CN105398522A - 一种控制多压力识别的电动平衡车的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制多压力识别的电动平衡车的方法及其系统，包括以下步骤：a、主控单元分别接收左支撑组件、右支撑组件上多个压力传感器的压力数据；b、主控单元接收左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值，并根据该压力值分布，控制平衡车两个电机的转动。本发明的电动平衡车，摒弃了传统的陀螺仪、加速度计结构，在所述左支撑组件、右支撑组件上分布有多个压力传感器，根据不同压力传感器之间输出的差值，可识别出人体重心位置，从而使得可以控制平衡车的转向、前行、后退、停止等。采用压力传感器来实现对车体的控制，使得车体控制的误差更小。

Description

一种控制多压力识别的电动平衡车的方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种自平衡电动车，更准确地说，涉及一种控制多压力识别的电动平衡车的方法；本发明还涉及一种多压力识别的电动平衡车的控制系统。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡，由于其趣味性广受青年和小孩喜欢，此为新兴起类目产品。

目前已有的用脚来控制的两轮平衡车采用的是转动机构、平衡控制机构及顶盖、内盖、底盖均是由两个成对称布置且可相互转动的部件构成，这样其利用脚部的力驱动一侧或者两侧的顶盖、内盖、底盖一起扭转，这样进而使传感器发出信号给平衡控制机构，平衡控制机构依据内部的控制程序驱动轮毂电机运转，进而让使用者朝前或者朝后运动，这样实现“脚控”，但其灵敏较高，只要踏上踏板机器就会灵敏反应启动，初学者或小孩子使用时没有给使用者反应时间处理是否真正开始运行动作，当使用时也无法识别使用者是成人还是儿童按照正常使用控制模式则易导致操作不当或误操作发生危险。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种控制多压力识别的电动平衡车的方法及其系统。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种控制多压力识别的电动平衡车的方法，包括以下步骤：

a、主控单元分别接收左支撑组件、右支撑组件上多个压力传感器的压力数据；

b、主控单元接收左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值，并根据该压力值分布，控制平衡车两个电机的转动。

优选的是，所述主控单元包括用于判断压力传感器差值的判断单元。

优选的是，所述判断单元判断左支撑组件上压力传感器的压力值大于或小于右支撑组件上压力传感器的压力值时，主控单元控制平衡车的两个电机输出不同的转速；判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值相等时，主控单元控制量个电机输出相同的转速。

优选的是，所述判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上前端的压力传感器大于或小于其后端的压力传感器的压力值时，主控单元控制两个电机前行或后退；所述判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上前端与后端的压力传感器数值相等时，主控单元控制两个电机静止。

本发明还提供了一种控制多压力识别的电动平衡车的系统，包括分布在左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器，还包括与压力传感器连接的主控单元，以及与主控单元连接的两个电机；所述主控单元根据左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器的压力值，控制两个电机转动。

优选的是，所述主控单元包括判断单元，所述判断单元用于判断左支撑组件上压力传感器与右支撑组件上压力传感器的输出差值。

优选的是，所述判断单元用于判断左支撑组件、右支撑组件上前端压力传感器与其后端压力传感器的差值。

本发明的电动平衡车，摒弃了传统的陀螺仪、加速度计结构，在所述左支撑组件、右支撑组件上分布有多个压力传感器，根据不同压力传感器之间输出的差值，可识别出人体重心位置，从而使得可以控制平衡车的转向、前行、后退、停止等。采用压力传感器来实现对车体的控制，使得车体控制的误差更小。

附图说明

图1示出了本发明平衡车的结构示意图。

图2示出了本发明平衡车上压力传感器的分布图。

图3示出了车体控制方法的示意图。

图4示出了本发明系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合具体的附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

参考图1、图2，本发明提供了一种两轮电动平衡车，其包括位于中部的中间支架组件，还包括位于中间支架组件两侧的左支撑组件5、右支撑组件4，当然，还包括设置在左支撑组件5、右支撑组件4下方的左下壳、右下壳，以及设置在左支撑组件5、右支撑组件4上方的左踏板、右踏板(视图未给出)等。

其中，所述左支撑组件5、右支撑组件4相向的一端分别设置有受控于各自电机的左轮7、右轮6，也就是说，左支撑组件5位于其外侧的一端转动连接受控于电机的左轮7，右支撑组件4位于其外侧的一端转动连接受控于电机的右轮6。

本发明的电动平衡车，在所述左支撑组件5、右支撑组件4上分布有多个压力传感器14。这些压力传感器14可以安装在所述左支撑组件5、右支撑组件4上设置的凹槽内。

本发明提供了一种控制多压力识别的电动平衡车的系统，参考图4，包括分布在左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器，还包括与压力传感器连接的主控单元110，以及与主控单元110连接的两个电机，分别记为左轮电机111、右轮电机112；所述主控单元110根据左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器的压力值，控制两个电机转动。

优选的是，所述主控单元110包括判断单元113，所述判断单元113用于判断左支撑组件上压力传感器与右支撑组件上压力传感器的输出差值。

优选的是，所述判断单元113用于判断左支撑组件、右支撑组件上前端压力传感器与其后端压力传感器的差值。

据此，本发明提供了一种控制多压力识别的电动平衡车的方法，参考图3，首先，主控单元110分别接收左支撑组件、右支撑组件上多个压力传感器的压力值；主控单元110根据接收到的压力值分布，控制平衡车两个电机的转动。

优选的是，所述判断单元113判断左支撑组件上压力传感器的压力值大于或小于右支撑组件上压力传感器的压力值时，主控单元110控制平衡车的两个电机输出不同的转速；判断单元113判断左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值相等时，主控单元110控制量个电机输出相同的转速。

优选的是，所述判断单元113判断左支撑组件、右支撑组件上前端的压力传感器大于或小于其后端的压力传感器的压力值时，主控单元110控制两个电机前行或后退；所述判断单元113判断左支撑组件、右支撑组件上前端与后端的压力传感器数值相等时，主控单元控制两个电机静止。

在本发明一个具体的实施方式中，参考图2，以左支撑组件5、右支撑组件4上分别设置12个压力传感器为例，该12个压力传感器以图2的方式呈矩阵分布，当然对于本领域的技术人员来说，该压力传感器的数量可以是5个、6个或其它。

当左脚掌和右脚掌全部平整放在踏板上，当需要控制平衡车左转的时候，根据人体动力学原理，人体往左倾，此时其人体的重心靠左，也就是说，左支撑组件上压力传感器检测到的压力值要大于右支撑组件上压力传感器的压力值，当判断单元113判断出该压力差值后，主控单元110控制平衡车的两个电机输出不同的转速，例如可以是控制右轮电机转速快，控制左轮电机转速慢或者停止转动，从而使得整个平衡车的车体向左转向。

当需要控制平衡车右转的时候，根据人体动力学原理，人体往右倾，此时其人体的重心靠右，也就是说，右支撑组件上压力传感器检测到的压力值要大于左支撑组件上压力传感器的压力值，当判断单元113判断出该压力差值后，主控单元110控制平衡车的两个电机输出不同的转速，例如可以是控制左轮电机转速快，控制右轮电机转速慢或者停止转动，从而使得整个平衡车的车体向右转向。

当然，也可以是人体重心靠左时，车体向右转动，重心靠右时，车体向左转动，这虽然不符合人体动力学，但是也可以实现车体的转向。

当需要控制车体前进的时候，根据人体动力学，人体会向前倾，也就是说，人体的重心会靠前，此时，人体脚掌前端所受到的压力会比其脚跟位置的压力大，体现在平衡车上，左支撑组件、右支撑组件前端压力传感器输出的压力值要大于其后端压力传感器输出的压力值，当判断单元检测到该种情况的压力差值后，主控单元则控制两个电机前行，从而使得整个车体向前运动。

当需要控制车体后退的时候，根据人体动力学，人体会向后倾，也就是说，人体的重心会靠后，此时，人体脚掌前端所受到的压力会比其脚跟位置的压力小，体现在平衡车上，左支撑组件、右支撑组件前端压力传感器输出的压力值要小于其后端压力传感器输出的压力值，当判断单元检测到该种情况的压力差值后，主控单元则控制两个电机后退，从而使得整个车体向后移动。

当判断单元检测左支撑组件、右支撑组件前端与后端的压力值相等时，则主控单元控制两个电机静止。

当然，也可以是人体重心靠前时，车体后退，重心靠后时，车体向前移动，这虽然不符合人体动力学，但是也可以实现车体控制。

需要注意的时，上述提到的大于、等于、小于，应该理解为具有一定的区间范围，例如左支撑组件压力值与右支撑组件压力值在一定的区间范围内，可以为人体的重心是处于平衡状态的，主控单元并不控制车体转向。

本发明的电动平衡车，摒弃了传统的陀螺仪、加速度计结构，在所述左支撑组件、右支撑组件上分布有多个压力传感器，根据不同压力传感器之间输出的差值，可识别出人体重心位置，从而使得可以控制平衡车的转向、前行、后退、停止等。采用压力传感器来实现对车体的控制，使得车体控制的误差更小。

而且采用压力传感器，还可以检测驾驶者的体重，自动运行相应的模式，例如初学模式、经济模式、竞技模式、运动模式等，这些模式是通过控制调整电机的输出参数来实现的，从而可以优化电机的转速和扭距、功率等，当检测驾驶者的体重不同后，可快速切换至与其对应的使用模式，这是陀螺仪、加速度计所不能实现的。

本发明的平衡车，当人体的脚站上踏板后，车体可感应压力自动启动，例如脚站上踏板，就可以感应产生的压力，进而判断是否自启动，还可通过手机、平板电脑等智能设备的蓝牙设备连接车体APP应用，自行先根据自身体重设置一定的压力感应值，当初学者或小孩子站上去后，车体感应不到稳定值，不会自动启动开关，也不会因重心不稳的倾斜导致误操作，当使用者站立平稳，压力传感器检测到稳定值，才会开启进行下一步操作，或预先设置一定压力参数值，当小孩误操作使用时，车体检测不到相应压力值不会自行操作，避免了危险的产生，有效的满足了安全性的使用，

本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加对于本领域的一般技术人员来说是显而易见的。申请人的意图是所有的这些变化和增加都落在了本发明权利要求所保护的范围中。

Claims (7)

1.一种控制多压力识别的电动平衡车的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、主控单元分别接收左支撑组件、右支撑组件上多个压力传感器的压力数据；

b、主控单元接收左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值，并根据该压力值分布，控制平衡车两个电机的转动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述主控单元包括用于判断压力传感器差值的判断单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述判断单元判断左支撑组件上压力传感器的压力值大于或小于右支撑组件上压力传感器的压力值时，主控单元控制平衡车的两个电机输出不同的转速；判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上压力传感器的压力值相等时，主控单元控制量个电机输出相同的转速。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上前端的压力传感器大于或小于其后端的压力传感器的压力值时，主控单元控制两个电机前行或后退；所述判断单元判断左支撑组件、右支撑组件上前端与后端的压力传感器数值相等时，主控单元控制两个电机静止。

5.一种多压力识别的电动平衡车的控制系统，其特征在于：包括分布在左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器，还包括与压力传感器连接的主控单元，以及与主控单元连接的两个电机；所述主控单元根据左支撑组件、右支撑组件上的多个压力传感器的压力值，控制两个电机转动。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述主控单元包括判断单元，所述判断单元用于判断左支撑组件上压力传感器与右支撑组件上压力传感器的输出差值。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述判断单元用于判断左支撑组件、右支撑组件上前端压力传感器与其后端压力传感器的差值。