CN104773239A - 一种左右自平衡电动独轮车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种左右自平衡电动独轮车，包括机架以及位于所述机架下端左右两侧的脚踏板，还包括设置在机架内的主轮、飞轮、第一电机、第二电机、第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计、第二加速度计和控制器；所述第一陀螺仪和所述第一加速度计设置在飞轮的左侧，所述第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮的右侧；所述控制器控制第一电机带动飞轮运转实现左右平衡的调整。本发明针对于目前初学者左右平衡性差，难以快速学习电动独轮车的驾驶技巧的这一缺陷，提供了有效的解决方案，而且安全可靠，便于初学者快速掌握控制平衡的技巧，极大促进了电动独轮车市场普及发展。

Description

一种左右自平衡电动独轮车

技术领域

本发明涉及一种电动独轮车，具体涉及一种左右自平衡电动独轮车。

背景技术

在社会飞速发展的今天，交通拥堵在很多大中城市成了普遍现象，加之当下环境污染日益严重，电动独轮车作为一种新型环保、节能、便携的代步工具正在逐渐的流行起来。

现有的电动独轮车利用陀螺仪进行前后稳定。当身体前倾，电动独轮车会感知到动作进行加速；当身体后仰，电动独轮车也会控制电机减速以维持驾驶者与车体的平衡。

但大多数初学者左右平衡性差，难以有效的快速学习电动独轮车的驾驶技巧，势必影响和制约电动独轮车市场普及发展。为此，有必要设计一种具有左右自平衡功能的电动独轮车。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效帮助用户快速学习驾驶技巧的左右自平衡电动独轮车。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种左右自平衡电动独轮车，包括机架以及位于所述机架下端左右两侧的脚踏板，还包括设置在机架内的主轮、飞轮、第一电机、第二电机、第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计、第二加速度计和控制器；所述飞轮设置在主轮正上方，所述第一电机用于驱动所述飞轮运转，所述第二电机用于驱动主轮运转，所述第一陀螺仪和所述第一加速度计设置在飞轮的左侧，所述第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮的右侧；所述第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计和第二加速度计均与控制器电性连接；所述控制器控制第一电机带动飞轮运转实现左右平衡的调整。

进一步，所述第一电机上还连接有第一转速表，所述第二电机还连接有第二转速表，所述第一转速表和所述第二转速表均与所述控制器电性连接。

进一步，左侧的脚踏板上设有第一压力传感器，右侧的脚踏板上设有第二压力传感器，所述第一传感器和所述第二压力传感器均与控制器电性连接。

进一步，所述左右自平衡电动独轮车还包括仪表盘，所述仪表盘设置在电动独轮车的正上方，且与所述控制器电性连接。

进一步，所述左右自平衡电动独轮车还包括GPS单元，所述GPS单元设置在电动独轮车内部，且与所述控制器电性连接。

进一步，所述左右自平衡电动独轮车还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在电动独轮车内部，用于检测控制器上的温度。

进一步，所述第一电机和所述第二电机均为无刷电机。

进一步，左右脚踏板上表面设有防滑纹。

本发明采用以上技术方案，将第一陀螺仪和第一加速度计设置在飞轮的左侧，将第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮的右侧；通过控制器控制第一电机带动飞轮运转实现左右平衡的调整。本发明针对于目前初学者左右平衡性差，难以快速学习电动独轮车的驾驶技巧的这一缺陷，提供了有效的解决方案，而且安全可靠，便于初学者快速掌握控制平衡的技巧，极大促进了电动独轮车市场普及发展。

附图说明

图1是本发明左右自平衡电动独轮车结构示意图；

图2是本发明左右自平衡电动独轮车控制电路框图。

图中：1、第二电机；2、主轮；3、脚踏板；4、防滑纹；5、机架；6、控制器；7第一电机、；8、飞轮。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种左右自平衡电动独轮车，包括机架5及位于所述机架5下端左右两侧的脚踏板3，还包括设置在机架5内的主轮2、飞轮8、第一电机7、第二电机1、第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计、第二加速度计和控制器6；所述飞轮8设置在主轮2正上方，所述第一电机7用于驱动所述飞轮8运转，所述第二电机1用于驱动主轮2运转，所述第一陀螺仪和所述第一加速度计设置在飞轮8的左侧，具体位于所述控制器6附近。所述第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮8的右侧；所述第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计和第二加速度计均与控制器6电性连接；所述控制器6控制第一电机7带动飞轮8运转实现左右平衡的调整。

所述第一电机7和所述第二电机1均为无刷电机。左右脚踏板3上表面设有防滑纹4。本实施例中，将第一陀螺仪和第一加速度计设置在飞轮8的左侧，将第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮8的右侧；通过控制器6控制第一电机7带动飞轮8运转实现左右平衡的调整。对于目前初学者左右平衡性差，难以快速学习电动独轮车的驾驶技巧的这一缺陷，提供了有效的解决方案，而且安全可靠，便于初学者快速掌握控制平衡的技巧，极大促进了电动独轮车市场普及发展。

请参阅图1和图2所示，在上述实施例的基础上，所述第一电机7上还连接有第一转速表，所述第二电机1还连接有第二转速表，所述第一转速表和所述第二转速表均与所述控制器6电性连接。

左侧的脚踏板上设有第一压力传感器，右侧的脚踏板上设有第二压力传感器，所述第一传感器和所述第二压力传感器均与控制器6电性连接。

所述左右自平衡电动独轮车还包括仪表盘，所述仪表盘设置在电动独轮车的正上方，且与所述控制器6电性连接。

所述左右自平衡电动独轮车还包括GPS单元，所述GPS单元设置在电动独轮车内部，且与所述控制器电性6连接。

所述左右自平衡电动独轮车还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在电动独轮车内部，用于检测控制器上的温度。

本发明中通过陀螺仪和加速度计采用飞轮8的角速度，通过加速度计采集飞轮8角度，控制器6根据采集到的信息，控制第一电机7带动飞轮8运转实现左右平衡的调整。比如当独轮车向左倾斜时，控制器6根据采集的信息控制第一电机7带动飞轮8运转，是飞轮8向右转动保持平衡。

需要进一步说明的是，上述实施例中使用性能级电机，采用正弦波力矩算法有效的弥补电机输出特性的不足，使得骑行更加平稳舒适。应用高效陀螺仪，基于多维扩展卡尔曼滤波算法，使得陀螺仪角度控制精度更高，角度更准，反应更快。先进的电池控制及管理技术与PID遗传算法完美结合，可靠实现零断电，避免扑街风险。具有超强爬坡动力，RAIL-TO-TAIL电流运放检测电路，为电机的平滑运行提供有力的保障；大电流三相电路设计及大实心铝板的散热设计，为超强的爬坡性能保驾护航。还可利用智能APP交互，手机APP和基于LBS的技术，实现远距离交互，可以通过仪表盘看到芯片温度，车速，里程，踏板感应值和智能速度调控等。尽享独轮车带给我们的乐趣。

需要对本发明做拓展说明的是，作为一种替代方案，所述的飞轮内置在电机内部，具体为左右平衡控制部件采用电机内部内置飞轮及控制模块设计，飞轮能产生使电机轮子平衡的陀螺效应来调整左右平衡，由电池进行供电，此模块使用时间可达2-3小时左右，这足以培养用户对学骑电动独轮车的信心。

另一方面，在电动独轮车内部设有无线收发单元，使用者可利用遥控器与所述电动独轮车无线连接，在用户学习的过程中，旁边的人可以用遥控器改变左右平衡装置，使用户意识不到自己在控制电动独轮车的左右平衡，目的在于减少用户学习过程中的焦虑。在用户学会骑行后可将稳定作用的飞轮及控制模块自行拆卸，使其成为普通的一辆电动独轮车，拆卸下来的飞轮平衡控制模块和遥控器可以转让与其他用户，达到资源共享，节约，降低成本，普及大众的目的。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种左右自平衡电动独轮车，包括机架以及位于所述机架下端左右两侧的脚踏板，其特征在于：还包括设置在机架内的主轮、飞轮、第一电机、第二电机、第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计、第二加速度计和控制器；

所述飞轮设置在主轮正上方，所述第一电机用于驱动所述飞轮运转，所述第二电机用于驱动主轮运转，所述第一陀螺仪和所述第一加速度计设置在飞轮的左侧，所述第二陀螺仪和第二加速度计设置在飞轮的右侧；所述第一陀螺仪、第二陀螺仪、第一加速度计和第二加速度计均与控制器电性连接；

所述控制器控制第一电机带动飞轮运转实现左右平衡的调整。

2.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：所述第一电机上还连接有第一转速表，所述第二电机还连接有第二转速表，所述第一转速表和所述第二转速表均与所述控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：左侧的脚踏板上设有第一压力传感器，右侧的脚踏板上设有第二压力传感器，所述第一传感器和所述第二压力传感器均与控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：所述左右自平衡电动独轮车还包括仪表盘，所述仪表盘设置在电动独轮车的正上方，且与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：所述左右自平衡电动独轮车还包括GPS单元，所述GPS单元设置在电动独轮车内部，且与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：所述左右自平衡电动独轮车还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在电动独轮车内部，用于检测控制器上的温度。

7.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：所述第一电机和所述第二电机均为无刷电机。

8.根据权利要求1所述的左右自平衡电动独轮车，其特征在于：左右脚踏板上表面设有防滑纹。