胎的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，腳踏板與外殼為一體式設(shè)計(jì)，所述腳踏板上設(shè)置有凸凹紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述電池組、控制電路均設(shè)置在車架的下方，電動(dòng)車的重心低于電機(jī)軸心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車，其特征在于，所述連接軸設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，通過軸端卡簧與車架固定在一起。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述用重心控制方向的無把手雙輪自平衡電動(dòng)車的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下:當(dāng)駕駛者需要開機(jī)時(shí)，按下遙控器的開關(guān)或者按下車體的電源開關(guān)，平衡電動(dòng)車即開機(jī)；當(dāng)開機(jī)后，首先進(jìn)行初始化，檢測(cè)各個(gè)傳感器是否正常，不正常則進(jìn)行報(bào)警，正常則車輛進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛左右的應(yīng)變片的狀態(tài)，當(dāng)有人站立在左側(cè)腳踏時(shí)，應(yīng)變片信號(hào)為有效信號(hào)左側(cè)姿態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)讀取陀螺儀和加速度信號(hào)，通過卡爾曼濾波得到車輛的前后傾角和左右傾角，如果前后傾角不在+30度到-30度范圍內(nèi)，蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)聲音，并且狀態(tài)指示燈將發(fā)出警報(bào)燈光；如果傾角在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則陀螺儀和加速度計(jì)將開始每隔5ms采集車體角速度和加速度，微處理器將處理之后得到角度通過平衡算法計(jì)算出車輛平衡所需的車輪力矩值，將此信息傳遞給電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，到下一個(gè)周期時(shí)，陀螺儀和加速度計(jì)繼續(xù)采集姿態(tài)信息，反復(fù)重復(fù)上述過程，車輛左側(cè)部分即可實(shí)現(xiàn)平衡；當(dāng)右側(cè)腳踏有人站立時(shí)，工作原理和左側(cè)腳踏完全相同，此時(shí)，駕駛者開始對(duì)車輛進(jìn)行駕駛，駕駛者站立在腳踏板上，身體前傾時(shí)，會(huì)使車體產(chǎn)生向前的傾角，微處理器會(huì)根據(jù)傾角時(shí)刻調(diào)整車輪的轉(zhuǎn)矩，使車輛向前行駛，當(dāng)左右傾角一致時(shí)，車輛直線向前；當(dāng)左傾角大與右傾角時(shí)，左側(cè)電機(jī)速度大于右側(cè)電機(jī)，車輛向右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)右傾角大與左傾角時(shí)，右側(cè)電機(jī)速度大于左側(cè)電機(jī)，車輛向左轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向指示燈會(huì)閃爍，向左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)指示燈閃爍；向右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)指示燈閃爍，以提醒后方的車輛及時(shí)避讓；當(dāng)車輛達(dá)到了設(shè)定的最高速度，車體將向后傾斜，使駕駛者的重心向后，微處理器會(huì)根據(jù)此時(shí)的車輛傾角變化降低車輪的轉(zhuǎn)速，從而將車速控制在限定的值之內(nèi)；車輛開機(jī)后，人機(jī)交互模塊將車輛的行駛狀態(tài)顯示在指示燈以及指示燈上，電量指示燈實(shí)時(shí)顯示電池電量，當(dāng)電量過低時(shí)，電量指示燈閃爍，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警，提醒用戶及時(shí)充電；車輛開機(jī)后，駕駛者可以通過藍(lán)牙通訊模塊，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車與客戶端的無線通訊，從而對(duì)車輛的行駛參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，也可以對(duì)車輛的限速值進(jìn)行設(shè)置；用戶按下開關(guān)，電動(dòng)車將關(guān)機(jī)，關(guān)機(jī)后，車輛進(jìn)入休眠模式，此時(shí)只有無線遙控模塊處于工作狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B62K11/00GK104512502SQ201410831296
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】劉峰, 薛祖播, 陳燕伍, 李安家 申請(qǐng)人:南京快輪智能科技有限公司