本實(shí)用新型涉及個人載具的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自我平衡的移動載具。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)保與節(jié)能減碳的意識高漲，電動車輛的研制已成為當(dāng)今交通技術(shù)開發(fā)的重要指標(biāo)。目前，一般民眾的交通運(yùn)輸工具使用仍舊是以汽機(jī)車為主；然而，汽機(jī)車因燃燒燃料所排放的一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔锏任廴練怏w對環(huán)境與空氣質(zhì)量造成相當(dāng)程度的危害。因此，就現(xiàn)在的交通運(yùn)輸現(xiàn)況來看，是相當(dāng)適合推展環(huán)保型交通運(yùn)輸工具，例如電動車、太陽能車等無污染且低噪音的新式移動載具。

請參閱圖1，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種兩輪移動載具的立體圖。圖1所示的兩輪移動載具1’為眾人熟知的賽格威(Segway)，其主要包括:輔助平衡桿11’、載臺12’、輪組13’、與動力系統(tǒng)。請同時參閱圖2，圖2示出了顯示該動力系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖。其中，該動力系統(tǒng)14’大部分設(shè)置于該載臺12’內(nèi)部，并至少包括：控制模塊141’、用戶接口142’、至少三個陀螺儀143’、左馬達(dá)驅(qū)動模塊144’、右馬達(dá)驅(qū)動模塊145’、至少一個個加速計(jì)146’與電源模塊147’。

繼續(xù)地參閱圖1與圖2，并請同時參閱圖3A與圖3B，圖3A與圖3B分別示出了該兩輪移動載具的操作示意圖。如圖所示，當(dāng)駕駛者者乘上該兩輪移動載具1’之時，位于載臺12’內(nèi)的三個陀螺儀143’會偵測該載臺12’的傾斜角度，并輸出傾斜角度信號至該控制模塊141’；同時，該至少一個加速計(jì)146’會偵測該載臺12’的角速度，并輸出角速度信號至該控制模塊141’。進(jìn)一步地，該控制模塊141’會根據(jù)該傾斜角度信號與該角速度信號而輸出控制信號至該左馬達(dá)驅(qū)動模塊144’與該右馬達(dá)驅(qū)動模塊145’，以通過左馬達(dá)驅(qū)動模塊144’與右馬達(dá)驅(qū)動模塊145’驅(qū)動該輪組13’，進(jìn)而由該輪組13’的作動而輸出平衡力矩至該載臺12’，此方式維持載臺12’的平衡。

如圖3A所示，駕駛者者可以通過將其身體前傾的方式而控制該兩輪移動載具1’向前行駛；其中，當(dāng)駕駛者者身體前傾時，載臺12’的前端也同步地向下傾斜，此時該控制模塊141’會根據(jù)載臺12’的傾斜角度的變化量以及角速度的變化量而驅(qū)動該輪組13’，使得該兩輪移動載具1’向前行駛。相反地，如圖3B所示，當(dāng)駕駛者者身體后傾時，載臺12’的前端也同步地向上傾斜，此時該控制模塊141’會根據(jù)載臺12’的傾斜角度的變化量以及角速度的變化量而驅(qū)動該輪組13’，使得該兩輪移動載具1’向后行駛。

雖然該兩輪移動載具1’(Segway)目前被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場、大型賣場、游樂園的警衛(wèi)巡邏用途，該兩輪移動載具1’(Segway)于實(shí)務(wù)操作中顯示出以下缺陷:

1、對于體感能力較差的人而言，想要乘上該兩輪移動載具1’并同時維持在平衡狀態(tài)是非常困難的，特別是利用將其身體前傾/后傾的方式來控制該兩輪移動載具1’的行駛；

2、由于該兩輪移動載具1’必須搭載至少三個陀螺儀143’才能夠有效的偵測該載臺12’的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致該兩輪移動載具1’因?yàn)闃?gòu)件成本過高而售價高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種自我平衡的移動載具。不同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具(Segway)必須依靠駕駛者的體感操作才能夠移動行駛，本實(shí)用新型提供的自我平衡的移動載具搭載由操控單元與作動單元所組成的移動控制模塊；駕駛者便可以通過該操控單元控制該作動單元進(jìn)行作動，進(jìn)而使得設(shè)置于該作動單元上的陀螺儀向前傾斜或向后傾斜，達(dá)到輕易控制該自我平衡的移動載具向前或向后行駛的效果。除此之外，不同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具必須搭載至少三個陀螺儀，本實(shí)用新型提供的自我平衡的移動載具僅搭載由陀螺儀與加速計(jì)所組成的平衡狀態(tài)偵測模塊便能夠?qū)崿F(xiàn)相同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具的基礎(chǔ)功能；顯然，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具，本實(shí)用新型提供的自我平衡的移動載具因?yàn)闃?gòu)件成本低廉而具有價格上的優(yōu)勢。

為了達(dá)成上述本實(shí)用新型的主要目的，本實(shí)用新型提供一種自我平衡 的移動載具，包括：

載臺；

輪組，連接于該載臺的兩側(cè)；

平衡狀態(tài)偵測模塊，設(shè)置于該載臺之上，用以偵測該載臺的傾斜角與角速度，輸出傾斜角信號與角速度信號；

主控模塊，設(shè)置于該載臺的內(nèi)部，并電性連接該平衡狀態(tài)偵測模塊以接收該傾斜角信號與該角速度信號；

輪組驅(qū)動模塊，設(shè)置于該載臺內(nèi)并電性連接該主控模塊；

移動控制模塊，連接至該平衡狀態(tài)偵測模塊；以及

電源模塊，設(shè)于該載臺之中，用以供應(yīng)所需電力；

其中，該主控模塊可根據(jù)該傾斜角信號與該角速度信號控制該輪組驅(qū)動模塊，以通過該輪組驅(qū)動模塊驅(qū)動該輪組運(yùn)轉(zhuǎn)，維持該載臺的平衡；

其中，該移動控制模塊可令該平衡狀態(tài)偵測模塊輸出特定傾斜角信號與特定角速度信號，使得該主控模塊根據(jù)該特定傾斜角信號與該特定角速度信號控制該輪組驅(qū)動模塊，以通過該輪組驅(qū)動模塊驅(qū)動該輪組運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)使該載臺移動行駛。

上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種兩輪移動載具的立體圖；

圖2示出了顯示動力系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖；

圖3A與圖3B分別示出了顯示兩輪移動載具的操作示意圖；

圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種自我平衡的移動載具的第一實(shí)施例的立體圖；

圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的顯示平衡狀態(tài)偵測模塊、主控模塊、與輪組驅(qū)動模塊的電性連接方塊圖；

圖6示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具與移動控制模塊的架構(gòu)圖；

圖7A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖；

圖7B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖；

圖8A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖；

圖8B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖；

圖9A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖；

圖9B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖；

圖10A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖；

圖10B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖；

圖11示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第二實(shí)施例的架構(gòu)圖；

圖12示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第三實(shí)施例的架構(gòu)圖；

圖13示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第四實(shí)施例的立體圖；

圖14示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的平衡狀態(tài)偵測模塊、主控模塊、輪組驅(qū)動模塊、與輔助平衡模塊的電性連接方塊圖。

符號說明：

1 自我平衡的移動載具 11 載臺

12 輪組 13 平衡狀態(tài)偵測模塊

14 主控模塊 15 輪組驅(qū)動模塊

16 移動控制模塊 17 電源模塊

131 陀螺儀 132 加速計(jì)

151 左輪驅(qū)動單元 152 右輪驅(qū)動單元

161 操控單元 162 作動單元

18 用戶操控接口 19 座椅模塊

160 操控桿

1’ 兩輪移動載具 11’ 輔助平衡桿

12’ 載臺 13’ 輪組

14’ 動力系統(tǒng) 141’ 控制模塊

142’ 用戶接口 143’ 陀螺儀

144’ 左馬達(dá)驅(qū)動模塊 145’ 右馬達(dá)驅(qū)動模塊

146’ 加速計(jì) 147’ 電源模塊

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地描述本實(shí)用新型提供的一種自我平衡的移動載具，以下將配合圖式，詳盡說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。

第一實(shí)施例

請參閱圖4，圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種自我平衡的移動載具的第一實(shí)施例的立體圖。如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具1包括：載臺11、輪組12、平衡狀態(tài)偵測模塊13、主控模塊14、輪組驅(qū)動模塊(未圖標(biāo))、移動控制模塊16、以及電源模塊(未圖標(biāo))；其中，該輪組12安裝連接于該載臺11的兩側(cè)。

繼續(xù)地參閱圖4，并請同時參閱圖5，圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的顯示平衡狀態(tài)偵測模塊、主控模塊、與輪組驅(qū)動模塊的電性連接方塊圖。如圖所示，該電源模塊17設(shè)于該載臺11之中，用以供應(yīng)所需電力。并且，該平衡狀態(tài)偵測模塊13設(shè)置于該載臺11之上，并由陀螺儀131(gyroscope)與加速計(jì)132(accelerometer)所組成。于本實(shí)用新型實(shí)施例中，平衡狀態(tài)偵測模塊13用以偵測該載臺11的傾斜角與角速度，進(jìn)而輸出傾斜角信號與角速度信號。

該主控模塊14設(shè)置于該載臺11內(nèi)部，并電性連接該平衡狀態(tài)偵測模塊，用以接收該傾斜角信號與該角速度信號。如此，主控模塊14便可以根據(jù)所接收到的傾斜角信號與角速度信號控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪組12運(yùn)轉(zhuǎn)，以維持該載臺11的平衡。如圖所示，電性連接該主控模塊14的輪組驅(qū)動模塊15設(shè)置于該載臺11內(nèi)，并包括左輪驅(qū)動單元151與右輪驅(qū)動單元152。于本實(shí)用新型實(shí)施例中，主控模塊14通過該左輪驅(qū)動單元151與該右輪驅(qū)動單元152分別以不同的動力驅(qū)動該輪組12的左輪與右輪，由左輪與右輪之間的轉(zhuǎn)速差異來形成平衡力矩， 達(dá)到平衡該載臺11的效果。

值得強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型實(shí)施例特別設(shè)計(jì)連接至該平衡狀態(tài)偵測模塊13的移動控制模塊16；如此設(shè)計(jì)，駕駛者人便可以通過該移動控制模塊16向前或向后傾斜該平衡狀態(tài)偵測模塊13，使得該平衡狀態(tài)偵測模塊13輸出特定傾斜角信號與特定角速度信號；接著，主控模塊14便會根據(jù)該特定傾斜角信號與該特定角速度信號而控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪組12運(yùn)轉(zhuǎn)，以驅(qū)使該載臺11向前或向后移動。

請繼續(xù)同時參閱圖6，圖6示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具與該移動控制模塊的架構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例以操控單元161及作動單元162組成所述的移動控制模塊16。于第一實(shí)施例中，該操控單元161為操控桿，且用戶操控接口18設(shè)置于該操控桿之上，便利于駕駛者人啟動/關(guān)閉自我平衡的移動載具1的電源。此外，駕駛者人也可通過該用戶操控接口18設(shè)定自我平衡的移動載具1的行駛速度與操控模式。另外，該作動單元162的最簡單形式為4個壓縮彈簧。如圖6所示，該4個壓縮彈簧的一端支撐該平衡狀態(tài)偵測模塊13，另一端連接至該載臺11。

請?jiān)偻瑫r參閱圖7A與圖7B，其中圖7A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖，并且圖7B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖。如圖7A與圖7B所示，駕駛者可以通過該操控單元161可控制該作動單元162，以使得該平衡狀態(tài)偵測模塊13向前傾斜，進(jìn)而令該平衡狀態(tài)偵測模塊13輸出特定的傾斜角信號與特定的角速度信號；此時，該主控模塊14便會根據(jù)所接收到的特定傾斜角信號與特定角速度信號而控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪組12運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)使該載臺11向前移動行駛。

請?jiān)偻瑫r參閱圖8A與圖8B，其中圖8A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖，并且圖8B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖。如圖8A與圖8B所示，駕駛者者也可以通過該操控單元161可控制該作動單元162，以使得該平衡狀態(tài)偵測模塊13向后傾斜，進(jìn)而令該平衡狀態(tài)偵測模塊13輸出特定的傾斜角信號與特定的角速度信號；此時，該主控模塊14便會根據(jù)所接收到的特定傾斜角信號與特定角速度信號而控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪 組12運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)使該載臺11向后移動行駛。

請?jiān)偻瑫r參閱圖9A與圖9B，其中圖9A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖，并且圖9B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖。如圖9A與圖9B所示，駕駛者者也可以通過該操控單元161可控制該作動單元162，以使得該平衡狀態(tài)偵測模塊13向右傾斜，進(jìn)而令該平衡狀態(tài)偵測模塊13輸出特定的傾斜角信號與特定的角速度信號；此時，該主控模塊14便會根據(jù)所接收到的特定傾斜角信號與特定角速度信號而控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪組12運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)使該載臺11向右移動行駛。

請?jiān)偻瑫r參閱圖10A與圖10B，其中圖10A示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的操作示意圖，并且圖10B示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的作動單元的作動圖。如圖10A與圖10B所示，駕駛者者也可以通過該操控單元161可控制該作動單元162，以使得該平衡狀態(tài)偵測模塊13向左傾斜，進(jìn)而令該平衡狀態(tài)偵測模塊13輸出特定的傾斜角信號與特定的角速度信號；此時，該主控模塊14便會根據(jù)所接收到的特定傾斜角信號與特定角速度信號而控制該輪組驅(qū)動模塊15，以通過該輪組驅(qū)動模塊15驅(qū)動該輪組12運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)使該載臺11向左移動行駛。

第二實(shí)施例

雖然圖6示出了用以傾斜平衡狀態(tài)偵測模塊13的該移動控制模塊16由操控桿(操控單元161)與4個壓縮彈簧(作動單元162)所組成，但并非用以限制所述移動控制模塊16的實(shí)施態(tài)樣。請參閱圖11，示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第二實(shí)施例的架構(gòu)圖。不同于前述第一實(shí)施例(圖6)的是，第二實(shí)施例以游戲桿式操控器做為該移動控制模塊16的操控單元161，并同時以電子式云臺(electronic cradle head device)作為該移動控制模塊16的作動單元162。值得說明的是，于第二實(shí)施例中，操控桿160僅供駕駛者握持及搭載該游戲桿式操控器(操控單元161)；必須強(qiáng)調(diào)的是，操控桿160系采固定式，并不能用來控制作動單元162的作動。

于第二實(shí)施例中，駕駛者可以其手指撥動該游戲桿式操控器(操控單元161)之上的游戲桿，以控制該電子式云臺(作動單元162)進(jìn)行作動，以令該平衡狀態(tài)偵測模塊13向前、向后、向右、或向左傾斜，達(dá)到輕易控制該自 我平衡的移動載具向前、向后、向右、或向左行駛的效果。然而，必須補(bǔ)充說明的是，第二實(shí)施例之中的游戲桿式操控器也可以操控桿、按鍵式操控器、滾輪式操控器等類似功能的操控單元161。

第三實(shí)施例

雖然圖11示出了用以傾斜平衡狀態(tài)偵測模塊13的該移動控制模塊16系由游戲桿式操控器(操控單元161)與電子式云臺(作動單元162)所組成，但并非用以限制所述移動控制模塊16的實(shí)施態(tài)樣。請參閱圖12，示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第三實(shí)施例的架構(gòu)圖。不同于前述第二實(shí)施例(圖11)的是，第三實(shí)施例以無線傳輸式操控器作為該移動控制模塊16的操控單元161，其中，無線傳輸式操控器可以是無線游戲桿(Joystick)、智能型電子裝置、或遙控器。同時，必須加以強(qiáng)調(diào)的是，雖然圖11圖標(biāo)作動單元162(電子式云臺)系設(shè)置于載臺11上；然而，熟悉機(jī)電設(shè)計(jì)的工程師應(yīng)該可以根據(jù)其實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，將電子式云臺設(shè)置于自我平衡的移動載具1的其它位置上。

以智能型手機(jī)作為第三實(shí)施例的設(shè)計(jì)范例，其中，駕駛者可以事先將用以控制該電子式云臺(作動單元162)進(jìn)行作動的應(yīng)用程序(APP)安裝至其智能型手機(jī)內(nèi)；接著，駕駛者便可以通過智能型手機(jī)的應(yīng)用程控該電子式云臺(作動單元162)進(jìn)行作動，進(jìn)而使該平衡狀態(tài)偵測模塊13向前、向后、向右、或向左傾斜，達(dá)到輕易控制該自我平衡的移動載具向前、向后、向右、或向左行駛之效果。除此之外，如圖12所示，于第三實(shí)施例之中，該自我平衡的移動載具1包括有座椅模塊19，系設(shè)置于該載臺11之上，用以供駕駛者乘坐。

第四實(shí)施例

請參閱圖13，示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具的第四實(shí)施例的立體圖。如圖13所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具1包括：載臺11、輪組12、平衡狀態(tài)偵測模塊13、主控模塊14、輪組驅(qū)動模塊(未圖標(biāo))、移動控制模塊16、以及電源模塊(未圖標(biāo))。顯然地，于第四實(shí)施例中，所述自我平衡的移動載具1作為載運(yùn)平臺，用以載送物品或裝置。

繼續(xù)地參閱圖13，并請同時參閱圖14，示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供 的平衡狀態(tài)偵測模塊、主控模塊、輪組驅(qū)動模塊、與輔助平衡模塊的電性連接方塊圖。相同于前述第三實(shí)施例(圖12)，第四實(shí)施例同樣系以無線傳輸式操控器作為該移動控制模塊16的操控單元161，例如：無線傳輸式操控器可以是無線游戲桿(Joystick)、智能型電子裝置、或遙控器。以無線游戲桿作為設(shè)計(jì)范例，其中，用戶可以通過該無線游戲桿該電子式云臺(作動單元162)進(jìn)行作動，進(jìn)而使該平衡狀態(tài)偵測模塊13向前、向后、向右、或向左傾斜，達(dá)到輕易控制該自我平衡的移動載具向前、向后、向右、或向左行駛的效果。同時，必須加以強(qiáng)調(diào)的是，雖然圖13圖標(biāo)作動單元162(電子式云臺)設(shè)置于載臺11上；然而，熟悉機(jī)電設(shè)計(jì)的工程師應(yīng)該可以根據(jù)其實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，將電子式云臺設(shè)置于自我平衡的移動載具1的其它位置上。

如此，上述已完整且清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具1，經(jīng)由上述，可以得知本實(shí)用新型具有下列的優(yōu)點(diǎn)：

1、不同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具1’(如圖3A與圖3B所示)必須依靠駕駛者體感操作才能夠移動行駛，本實(shí)用新型提供的自我平衡的移動載具1特別搭載由操控單元161與作動單元162所組成的移動控制模塊16；如此設(shè)計(jì)，駕駛者便可以通過該操控單元161控制該作動單元162進(jìn)行作動，進(jìn)而使得設(shè)置于該作動單元162之上的陀螺儀向前傾斜或向后傾斜，達(dá)到輕易控制該自我平衡的移動載具1向前或向后行駛的效果。

2、并且，不同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具1’(如圖1與圖2所示)必須搭載至少三個陀螺儀143’，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具1僅搭載由陀螺儀131與加速計(jì)132所組成的平衡狀態(tài)偵測模塊13便能夠?qū)崿F(xiàn)相同于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具的基礎(chǔ)功能；顯然，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的兩輪移動載具1’，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自我平衡的移動載具1因構(gòu)件成本低廉而具有價格上的優(yōu)勢。

必須加以強(qiáng)調(diào)的是，上述的詳細(xì)說明針對本實(shí)用新型技術(shù)思想特點(diǎn)與可行實(shí)施例的具體說明，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，但該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。