CN105466700B - 一种自平衡车的测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自平衡车的测试方法和装置，装置包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，所述负载单元设置于所述机架上的第一位置，所述控制单元连接所述执行单元；所述控制单元用于控制所述执行单元工作；所述负载单元用于承载待测的自平衡车，并给所述自平衡车施加负载；所述执行单元用于在所述控制单元的控制下，向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡车的倾角变化。

Description

一种自平衡车的测试方法和装置

技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，尤其涉及一种自平衡车的测试方法和装置。

背景技术

自平衡车是一种新型的、高度智能化的短途交通工具，随着自平衡车的逐渐普及和大规模化生产，如何实现对自平衡车性能和车况的高效测试成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例期望提供一种自平衡车的测试方法和装置。

本发明实施例是这样实现的：

本发明实施例提供了一种自平衡车的测试装置，包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，所述负载单元设置于所述机架上的第一位置，所述控制单元连接所述执行单元；

所述控制单元用于控制所述执行单元工作；

所述负载单元用于承载待测的自平衡车，并给所述自平衡车施加负载；

所述执行单元用于在所述控制单元的控制下，向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡车的倾角变化。

上述方案中，所述负载单元包括：自平衡车承载机构和阻尼机构，

所述自平衡车承载机构包括导向轮、从动轮、导向轮轴和从动轮轴，所述导向轮固定于所述导向轮轴上，所述从动轮固定于所述从动轮轴上，所述导向轮轴通过第一固定件固定在所述机架上，所述从动轮轴通过第二固定件固定在所述机架上；

所述阻尼机构的输出转轴连接所述从动轮轴，所述阻尼机构连接所述控制单元，所述阻尼机构用于根据所述控制单元输出的控制指令执行相应大小的负载输出，使所述阻尼机构输出的负载通过所述从动轮轴施加到所述从动轮上。

上述方案中，所述执行单元包括：固定架和第一推进机构，所述固定架设置于所述机架的第二位置，所述第一推进机构设置于所述固定架上，且所述第一推进机构连接所述控制单元，所述第一推进机构受控于所述控制单元向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡的倾角变化。

上述方案中，所述第一推进机构与所述固定架之间为可调节的连接方式，使所述第一推进机构伸出所述固定架的长度可变。

上述方案中，所述负载单元还包括速度传感器，设置于导向轮轴和/或从动轮轴的至少一端，且所述速度传感器连接所述控制单元；

所述速度传感器用于测量所述导向轮轴和/或从动轮轴的转速，并将测量结果发送给所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述速度传感器发送的测量结果，根据所述测量结果计算获得所述自平衡车的行驶速度。

上述方案中，所述控制单元还用于，将所述计算获得的自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在所述自平衡车的行驶速度未落入所述第一速度区间时，向所述第一推进机构发出控制指令，控制所述第一推进机构解除施加于所述自平衡车的第一作用力，并向所述阻尼机构发出控制指令，控制所述阻尼机构解除施加于所述自平衡车的负载。

上述方案中，所述控制单元还用于，

记录所述自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算所述生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度；

将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断所述生成的速度变化曲线是否正常。

上述方案中，所述导向轮与所述导向轮轴之间为可拆卸的连接，以支持更换不同表面结构的所述导向轮。

本发明实施例还提供了一种自平衡车的测试方法，应用于自平衡车的测试装置，所述测试装置包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，所述负载单元设置于所述机架上的第一位置，所述控制单元连接所述执行单元和负载单元；所述测试方法包括：

所述控制单元向所述执行单元发送第一指令，指示所述执行单元开始工作；

所述执行单元接收所述第一指令，向所述自平衡车施加第一作用力，以控制所述自平衡车倾斜；

所述控制单元向所述负载单元发送第二指令，指示所述负载单元开始工作；

所述负载单元接收所述第二指令，且基于所述第二指令施加相应大小的负载给所述自平衡车。

上述方案中，所述方法还包括：

所述负载单元测量其用于承载所述自平衡车的轮轴的转速，并将测量结果发送给所述控制单元；

所述控制单元接收所述测量结果，根据所述测量结果计算获得所述自平衡车的行驶速度；

所述控制单元将所述计算获得的自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在所述自平衡车的行驶速度未落入所述第一速度区间时，向所述执行单元发出第三指令，控制所述执行单元解除施加于所述自平衡车的第一作用力，并向所述负载单元发出第四指令，控制所述负载单元解除施加于所述自平衡车的负载；和/或，所述控制单元记录所述自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算所述生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度，将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断所述生成的速度变化曲线是否正常。

本发明实施例所提供的一种自平衡车的测试方法和装置，对自平衡车进行测试，是通过执行单元模拟人骑行时给自平衡车施加的第一作用力，使进入测试模式的自平衡车在负载单元上模拟人骑行的行驶状态，实现了模拟人骑行自平衡车的自动化测试；通过速度传感器检测用于承载自平衡车的从动轮和/或导向轮的转速，依此获得自平衡车的行驶速度，并评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，从而判断自平衡车的电机、PCB板和内部程序是否存在运行异常的可能。

附图说明

图1为本发明实施例的一种自平衡车的测试方法流程图；

图2为本发明实施例的自平衡车的测试装置的结构示意图一；

图3为本发明实施例的自平衡车的测试装置的结构示意图二；

图4为本发明实施例的自平衡车的测试装置的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

为实现对自平衡车性能和车况的高效检测，提出本发明实施例的自平衡车的测试装置和方法；并且，本发明实施例能够对测试过程中的多项数据进行量化，以更直观的反映自平衡车的测试详情。

实施例一

本发明实施例一提供的一种自平衡车的测试装置，主要包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，负载单元设置于机架上的第一位置，控制单元至少连接执行单元；其中，

控制单元至少用于控制执行单元工作；

负载单元用于承载待测的自平衡车，并给自平衡车施加负载；

执行单元用于在控制单元的控制下，向待测的自平衡车施加或解除第一作用力，以控制自平衡车的倾角变化。

也就是说，本发明实施例一的测试装置主要由机架、控制单元、负载单元和执行单元组成，机架为负载单元提供安装位置，需保证负载单元在机架上安装稳固，控制单元和执行单元可以安装在机架上，也可以不安装在机架上，根据实际需要进行选择。负载单元上用于放置待测的自平衡车，并且负载单元的另一作用是为放置在其上的自平衡车施加负载，以模拟人在骑行自平衡车的过程中路面施加给自平衡车的阻力。执行单元主要用于模拟人在骑行自平衡车时由于身体前倾导致自平衡车向前倾斜时给所述自平衡车施加的作用力(为描述方便，后续简称第一作用力)；通常，在自平衡车启动且检测到人站立在自平衡车的踏板上时，当自平衡车受到使其车体前倾的第一作用力，自平衡车会逐渐加速向前运动并达到一定车速；本发明实施例设置执行单元的目的即是给放置在负载单元上的自平衡车施加所述第一作用力，使所述自平衡车在负载单元上逐渐加速并达到一定车速，这样，就使自平衡车在负载单元上能够模拟人骑行的状态，进而完成对自平衡车的各项测试。

但需要说明的是，通常在自平衡车启动后的一般模式下(即支持人的正常骑行模式)，自平衡车需要检测到人站立在其踏板上(可以通过设置在踏板下的压力传感器来检测)时，才会在受到所述第一作用力时加速向前行驶；出于安全性方面的考虑，在所述一般模式下自平衡车未检测到人站立在其踏板上时，即使受到所述第一作用力也不会加速向前行驶。而本发明实施例的测试过程由于是模拟人骑行，实际的测试过程却无需人真实的站立在自平衡车的踏板上，因此，为完成模拟测试，需要设置一种测试模式，在该测试模式下自平衡车未检测到人站立在其踏板上时、或者无需检测是否有人站立在其踏板上(如：在该测试模式下关闭自平衡车踏板下的压力传感器)，也会在受到所述第一作用力时加速向前行驶，以实现自平衡车启动并进入该测试模式后能够完成模拟人骑行的各项测试。另外，在测试模式下，自平衡车能够始终保持车的自平衡功能开启，不会自动关机。

在一实施方式中，负载单元可以包括：自平衡车承载机构和阻尼机构。

其中，自平衡车承载机构可以包括导向轮、从动轮、导向轮轴和从动轮轴，导向轮固定于导向轮轴上，从动轮固定于从动轮轴上，导向轮轴通过第一固定件固定在机架上，从动轮轴通过第二固定件固定在机架上。例如：应用于双轮自平衡车测试的负载单元可以包括两个导向轮、一个导向轮轴、两个从动轮和一个从动轮轴；两个导向轮分别安装在导向轮轴的两端，且两个导向轮之间的距离与双轮自平衡车两轮的间距相适应，使双轮自平衡车的两轮对应的放置在所述两个导向轮上；两个从动轮分别安装在从动轮轴的两端，且两个从动轮之间的距离与双轮自平衡车两轮的间距相适应，使双轮自平衡车的两轮对应的放置在所述两个从动轮上。导向轮的作用是为放置在其上的自平衡车提供导向，防止自平衡车在行进过程中方向跑偏；从动轮的作用是为放置在其上的自平衡车的轮胎施加负载，以模拟自平衡车在行驶过程中路面施加给自平衡车轮胎的阻力。由此可见，通过两个导向轮和两个从动轮的共同支撑，也能够使放置的自平衡车平稳，基于自平衡车的自平衡功能以及导向轮和从动轮的支撑，使自平衡车平稳的行驶在导向轮和从动轮上，不会歪倒和掉落。

阻尼机构的输出转轴连接从动轮轴，阻尼机构连接控制单元，阻尼机构用于根据控制单元输出的控制指令执行相应大小的负载输出，使阻尼机构输出的负载通过从动轮轴施加到从动轮上，进而由从动轮施加负载给放置在其上的自平衡车。

一种阻尼机构可以由阻尼器或制动器来实现，阻尼器或制动器的输出转轴连接从动轮轴，阻尼器或制动器的输出转轴可以与从动轮轴同轴相连，当然也可以采用其他方式相连。其他方式如：阻尼机构除了包括阻尼器或制动器，还包括传动机构，阻尼器或制动器设置在机架上，阻尼器或制动器连接控制单元，传动机构包括传送带、第一传送轮和第二传送轮，第一传送轮设置于从动轮轴上，第二传送轮设置于阻尼器的输出转轴上，传送带绕在第一传送轮和第二传送轮上；这样，阻尼器或制动器根据控制单元输出的控制指令执行相应大小的负载输出，其负载输出通过第二传送轮、传送带、第一传送轮施加到从动轮轴上，再由从动轮轴施加给从动轮，从动轮施加给放置其上的自平衡车的车轮。其中，控制单元可以通过改变施加在阻尼器或制动器上的电压大小的变化，来达到改变阻尼器或制动器输出负载的目的，施加给阻尼器或制动器上的电压越大，阻尼器或制动器的输出负载越大；施加给阻尼器或制动器上的电压越小，阻尼器或制动器的输出负载越小。当然，上述的电压和输出负载都有上下限，不会无限制的增大或减小，具体的上下限的数值设定可以根据实际需要进行选取。

在一实施方式中，执行单元可以包括固定架和第一推进机构，固定架用于设置在机架的第二位置，第一推进机构设置于固定架上，且第一推进机构连接控制单元，第一推进机构受控于控制单元向放置于负载单元上的自平衡车施加或解除第一作用力，以控制自平衡车的倾角变化。其中，第一推进机构可以是气缸。

需要说明的是，第一推进机构与固定架之间可以设置成可调节的连接方式，使第一推进机构伸出固定架的长度可变。即，在第一推进机构的推进行程固定的情况下，通过所述可调节的连接方式来改变第一推进机构伸出固定架的长度，从而能够实现自平衡车的多倾角变化，能够分别完成自平衡车在不同倾角下的各测试项目，第一推进机构伸出固定架的长度越长，能够使自平衡车的倾角越大。

当然，如果第一推进机构与固定架之间设置成不可调节的连接方式，即第一推进机构在固定架上的安装位置固定，这种情况下要完成自平衡车在不同倾角下的各测试项目，也可以选择采用行程大小不一的第一推进机构来适应不同的倾角要求，选择行程越长的第一推进机构，能够使自平衡车的倾角越大。

在一实施方式中，负载单元还可以包括速度传感器，设置于导向轮轴和/或从动轮轴的至少一端，且速度传感器连接控制单元；

速度传感器用于测量导向轮轴和/或从动轮轴的转速，并将测量结果发送给控制单元；

控制单元用于接收速度传感器发送的测量结果，根据测量结果计算获得自平衡车的行驶速度。

原则上，速度传感器用来测导向轮轴的转速或从动轮轴的转速都可，但前提是，测量所得导向轮轴或从动轮轴的转速换算所得自平衡车的行驶速度能够比较合理的反映自平衡车的真实行驶速度，误差较小。其中，控制单元根据导向轮轴或从动轮轴的转速换算自平衡车的行驶速度可以是：已知导向轮或从动轮的周长，根据所述周长再结合测量所得导向轮轴或从动轮轴的转速，即可计算得到自平衡车的行驶速度。当然，如果速度传感器具备运算能力，也可以由速度传感器根据其自身测量所得导向轮轴或从动轮轴的转速直接换算为自平衡车的行驶速度后，将换算所得自平衡车的行驶速度发送给控制单元，这样，无需控制单元再执行自平衡车行驶速度的换算。

在一实施方式中，控制单元还可用于，将自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在自平衡车的行驶速度未落入第一速度区间时，向执行单元(如向执行单元的第一推进机构)发出控制指令，控制执行单元(如执行单元的第一推进机构)解除施加于自平衡车的第一作用力，并向阻尼机构发出控制指令，控制阻尼机构解除施加于自平衡车的负载。

其中，第一速度区间为预先设置的自平衡车的合理或正常的行驶速度范围，即当自平衡车的速度在上述范围内时，表明自平衡车的行驶速度输出正常，当自平衡车的速度不在上述范围内时，表明自平衡车的行驶速度输出异常；或者，在一定时间段内自平衡车的速度未落入上述范围内的时间或频次达到一定阈值，即表明自平衡车的行驶速度输出异常，否则，表明自平衡车的行驶速度输出正常。如果在一定时间段内自平衡车的速度都落入所述第一速度区间，则表明自平衡车的行驶状况良好。

需要说明的是，控制单元可以是先向执行单元发出控制指令，控制执行单元解除施加于自平衡车的第一作用力，当施加于自平衡车上的第一作用力(即使自平衡车前倾的作用力)消失后，自平衡车通过自身的平衡调节功能能够自适应的调节自身的重心，并保持车的自平衡状态，自平衡车逐渐减速，最终在负载单元上停止车轮旋转；在自平衡车停止车轮旋转后，速度传感器能够检测到导向轮/从动轮的转速为零，从而通知控制单元，控制单元在获知转速为零时，向阻尼机构发出控制指令，控制阻尼机构解除施加于自平衡车的负载，即阻尼机构停止工作或暂停负载输出。

控制单元也可以同时向执行单元和阻尼机构发出控制指令，控制执行单元解除施加于自平衡车的第一作用力，同时控制阻尼机构解除施加于自平衡车的负载，随后，施加于自平衡车上的第一作用力消失，自平衡车通过自身的平衡调节功能能够自适应的调节自身的重心，并保持车的自平衡状态，自平衡车逐渐减速，最终在负载单元上停止车轮旋转，完成测试。

在一实施方式中，控制单元还可用于，记录自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度；将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断生成的速度变化曲线是否正常。其中，计算自平衡车行驶速度的方法与前述相同，此处不再赘述。也就是说，本发明实施例也可以通过检测自平衡车在一段时间内的速度输出变化，来生成速度变化曲线(该曲线可以描述自平衡车的加速行驶过程和匀速行驶过程)，进而依此评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，评价依据可以是生成的速度变化曲线与预设的第一速度曲线(第一速度曲线为反映自平衡车正常行驶速度变化的曲线)之间的相似度，如果相似度在合理范围内，则评价结果为自平衡车的行驶速度输出正常，否则，评价结果为自平衡车的行驶速度输出异常。

对于以上实施方式，当评价结果为自平衡车的行驶速度输出正常时，可以将所述自平衡车认定为良品；当评价结果为自平衡车的行驶速度输出异常时，可以将所述自平衡车认定为次品。其中，自平衡车的行驶速度输出的正常与否可以在一定程度上反映自平衡车的电机、印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)和内部程序的运行状况，当自平衡车的行驶速度输出正常时，可以认为其电机、PCB板和内部程序的运行状况良好；当自平衡车的行驶速度输出异常时，可以认为疑似其电机、PCB板和内部程序的运行状况不良，维修人员可以进一步检查其电机、PCB板和内部程序的运行状况，从而查明故障，进行有针对性的修理。

在一实施方式中，导向轮与导向轮轴之间为可拆卸的连接，以支持更换不同表面结构的导向轮，来模拟不同的路面结构，从而完成自平衡车在不同路面结构下的各种测试项目，综合考虑自平衡车在各种路面结构下的运行状况。

使用本发明实施例一的测试装置对自平衡车进行测试，是通过执行单元模拟人骑行时给自平衡车施加的第一作用力，使进入测试模式的自平衡车在负载单元上模拟人骑行的行驶状态，实现了模拟人骑行自平衡车的自动化测试；通过速度传感器检测用于承载自平衡车的从动轮和/或导向轮的转速，依此获得自平衡车的行驶速度，并评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，从而判断自平衡车的电机、PCB板和内部程序是否存在运行异常的可能。本发明实施例一可通过调节执行单元能够实现调节自平衡车的不同倾角，从而获得自平衡车在不同倾角下的行驶速度输出的量化结果；本发明实施例一还可通过更换不同表面结构的导向轮，来模拟不同的路面结构，从而获得自平衡车在不同路面结构下的行驶速度输出的量化结果；本发明实施例一还可通过调节阻尼机构的负载输出，来模拟不同的路面阻力，从而获得自平衡车在不同路面阻力下的行驶速度输出的量化结果。通过以上量化结果，能够用来综合评价自平衡车的性能优劣，进而实现良品、次品的筛选。

实施例二

本发明实施例二提供一种由本发明实施例一的测试装置所实现的对自平衡车的测试方法，该方法主要包括：

步骤101，控制单元向执行单元发送第一指令，指示执行单元开始工作。

在自平衡车放置于负载单元上，且自平衡车开机并进入测试模式后，工作人员通过操作测试装置上的控制按钮触发测试装置的控制单元向执行单元发送第一指令，该第一指令用于指示执行单元开始工作。

步骤102，执行单元接收第一指令，向自平衡车施加第一作用力，以控制自平衡车倾斜。

以双轮自平衡车为例，执行单元接收第一指令后会向双轮自平衡车的控制杆施加第一作用力，使双轮自平衡车向前倾斜，以模拟人骑行在双轮自平衡车上时施加给双轮自平衡的使其向前倾斜的作用力。

以执行单元由气缸和固定架组成为例，固定架安装在测试装置的机架上，而气缸安装在固定架上。那么，步骤101的具体操作为：在自平衡车放置于负载单元上，且自平衡车开机并进入测试模式后，工作人员通过操作测试装置上的控制按钮触发测试装置的控制单元向气缸发送第一指令，该第一指令用于指示气缸开始工作；步骤102的具体操作为：气缸收到第一指令后开始工作，控制其活塞伸出，伸出的活塞顶住自平衡车的控制杆使整个自平衡车向前(即自平衡车的前进方向)倾斜，即伸出的活塞向自平衡车的控制杆施加了第一作用力，且在收到来自控制单元的控制气缸复位的指令之前，所述气缸的活塞一直顶住自平衡车的控制杆(即持续向自平衡车的控制杆施加第一作用力)。

自平衡车的控制杆受到所述第一作用力后，其车身会向前倾斜，整车重心前移，自平衡车会逐渐加速向前运动并达到一定车速；由于本发明实施例的测试是在负载单元上完成的，因此自平衡车的向前运动实际是在负载单元上的运动，自平衡车相对于地面是静止的。

步骤103，控制单元向负载单元发送第二指令，指示负载单元开始工作。

步骤104，负载单元接收第二指令，且基于第二指令施加相应大小的负载给自平衡车。

负载单元可以包括自平衡车承载机构和阻尼机构，自平衡车承载机构用于承载自平衡车，阻尼机构用于向自平衡车施加负载。那么，步骤103的具体操作为：控制单元向阻尼机构发送第二指令，指示阻尼机构向自平衡车施加负载；步骤104的具体操作为：阻尼机构收到第二指令，并基于第二指令施加相应大小的负载给自平衡车。通过阻尼机构向自平衡车施加负载，目的是模拟人在骑行自平衡车的过程中路面施加给自平衡车的阻力。

需要说明的是，本发明实施例二的测试方法中，步骤101～102与步骤103～104的执行先后没有严格要求，既可以步骤101～102在先执行，也可以步骤103～104在先执行，当然也可以步骤101～102与步骤103～104同时执行。

在一实施方式中，负载单元可以测量其用于承载自平衡车的轮轴的转速(可以由速度传感器来测量)，并将测量结果发送给控制单元，如图1中步骤105所示；

控制单元接收测量结果，根据测量结果计算获得自平衡车的行驶速度；

控制单元将计算获得的自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在自平衡车的行驶速度未落入第一速度区间时，向执行单元发出第三指令，控制执行单元解除施加于自平衡车的第一作用力，并向负载单元发出第四指令，控制负载单元解除施加于自平衡车的负载。

其中，第一速度区间为预先设置的自平衡车的合理或正常的行驶速度范围，即当自平衡车的速度在上述范围内时，表明自平衡车的行驶速度输出正常，当自平衡车的速度不在上述范围内时，表明自平衡车的行驶速度输出异常；或者，在一定时间段内自平衡车的速度未落入上述范围内的时间或频次达到一定阈值，即表明自平衡车的行驶速度输出异常，否则，表明自平衡车的行驶速度输出正常。

需要说明的是，控制单元可以是先向执行单元发出控制指令，控制执行单元解除施加于自平衡车的第一作用力，当施加于自平衡车上的第一作用力(即使自平衡车前倾的作用力)消失后，自平衡车通过自身的平衡调节功能能够自适应的调节自身的重心，并保持车的自平衡状态，自平衡车逐渐减速，最终在负载单元上停止车轮旋转；在自平衡车停止车轮旋转后，速度传感器能够检测到导向轮/从动轮的转速为零，从而通知控制单元，控制单元在获知转速为零时，向阻尼机构发出控制指令，控制阻尼机构解除施加于自平衡车的负载，即阻尼机构停止工作或暂停负载输出。

控制单元也可以同时向执行单元和阻尼机构发出控制指令，控制执行单元解除施加于自平衡车的第一作用力，同时控制阻尼机构解除施加于自平衡车的负载，随后，施加于自平衡车上的第一作用力消失，自平衡车通过自身的平衡调节功能能够自适应的调节自身的重心，并保持车的自平衡状态，自平衡车逐渐减速，最终在负载单元上停止车轮旋转。

在另一实施方式中，负载单元可以测量其用于承载自平衡车的轮轴的转速(可以由速度传感器来测量)，并将测量结果发送给控制单元；

控制单元接收测量结果，根据测量结果计算获得自平衡车的行驶速度；

控制单元记录自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度，将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断生成的速度变化曲线是否正常。

也就是说，本发明实施例也可以通过检测自平衡车在一段时间内的速度输出变化，来生成速度变化曲线(该曲线可以描述自平衡车的加速行驶过程和匀速行驶过程)，进而依此评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，评价依据可以是生成的速度变化曲线与预设的第一速度曲线(第一速度曲线为反映自平衡车正常行驶速度变化的曲线)之间的相似度，如果相似度在合理范围内，则评价结果为自平衡车的行驶速度输出正常，否则，评价结果为自平衡车的行驶速度输出异常。

对于以上实施方式，当评价结果为自平衡车的行驶速度输出正常时，可以将所述自平衡车认定为良品；当评价结果为自平衡车的行驶速度输出异常时，可以将所述自平衡车认定为次品。其中，自平衡车的行驶速度输出的正常与否可以在一定程度上反映自平衡车的电机、PCB板和内部程序的运行状况，当自平衡车的行驶速度输出正常时，可以认为其电机、PCB板和内部程序的运行状况良好；当自平衡车的行驶速度输出异常时，可以认为疑似其电机、PCB板和内部程序的运行状况不良，维修人员可以进一步检查其电机、PCB板和内部程序的运行状况，从而查明故障，进行有针对性的修理。

本发明实施例二，是通过执行单元模拟人骑行时给自平衡车施加的第一作用力，使进入测试模式的自平衡车在负载单元上模拟人骑行的行驶状态，实现了模拟人骑行自平衡车的自动化测试；通过速度传感器检测用于承载自平衡车的从动轮和/或导向轮的转速，依此获得自平衡车的行驶速度，并评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，从而判断自平衡车的电机、PCB板和内部程序是否存在运行异常的可能。本发明实施例二可通过调节执行单元能够实现调节自平衡车的不同倾角，从而获得自平衡车在不同倾角下的行驶速度输出的量化结果；本发明实施例二还可通过更换不同表面结构的导向轮(导向轮为负载单元中的组件)，来模拟不同的路面结构，从而获得自平衡车在不同路面结构下的行驶速度输出的量化结果；本发明实施例二还可通过调节阻尼机构的负载输出，来模拟不同的路面阻力，从而获得自平衡车在不同路面阻力下的行驶速度输出的量化结果。通过以上量化结果，能够用来综合评价自平衡车的性能优劣，进而实现良品、次品的筛选。

下面结合一些测试装置的具体结构实例，进一步详细介绍几种测试装置及其工作过程；后续实施例中均以对双轮自平衡车的测试为例进行说明，本领域技术人员应当明白，本发明实施例并非仅适用于对双轮自平衡车的测试，也可适用于对单轮、多轮自平衡车的测试，实际应用中只需在负载单元的结构、以及执行单元的安装位置上做一些适应性的调整即可。

实施例三

参见图2和图4，图2为反映一种测试装置的结构关系的示意图，图4为图2所反映的测试装置的实际产品结构示意图。所示的测试装置主要包括：机架10、控制单元20、负载单元和执行单元。其中，控制单元20设置于机架10的操作台上，控制单元20上可以设有各种控制按钮，如电源开关、启动按钮、停止按钮、复位按钮等，电源开关用于开启或关闭测试装置的供电，启动按钮为启动执行单元的按钮，停止按钮为控制执行单元回位的按钮，复位按钮为控制测试装置复位(如处于待机状态)的按钮。

负载单元由自平衡车承载机构和阻尼机构组成。自平衡车承载机构包括两个导向轮30、一个导向轮轴31、两个从动轮40和一个从动轮轴41，两个导向轮30分别安装在导向轮轴31的两端，且两个导向轮30之间的距离与双轮自平衡车01两轮的间距相适应，使双轮自平衡车01的两轮对应的放置在两个导向轮30上，导向轮轴31通过第一固定件固定在机架10上；两个从动轮40分别安装在从动轮轴41的两端，且两个从动轮40之间的距离与双轮自平衡车两轮的间距相适应，使双轮自平衡车的两轮对应的放置在两个从动轮40上，从动轮轴41通过第二固定件固定在机架10上。阻尼机构包括阻尼器70、第一传送轮、第二传送轮和传送带，阻尼器70固定在机架10上，第一传送轮设置于从动轮轴41上，第二传送轮设置于阻尼器70的输出转轴上，传送带绕在第一传送轮和第二传送轮上；这样，阻尼器70根据控制单元20输出的控制指令执行相应大小的负载输出，其负载输出通过第二传送轮、传送带、第一传送轮施加到从动轮轴41上，再由从动轮轴41施加给从动轮40，从动轮40施加给放置于其上的自平衡车的车轮。其中，控制单元20可以通过改变施加在阻尼器70上的电压大小的变化，来达到改变阻尼器70输出负载的目的，施加给阻尼器70上的电压越大，阻尼器70的输出负载越大；施加给阻尼器70上的电压越小，阻尼器70的输出负载越小。

作为第一传送轮、第二传送轮和传送带这种传送方式的替代，也可以将阻尼器70的输出转轴同轴的连接从动轮轴41，这样，阻尼器70的输出负载同轴的传递给从动轮轴41，从而能够简化传送结构；参见图3所示的装置结构示意图，其与图2所示的装置结构相比，图3所示的装置省去了第一传送轮、第二传送轮和传送带的结构，而是用阻尼器70的输出转轴同轴的连接从动轮轴41(图中未示出)来代替之。

执行单元包括固定架50和气缸60，固定架50安装在机架10上(如安装在机架10的操作台底部)，气缸60设置在固定架50上，也就是说，通过固定架50实现气缸60在机架10上的安装；气缸60连接控制单元20，气缸60受控于控制单元20向放置于负载单元上的自平衡车施加或解除第一作用力，以控制自平衡车的倾角变化。气缸60与固定架50之间的安装位置可调，不同的安装位置能让气缸60伸出固定架50的长度不同，这样的目的在于，在气缸60的推进行程固定的情况下，通过不同的安装位置来改变气缸60伸出固定架50的长度，从而能够实现自平衡车的多倾角变化，能够分别完成自平衡车在不同倾角下的运行状况测试，气缸60伸出固定架50的长度越长，能够使自平衡车的倾角越大。

另外，在导向轮轴31和/或从动轮轴41的至少一端可以加设速度传感器(图中未示出)，且速度传感器连接控制单元20；速度传感器用于测量其所连接的导向轮轴31和/或从动轮轴41的转速，并将测量结果发送给控制单元20；这样，控制单元20接收速度传感器发送的测量结果后，能够根据测量结果计算获得自平衡车的行驶速度，计算方法前面已经详细介绍，此处不再赘述。对自平衡车的速度测量结果能够用来评价自平衡车的行驶速度输出是否正常，从而在一定程度上反映自平衡车的电机、PCB板和内部程序的运行状况是否良好。

另外，导向轮30与导向轮轴31之间为可拆卸的连接，以支持更换不同表面结构的导向轮30，来模拟不同的路面结构，从而完成自平衡车在不同路面结构下的行驶状况测试，综合考虑自平衡车在各种路面结构下的运行状况。

在具体测试过程中，可以通过改变气缸60与固定架50之间的安装位置，以使气缸50伸出固定架50的长度可以为多种不同取值，从而能够使自平衡车达到多种不同倾角；在不同倾角下分别完成测试项目，能够获得自平衡车在不同倾角下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

在具体测试过程中，也可以通过更换不同表面结构的导向轮，来模拟不同的路面结构；在不同表面结构的导向轮下分别完成测试项目，获得自平衡车在不同路面结构下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

在具体测试过程中，还可以通过调节阻尼器70的负载输出，来模拟不同的路面阻力，从而获得自平衡车在不同路面阻力下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

另外，本发明实施例中的控制单元20与负载单元、执行单元之间的控制连接既可以采用有线连接，也可以采用无线连接，具体根据实际需要进行选择，本发明实施例不做限制。

实施例四

再结合图2和图4，由本发明实施例三的测试装置实现的一种测试过程，描述如下：

步骤1，工作人员将开机并进入测试模式下的自平衡车01放置到负载单元的导向轮30和从动轮40上，自平衡车被放置到导向轮30和从动轮40上以后，由于自平衡车的自平衡功能，其能在导向轮30和从动轮40上自适应的保持平衡。

步骤2，工作人员通过操作测试装置上的控制按钮触发测试装置的控制单元20向气缸60发送第一指令，该第一指令用于指示气缸60开始工作；

气缸60收到第一指令后开始工作，控制其活塞伸出，伸出的活塞顶住自平衡车的控制杆(即向自平衡车的控制杆施加第一作用力)使整个自平衡车向前倾斜，自平衡车的重心随即前移，且在收到来自控制单元20的指示控制气缸60复位的指令之前，气缸60的活塞一直顶住自平衡车的控制杆，即第一作用力一直保持。

步骤3，自平衡车发生向前倾斜时，整车重心前移，自平衡车会逐渐加速向前运动并达到一定车速，随后以较稳定的车速行驶，在自平衡车运动过程中，由于其自平衡功能，自平衡车能始终保持车身平衡。由于自平衡车是放置在导向轮30和从动轮40上的，他们之间存在摩擦，因此，自平衡车的车轮转动时，导向轮30和从动轮40随之转动。

步骤4，工作人员通过操作测试装置上的控制按钮触发控制单元20给阻尼器70施加第一电压，阻尼器70根据加载的第一电压会输出相应大小的阻尼负载，该阻尼负载会通过阻尼器70的输出转轴、第二传送轮、传送带、第一传送轮、从动轮轴41施加到从动轮40上，使从动轮40向自平衡车的车轮施加阻力(即模拟人在骑行自平衡车的过程中路面施加给自平衡车的阻力)。

步骤5，在自平衡车的运动过程中，连接导向轮30的速度传感器测量导向轮轴31的转速，并将测量结果发送给控制单元20；控制单元20接收测量结果，并根据测量结果计算得到自平衡车的行驶速度。

控制单元20可以将计算得到的自平衡车的行驶速度与预设的第一速度区间(自平衡车的合理速度区间)进行比较，如果自平衡车的行驶速度落入第一速度区间，则认为自平衡车的速度输出正常，否则认为自平衡车的速度输出存在异常；当认为存在异常时，控制单元20向气缸60发出第三指令，气缸60收到第三指令后随即复位，解除施加于自平衡车控制杆的第一作用力，控制单元20还可向阻尼器70发出第四指令(解除施加在阻尼器70上的电压)，阻尼器70收到第四指令后随即暂停或停止工作(即无阻尼负载输出)。

控制单元20也可以进行时间设定，统计自平衡车在一段时间内的行驶速度变化，并依此生成速度变化曲线(可以包括描述自平衡车从加速到)；将生成的速度变化曲线与已知的第一速度曲线(第一速度曲线为反映自平衡车正常行驶速度变化的曲线)进行比较，计算两者之间的相似度，如果计算所得相似度与预设的相似度阈值之间的差值小于预设的误差值，则认为自平衡车的行驶速度输出正常，否则认为自平衡车的行驶速度输出异常。在测试达到设定的时间时，控制单元20向气缸60发出第三指令，气缸60收到第三指令后随即复位，解除施加于自平衡车控制杆的第一作用力，控制单元20还可向阻尼器70发出第四指令(解除施加在阻尼器70上的电压)，阻尼器70收到第四指令后随即暂停或停止工作(即无阻尼负载输出)。

另外，当施加于自平衡车上的第一作用力(即使自平衡车前倾的作用力)消失后，自平衡车通过自身的平衡调节功能能够自适应的调节自身的重心，并保持车的自平衡状态，自平衡车逐渐减速，最终在负载单元的导向轮30和从动轮40上停止车轮旋转。

根据以上测试的结果，当评价结果为自平衡车的行驶速度输出正常时，可以将所述自平衡车认定为良品；当评价结果为自平衡车的行驶速度输出异常时，可以将所述自平衡车认定为次品。其中，自平衡车的行驶速度输出的正常与否可以在一定程度上反映自平衡车的电机、PCB板和内部程序的运行状况，当自平衡车的行驶速度输出正常时，可以认为其电机、PCB板和内部程序的运行状况良好；当自平衡车的行驶速度输出异常时，可以认为疑似其电机、PCB板和内部程序的运行状况不良，维修人员可以进一步检查其电机、PCB板和内部程序的运行状况，从而查明故障，进行有针对性的修理。

需要说明的是，在具体测试过程中，可以通过改变气缸60与固定架50之间的安装位置，以使气缸50伸出固定架50的长度可以为多种不同取值，从而能够使自平衡车达到多种不同倾角；在不同倾角下分别执行前述步骤1-5，能够获得自平衡车在不同倾角下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

在具体测试过程中，也可以通过更换不同表面结构的导向轮，来模拟不同的路面结构；在不同表面结构的导向轮下分别执行前述步骤1-5，获得自平衡车在不同路面结构下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

在具体测试过程中，还可以通过调节阻尼器70的负载输出，来模拟不同的路面阻力，从而获得自平衡车在不同路面阻力下的行驶速度输出的量化结果，从而能够评价自平衡车在不同倾角下的运行状况是否正常。

通过以上获得的各种不同情形下的量化结果，能够用来综合评价自平衡车的性能优劣，进而实现良品、次品的筛选。

综上所述，由于现有技术中针对每一辆自平衡车的测试，都需要测试人员真实的骑行一定里程来完成，这样不仅检测成本高，而且无法对人骑行过程中的数据进行量化，无法获得有效的检测数据。而本发明实施例提供的测试装置和方法，能够模拟测试人员在路面的骑行场景，而不再需要测试人员的参与，节省了人力成本；另外，本发明实施例的车辆倾角、阻尼负载、行驶速度输出、测试时间等等都能够实现量化，从而能够更加直观的反映自平衡车在各种不同的外部条件和车身姿态下的运行状况，获得更加准确有效的测试结果。通过获得的各种不同情形下的量化测试结果，能够用来综合评价自平衡车的性能优劣，进而实现良品、次品的筛选。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和电子设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种自平衡车的测试装置，包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，所述负载单元设置于所述机架上的第一位置，所述控制单元连接所述执行单元；

所述控制单元用于控制所述执行单元工作；

所述负载单元用于承载待测的自平衡车，并给所述自平衡车施加负载；

所述执行单元用于在所述控制单元的控制下，向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡车的倾角变化；其中，所述执行单元包括：固定架和第一推进机构，所述固定架设置于所述机架的第二位置，所述第一推进机构设置于所述固定架上，且所述第一推进机构连接所述控制单元，所述第一推进机构受控于所述控制单元向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡的倾角变化；所述第一推进机构与所述固定架之间为不可调节的连接方式，选择行程形成大小不一的第一推进机构来适应不同的倾角要求；

所述负载单元包括：自平衡车承载机构和阻尼机构，所述自平衡车承载机构包括导向轮、从动轮、导向轮轴和从动轮轴，所述导向轮固定于所述导向轮轴上，所述从动轮固定于所述从动轮轴上，所述导向轮轴通过第一固定件固定在所述机架上，所述从动轮轴通过第二固定件固定在所述机架上；所述阻尼机构的输出转轴连接所述从动轮轴，所述阻尼机构连接所述控制单元，所述阻尼机构用于根据所述控制单元输出的控制指令执行相应大小的负载输出，使所述阻尼机构输出的负载通过所述从动轮轴施加到所述从动轮上；

还包括一种测试模式，在该测试模式下自平衡车未检测到人站立在其踏板上时、或者无需检测是否有人站立在其踏板上，也会在受到所述第一作用力时加速向前行驶，以实现自平衡车启动并进入该测试模式后能够完成模拟人骑行的各项测试；另外，在测试模式下，自平衡车能够始终保持车的自平衡功能开启，不会自动关机。

2.根据权利要求1所述自平衡车的测试装置，其特征在于，所述负载单元还包括速度传感器，设置于导向轮轴和/或从动轮轴的至少一端，且所述速度传感器连接所述控制单元；

所述速度传感器用于测量所述导向轮轴和/或从动轮轴的转速，并将测量结果发送给所述控制单元；所述控制单元用于接收所述速度传感器发送的测量结果，根据所述测量结果计算获得所述自平衡车的行驶速度。

3.根据权利要求2所述自平衡车的测试装置，其特征在于，所述控制单元还用于，将所述计算获得的自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在所述自平衡车的行驶速度未落入所述第一速度区间时，向所述第一推进机构发出控制指令，控制所述第一推进机构解除施加于所述自平衡车的第一作用力，并向所述阻尼机构发出控制指令，控制所述阻尼机构解除施加于所述自平衡车的负载。

4.根据权利要求2所述自平衡车的测试装置，其特征在于，所述控制单元还用于，

记录所述自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算所述生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度；

将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断所述生成的速度变化曲线是否正常。

5.根据权利要求1所述自平衡车的测试装置，其特征在于，所述导向轮与所述导向轮轴之间为可拆卸的连接，以支持更换不同表面结构的所述导向轮。

6.一种自平衡车的测试方法，应用于自平衡车的测试装置，所述测试装置包括：机架、控制单元、负载单元和执行单元，所述负载单元设置于所述机架上的第一位置，所述控制单元连接所述执行单元和负载单元；所述执行单元包括：固定架和第一推进机构，所述固定架设置于所述机架的第二位置，所述第一推进机构设置于所述固定架上，且所述第一推进机构连接所述控制单元，所述第一推进机构与所述固定架之间为不可调节的连接方式，选择采用行程大小不一的第一推进机构来适应不同的倾角要求，所述测试方法包括：

所述控制单元向所述执行单元发送第一指令，指示所述执行单元开始工作；

所述执行单元接收所述第一指令，向所述自平衡车施加或解除第一作用力，以控制所述自平衡车的倾角变化；

所述控制单元向所述负载单元发送第二指令，指示所述负载单元开始工作；

所述负载单元接收所述第二指令，且基于所述第二指令施加相应大小的负载给所述自平衡车；

所述负载单元测量其用于承载所述自平衡车的轮轴的转速，并将测量结果发送给所述控制单元；

所述控制单元接收所述测量结果，根据所述测量结果计算获得所述自平衡车的行驶速度；

所述控制单元将所述计算获得的自平衡车的行驶速度与第一速度区间进行比较，并在所述自平衡车的行驶速度未落入所述第一速度区间时，向所述执行单元发出第三指令，控制所述执行单元解除施加于所述自平衡车的第一作用力，并向所述负载单元发出第四指令，控制所述负载单元解除施加于所述自平衡车的负载；和/或，所述控制单元记录所述自平衡车在测试过程中的行驶速度变化，生成速度变化曲线，并计算所述生成的速度变化曲线与第一速度曲线的相似度，将计算所得相似度与相似度阈值或相似度阈值区间进行比较，以判断所述生成的速度变化曲线是否正常。