CN105667638A - 自平衡自行车 - Google Patents

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袁彬
魏国亮
秦琪
董团阳
潇洒
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University of Shanghai for Science and Technology
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62H—CYCLE STANDS; SUPPORTS OR HOLDERS FOR PARKING OR STORING CYCLES; APPLIANCES PREVENTING OR INDICATING UNAUTHORIZED USE OR THEFT OF CYCLES; LOCKS INTEGRAL WITH CYCLES; DEVICES FOR LEARNING TO RIDE CYCLES
    • B62H1/00—Supports or stands forming part of or attached to cycles
    • B62H1/10—Supports or stands forming part of or attached to cycles involving means providing for a stabilised ride

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)

Abstract

本发明涉及一种自平衡自行车，包括前轮、车架、后轮、传动装置，后轮与车架连接，并且后轮通过传动装置与车架中间的旋转轴连接，所述后轮通过连接轴连接自平衡装置，形成自平衡车轮；所述自平衡装置包括陀螺、直流无刷电机、主控制芯片以及可充电电池，陀螺具有对称结构；直流无刷电机连接陀螺，用于带动陀螺装置高速转动，使自行车保持平衡。本发明的自平衡自行车由一个陀螺结构的装置使其保持平衡，解决了自动驾驶自行车在控制中很难保持平衡的问题，同时可以辅助自行车初学者跟容易的学会骑自行车。

Description

自平衡自行车
技术领域
本发明涉及一种自平衡自行车，尤其是一种适合改装在自行车上的自平衡车轮，特别涉及一种依靠运动变化作平衡的自行车。
背景技术
随着社会的发展，城市的机动车越来越多，机动车产生的排放污染和道路拥挤成了重要问题，经历过兴起和淘汰的自行车又重新被人们所重视，自行车以其重量小、占用体积小、零耗能、零排放、使人能强身健体的各种功能受到很多热受家园、热爱生命的人们所青睐。自行车一般是以两轮自行车为主，两轮自行车为前后两轮的平面平行且成一直线，其实这样的方式是得不到平稳的，但两轮自行车之所以能行走时不摔下，是因为两轮自行车在行走的过程中两轮的触地点不断地变动位置，这种不断的变动也使自动车和人的总体重心也不断的变化，这种重心的变化由骑车人的感觉而即时控制车前轮的变动紧随而得以平衡，它的平衡对于初学者来说是难以控制的。自行车能实现自平衡对于初学者来说意义重大。
对于百度推出的百度自平衡自行车，是基于传感器探测自行车的横滚角，再根据自身的控制算法控制电机输出来前轮的方向来实现自行车的平衡。该自行车的缺点是使用昂贵惯导模块使得自平衡自行车价格很高，且不能在自行车静止的时候让其保持平衡。
发明内容
为了解决自动行驶自行车很难控制自行车平衡的问题，也为了方便初学者学习骑自行车，本发明提供一种平衡自行车，这种自行车使用陀螺结构控制自平衡，使其能在任何状态保持平衡，行走快速轻便，是最省力、安全的自行车。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自平衡自行车，包括前轮、车架、后轮、传动装置，后轮与车架连接，并且后轮通过传动装置与车架中间的旋转轴连接，所述后轮通过连接轴连接自平衡装置，形成自平衡车轮；所述自平衡装置包括陀螺、直流无刷电机、主控制芯片以及可充电电池，陀螺具有对称结构；直流无刷电机连接陀螺，用于带动陀螺装置高速转动，使自行车保持平衡。
所述主控芯片连接控制直流无刷电机，用于控制直流无刷电机的转速，主控芯片通过蓝牙模块与上位机通信连接，通过上位机给直流无刷电机不同的转速，用于自平衡装置提供不同的平衡力。
所述连接轴穿过自平衡装置后与后轮的车轴连接。
本发明的有益效果是：
本发明的自平衡自行车由一个陀螺结构的装置使其保持平衡，解决了自动驾驶自行车在控制中很难保持平衡的问题，同时可以辅助自行车初学者跟容易的学会骑自行车。
附图说明
图1为自平衡自行车整体结构示意图；
图2为陀螺结构的剖视图；
图3为陀螺结构的三维视图；
图4为自平衡控制装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种自平衡自行车，包括陀螺1、连接轴2、自平衡装置后外壳3、自平衡装置前外壳4、电池5、主控芯片6、直流无刷电机7、前轮8、制动装置9、手抓把10、车座11、车架12、后轮13、自平衡装置14、连接后轮的传动装置15。
后轮13通过传动装置与车架中间的旋转轴连接，手抓把与制动装置连接。自平衡车轮为带有自平衡装置14的自行车车轮。后轮13通过连接轴连接自平衡装置14，形成自平衡车轮。
如图2，3所示，自平衡车轮的自平衡装置14一部分，包括一个可以高速转动的陀螺1。陀螺1通过低阻尼轴承与连接轴连接，陀螺1的材料采用特殊合金材料，陀螺1自身采用对称的结构。连接轴穿过自平衡装置的另一部分，作为后轮13的车轴通过传动装置与旋转轴连接。
如图4所示，自平衡车轮的自平衡装置14的另一部分，其包括一个电机、一个主控芯片和一个电池。充电电池为电机和主控芯片提供电源。电机采用直流无刷电机；主控芯片可以驱动电机转动且可以通过低功耗蓝牙模块与上位机通信。
上位机通过蓝牙与主控芯片连接控制电机转速，电机带动陀螺高速转动，由高速陀螺的原理可以得知平衡装置可以使得自行车保持平衡。可以根据不同的需要通过上位机给电机不同的转速，让平衡装置提供不同的平衡力。
自平衡车轮内有可控的高速旋转的陀螺，高速旋转的陀螺可以让自行车保持平衡不倒；自平衡车轮内装有可充电电池来维持陀螺的高速旋转。

Claims (3)

1.一种自平衡自行车，包括前轮(8)、车架(12)、后轮(13)、传动装置(15)，后轮(13)与车架(12)连接，并且后轮(13)通过传动装置(15)与车架中间的旋转轴连接，其特征在于：所述后轮(13)通过连接轴连接自平衡装置(14)，形成自平衡车轮；所述自平衡装置(14)包括陀螺、直流无刷电机、主控制芯片以及可充电电池，陀螺具有对称结构；直流无刷电机连接陀螺，用于带动陀螺装置高速转动，使自行车保持平衡。
2.根据权利要求1所述的自平衡自行车，其特征在于：所述主控芯片连接控制直流无刷电机，用于控制直流无刷电机的转速，主控芯片通过蓝牙模块与上位机通信连接，通过上位机给直流无刷电机不同的转速，用于自平衡装置(14)提供不同的平衡力。
3.根据权利要求1所述的自平衡自行车，其特征在于：所述连接轴穿过自平衡装置(14)后与后轮(13)的车轴连接。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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Application publication date: 20160615

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication