CN106080886A - 一种电机外置式自平衡双轮电动车 - Google Patents

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Abstract

一种电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制系统、电机、底座、把手，其特征在于所述电机外置式为两个电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制系统及电池设置于底座内，把手直接或间接机械连接于底座上，该电机外置式自平衡双轮电动车有一套车稳定运行控制方法：电动车转向装置未转动，单个电机运行受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小给予受阻电机适当补偿量，或者给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，或者仅给予另一电机限制量，从而使车体回到稳定运行状态。

Description

一种电机外置式自平衡双轮电动车
技术领域
本发明涉及一种电机外置式自平衡双轮电动车，属于交通工具技术领域。
背景技术
当今社会经济不断发展，交通工具日益增多，面临越来越拥挤的城市道路，路面资源与汽车数量的剧增之间的矛盾日益尖锐，对有着13亿多人口的中国，让城市道路来适应我们的交通工具已经不太现实了，只有让我们的交通工具来适应我们的道路才是出路，同时全球变暖、臭氧层空洞、海平面上升等一系列环境问题困扰着我们，而导致这种状况的重要元凶之一便是汽车尾气排放。所以我们需要一种节能、环保又能鱼贯于拥挤人群的交通工具，来解决这些日益尖锐的矛盾。
目前市场上开始流传的自平衡电动车，也被称作为思维车，利用锂电池作为动力电源，环保又节能，或许将是我们新一代的交通工具，其运行原理主要基于一种“动态稳定”，通过电动车本身自动平衡能力来维持车体在运行方向上的平衡，一般在车体内部设置陀螺仪即体感平衡系统，通过体感平衡系统来感知车体实时状况，把信息传递给信息处理系统，经信息处理系统对感知的信息处理后运算出适当的指令传递给电机，控制电机来实现车体运行的平衡状态，所以驾驶者可通过重心位移来直接控制车体的加减速实现运行平衡。目前市场上的双轮自平衡车底座偏大，路面通过性差，不利于携带，组装繁琐，操控性不佳，骑行时舒适度不高，遇路面障碍或其他突发障碍无自动修复调节系统。
发明内容
本发明公开了一种电机外置式自平衡双轮电动车，由车轮、电池、控制系统、电机、底座、把手等组成，所述电机外置式为两个电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，把原本应该设置于底座的电机从底座中拿出，分设于底座左右两边的车轮内部，节约了底座内部空间，提升了车体底盘高度，使车子通过性更好，由于把电机分设于车轮内部，虽然车体底盘提高，但车子重心不高，电机分设于底座左右两边车轮，把整车重量往外分设，可有效提高车体整体的稳定性。同时两电机设置于外部可提高电机在运行时散热速度。两个车轮分别有自己独立的轴，两轴不相连，独立设置，所述的轴为单边轴，单边轴为仅从车轮的一边穿出，另一边不从车轮内穿出，通过穿出的一边轴使车轮外界机械连接，本发明中的车轮通过各自的单边轴机械固定于底座上，轴与轴之间分开单独设置，两轮有各自的轴并且有各自的电机，使得本电动车运行更为灵活，两轮同速是通过同一个控制系统控制，把手左右方向控制车子两轮差速来控制车子左右方向运行，车子在前后方向上通过陀螺仪感知骑行人员与车体组成的一个整体的重心前后方向上的偏移控制车子前后方向上的运行，重心前移时车子往前运行，重心后移时车子往后运行，车子在往前运行时，重心后移时车子可经历减速、停止、后退过程，当重心不偏移时车子停止，车子在往后运行时，重心前移时车子可经历减速、停止、往前运行的过程；当骑行人员对把手前后方向上有施力时，人体对把手前后方向施力与车子和骑行人员整体重力的力的综合控制车子前后方向上的运行。控制系统及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上。电池设置于底座的最下面并远离把手端，与把手之间杠杆原理，平衡车子前后方向上一部分重量，提高车身稳定性。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其分设于车轮内部的两个电机优选为轮毂电机，车轮内部重量分部更为均匀，结合轮毂电机自身优势，是我们的电机外置式自平衡双轮电动车运行更稳定。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，轴与底座之间通过固定部件法兰螺母固定，法兰螺母的垫片和螺母是一体式的，而且在法兰面有防滑的齿纹，这样增大了螺母与工件的面积接触，相比普通螺母加垫圈的组合，更加牢固且拉力更大。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，固定轴与底座的固定部件除了法兰螺母，进一步包括：月牙片、调整钢片、轴套，轴套为相对底座，更为质硬的材料制备而成，通过压铸的方式把底座压铸于轴套上，使轴套与底座连成一体式，轴安装在轴套内，因轴套为硬质材料构成，不会用轴所承受的力而产生形变，为使轴与底座更为牢固连接，轴尾端通过月牙片、调整钢片及法兰螺母进一步固定于底座上。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，固定轴与底座的固定部件中月牙件作为轴套与法兰螺母之间的缓冲，有效提高法兰螺母的紧固力度。法兰螺母一般选择使用刚性材料，最好经过淬火加硬处理。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，固定轴与底座的固定部件中月牙件为两个，月牙件凹陷部位对扣于轴上，并设置于法兰螺母与轴套之间，月牙件与底座之间垫有调整钢片。一方面因底座表面并不光滑，采用钢片，可利用钢片作为媒介，降低月牙件与底座之间摩擦力，钢片起到润滑件的作用，便于法兰螺母旋入，另一方面根据月牙件与底座之间的间隙选择适宜厚度的钢片来减少间隙，以此提高整体紧固性。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车的固定轴与底座的固定部件中的月牙件凹陷部位对面为斜面，近车轮处向轴倾斜，对应底座上的螺丝孔的面也为一个倾斜面，法兰螺母顶着月牙件往近轮处旋入使，由于螺丝孔的面是斜面，孔越来越小，调整钢片垫于月牙件与底座之间，对应的底座面与月牙件相对应倾斜，近车轮处向轴倾斜，所以在不断的旋入过程中法兰螺母与月牙件之间，月牙件与轴之间，月牙件与调整钢片之间，调整钢片与底座之间接触越来越紧密。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车的固定轴与底座的固定部件中的法兰螺母后面的轴上紧挨法兰螺母处带有孔，固定部件进一步包括开口销，开口销设置于轴上的孔内。开口销用于限制法兰螺母旋出。对轴上进一步加设开口销，用于对法兰螺母紧固，防止法兰螺母有松动，可有效阻止法兰螺母外旋。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车的固定轴与底座的固定部件中的轴套，是底座通过压铸固定于轴套上，选用材质比底座更为坚硬的轴套作为轴与底座之间的媒介，提高车体整体的承重力度。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车的固定轴与底座的固定部件中的轴套，是通过压铸的方式与底座连接，底座通过压铸固定于轴套，轴套外表面与底座贴合接触，轴套的外表面粗糙或在表面设有凹陷部位，可有效提高与底座之间的结合力，通过对轴套表面粗糙或凹陷处理这样压铸在其表面上底座在水平方向两者之间如果剥离，其需要的剥离力更大，使轴套与底座固定的更为牢固，有效防止轴套与底座脱落。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车的固定轴与底座的固定部件中的轴套，轴套内孔两端直径不等，近车轮端的内孔直径大于远车轮端，两端上的连线与水平面之间的夹角优选为1°-3°之间。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，所述车轮的单边轴，固定于车轮的电机支架中心，从电机支架中心穿过，用于固定单边轴的电机支架中心的孔径小于单边轴的直径，单边轴压入电机支架孔内。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，所述电机支架的孔径的最大极限尺寸减单边轴固定入电机支架孔内的轴的最小极限尺寸所得的差值为过盈Ymin，是孔与轴配合的最松弛状态；电机支架的孔径的最小极限尺寸减单边轴固定入电机支架孔内的轴的最大极限尺寸所得的差值为过盈Ymax，是孔与轴配合的最紧密状态, Ymin≤-0.01mm，Ymax≥-0.5㎜，Ymin≥Ymax。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，所述车轮的单边轴，固定于车轮的电机支架中心，支架中心上与轴对应部位上有孔相通，孔中插有销子。销子插入孔中，使轴与支架进一步固定在左右方向上没有任何位移。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，车轮两边进一步包含车轮边盖，车轮边盖通过轴承与轴机械连接，车轮边盖与轴承，轴承与轴之间均为过盈配合连接，通过外力压合。通过压合方式把轴承压入车轮边盖、轴压入轴承，相对其他工艺其更为简便，并且简化了结构，外观更美观。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，包括两个开启系统，分别为电源开关系统及电动车运行启动关闭系统。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，电源开关系统及电动车运行启动关闭系统，当电源开关系统开启后，根据电动车对人体的感知后再进入运行启动系统。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，包括两个开启装置，分别为电源开关装置及电动车运行启动关闭装置。当电源开关装置开启后，根据电动车对人体的感知后再进入运行启动装置。目前市场上的自平衡电动车的运行开关设置于把手上，在开启前电动车的平衡系统未得到运行，车子处于不平衡状态，骑行人员不能站立在车子上，骑行人员的一般站在车子旁边开启把手上的开关，并且会对把手一个力的作用，当把手受力给车子一个前后方向或左右方向运行的指令，车子开始运动，因此时的运动未受骑行人员意识控制，很可能会撞到骑行人员，或这此时骑行人员与车子之间作相对运动，骑行人员想站上运动中的车子，有一定难度，并有很大的危险性，为降低危险性，其中电动车运行开启关闭装置设置于底座内，通过人体站立或离开底座来进行启动或关闭电动车的运行装置。人体站立于底座上后，电动车运行开启装置检测到人体后，自动进入运行状态，通过对人体重心位移的感知来提供给车体运行的信号，当人体重心前移时，车体开始向前运动，当人体重心后移时车体减速或停止或后退。人体与车体可同步运行，提高了安全性。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，所述的开启关闭装置包括：信号感应装置、弹性件、信号感应隔断件，其中信号感应装置设置于脚踏板下面的双轮自平衡电动车底座内，弹性件设置于信号感应装置上面，正对信号感应装置，信号感应隔断件与弹性件固定连接，固定于弹性件下面，与信号感应装置感应信号传输垂直对应。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中信号感应装置包括：线路板、光信号发射件、光信号接收件、信号传输接口、限流电阻、滤波电容、负载电阻，均安装于线路板上。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中传递给光信号发射件的电源经滤波电容过滤过滤掉电源杂质的干扰、限流电阻限流后，光信号发射件以光的形式把感应信号发射给光信号接收器，由光信号接收器把光信号转变成电流信号，经负载电阻转变成电压信号传递给信号传输接口，传递给双轮自平衡电动车的控制器，控制器接收到电压信号双轮自平衡电动车运行处于关闭状态。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的信号感应装置设置于双轮自平衡电动车的底座内，底座上的脚踏板设有小孔，小孔对应于信号感应装置感应信号传输的上方，弹性件突出的设置于脚踏板小孔上，弹性件上的信号感应隔断件从小孔穿入，当弹性件受外力作用，发生向下形变时信号感应隔断件阻断信号感应装置的感应信号。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中信号感应隔断件阻断信号感应装置的感应信号，光信号发射件所发射的光信号不能传递给接受光信号接收器，双轮自平衡电动车的控制器接收不到从信号感应装置发射过来的电压信号，双轮自平衡电动车运行处于开启状态。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中弹性件密封固定于脚踏板上。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述脚踏板的弹性件上面进一步包含脚垫，脚垫未受向下的压力，即骑行人员脚部未踩在脚垫上时，脚垫与弹性件无相互力的作用，或之间的相互力不能使弹性件产生形变，感应信号未受阻断，双轮自平衡电动车运行处于关闭状态。当骑行人员脚部踩在脚垫上时，脚垫与弹性件之间的相互力使弹性件产生形变，感应信号受阻断，双轮自平衡电动车运行处于开启状态。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，每辆电机外置式自平衡双轮电动车，包含一个或几个双轮自平衡电动车运行开启关闭装置，其中至少有一个信号感应装置的信号感应被信号感应隔断件阻断，双轮自平衡电动车进入运行开启状态。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中底座与把手之间设置有弹性复位机构，包括定子、转子、弹性复位件，把手与转子直接或间接机械固定相连接，定子与底座直接或间接机械固定相连接，定子与转子之间通过弹性复位件弹性连接，当把手受外力发生位移时，带动转子做相同角度的位置偏移，当外力消失后，受弹性复位件回弹力的作用转子恢复原状态，同时带动把手恢复原状态。这里所说的定子、转子与电动机无关，定子仅指弹性复位机构中静止不动的部件，转子是指弹性复位机构中相对于定子转动的部件，转子以定子的轴心为轴心转动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中定子设置于转子内部；或者转子设置于定子内部。其特征在于弹性复位件填充于定子与转子之间间隙，定子与转子通过弹性复位件连成一个整体，转子受外力驱动相对初始位置转动，带动弹性复位件产生形变，当转子所受的外力驱动力减弱或消失后，弹性复位件通过其弹性复位力带动转子向初始位置运动或回到初始位置。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中定子与转子之间设置有限位部件，限制转子相对定子除转动外其他一切运动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中定子与转子之间通过弹性复位件弹性连接，所述的弹性复位件为橡胶件或硅胶件，为提高橡胶件与定子及转子固定力度，橡胶件注塑成型于定子与转子之间。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，为提高橡胶件的回弹并使骑行人员能利用最适宜的力度，更方便舒适的操控把手，相应硬度控制在55-65A，拉伸强度13-15MPa，伸长率600-650%，剥离强度7-8MPa，所述橡胶件成分包括生胶NR、炭黑N774、炭黑N330、环烷油、氧化锌、防老化剂MB、硬脂酸、RD、WB212、促进剂DM、促进剂CZ，各自占总质量比重50%-65%、15%-25%、7%-15%、3%-9%、1%-5%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.5%-1.2%。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，弹性复位机构中弹性复位件为橡胶件，其橡胶通过下述方式制备成：按总料质量10kg制备，生胶NR在开练机上在100℃±2℃下通过两个滚筒混炼5遍共计持续75秒-85秒，加入炭黑N774、炭黑N330、环烷油、氧化锌、防老化剂MB、硬脂酸、RD、WB212在110℃±2℃下混炼持续110秒-130秒，加入环烷油在120℃±2℃下混炼持续90秒-110秒，同时对表面进行清扫，清扫持续150秒-170秒，停放8小时以上，加入促进剂DM、促进剂CZ及硫磺在50℃-60℃下混炼持续75-85秒后通过滚筒压成薄片，完成橡胶制备。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，为提高定子、转子以及弹性复位件之间的被剥离所需的力度，定子、转子与弹性复位件接触的表面为粗糙表面或有凹陷的图形化表面。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中底座与把手之间设置的弹性复位机构进一步包括角度限位装置，限制转子在一定角度内转动，相对应可限制把手在该角度内运动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中限制转子在一定角度内转动的角度限位装置，包括限位盖、限位销，限位盖直接或间接与定子机械固定连接，限位盖上设有限位孔，限位销直接或间接与转子机械固定连接，转子转动带动限位销在限位盖上的限位孔内做一定角度内转动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中把手与转子之间通过把手座机械固定连接，限位销固定于把手座上，把手受外力作用转动带动把手座及把手座上的限位销转动，在转动过程中限位销受限位盖上限位孔限制，在一定角度内转动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中限制转子在一定角度内转动，即相应把手在该角度内转动，所述的一定角度优选为±30°之间，在这个角度内转动相对骑行人员操作比较舒适。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中底座与把手之间的弹性复位机构上进一步包含车体拐弯时把手位置变更的位置信息采集系统，捕捉把手位置变更的即时信息。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中位置信息采集系统包含信息捕捉以及信息处理传输装置、信息发射装置等组成。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中信息发射装置直接或间接固定设置于与把手直接或间接机械固定连接的转子上，信息捕捉以及信息处理传输装置直接或间接固定设置于与底座直接或间接机械固定连接的定子上，通过转子相对于定子转动，带动信息发射装置相对于信息捕捉以及信息处理传输装置转动，信息发射装置在转动的过程中因其相对信息捕捉及信息处理传输装置不同的位移发射不同的信号，信息捕捉及信息处理传输装置捕捉到不同信号后经处理后，把相应的信息传递给控制系统，经控制系统处理后把相应信息传递给电机，分别给两个车轮不同的驱动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中信息发射装置直接或间接固定设置于与底座直接或间接机械固定连接的定子上，信息捕捉以及信息处理传输装置直接或间接固定设置于与把手直接或间接机械固定连接的转子上，通过转子相对于定子转动，带动信息捕捉以及信息处理传输装置相对于信息发射装置转动，信息捕捉及信息处理传输装置在转动的过程中因其相对信息发射装置不同的位移接收到不同的信号，信息捕捉及信息处理传输装置捕捉到不同信号后经处理后，把相应的信息传递给控制系统，经控制系统处理后把相应信息传递给电机，分别给两个车轮不同的驱动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的信息发射装置为磁铁，所述的信息捕捉以及信息处理传输装置为线性霍尔传感器，线性霍尔传感器通过捕捉与其做相对运动的磁铁位置变化所致的磁场变化信息经处理后，把相应的信息传递给控制系统，经控制系统处理后把相应信息传递给电机，分别给两个车轮不同的驱动。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的磁铁为一对磁铁，成中心对称直接或间接机械固定于定子或转子上，中心点为转子旋转中心，在两磁铁中心点对应处固定线性霍尔传感器。
为提高车子在转向时的平衡性，本发明另一方面公开了本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，因把手位移，线性霍尔传感器通过与磁铁相对转动角度的变化捕捉磁铁的磁场变化信息经处理后，把相应的信息传递给控制系统计算出两轮电机控制量，后把相应信息传递给电机，分别给两个车轮不同的驱动，使两个车轮产生速度差，从而实现转向。
本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，其中电机外置式自平衡双轮电动车转向时两车轮产生速度差的过程中加入车体前后方向上的运行速度作为车体整体运行的速度控制，控制系统检测把手转动的角度，同时根据车体当前前后方向上运行速度得到相应的比例系数，通过把手转动的角度乘以相应的比例系数计算出最终的电机综合控制量。
本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，其中进一步包括电机运行调整控制，控制系统捕捉到陀螺仪、加速计数据以及电机驱动数据，计算出当前车体运行方向及速度，同时根据弹性复位机构中的因转子转动线性霍尔传感器捕捉到的信息经过滤波，线性化处理，得到把手转动角度，根据此时的速度大小，计算出相应的比例系数，再用把手转动的角度乘以相应的比例系数，得到电机控制调整量。
本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，其中所述的自平衡双轮电动车进一步包括电机运行调整控制器，调整控制器捕捉到车体内陀螺仪、加速计数据以及电机驱动数据，计算出当前车体运行方向及速度，同时根据安装于自平衡双轮电动车转向装置上的霍尔传感器捕捉到的转向信息经过滤波，线性化处理，得到车体转向装置转动角度，根据此时的速度大小，计算出相应的比例系数，再用电机外置式自平衡双轮电动车转向装置转动的角度乘以相应的比例系数，得到电机控制调整量，控制器根据得到的电机控制调整量U传送给电机驱动控制系统，使两电机产生速度差，实现转向。
本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，其中电机实时转速v在不同区间时，电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法：k为转向装置转动角度的比例系数、Kp为速度比例系数(根据各电机的个体差异设定的速度比例系数)、VL为系数调整速度下限、VH为系数调整速度上限、v为电机实时转速、V为电机转速范围根据实际设定、U为电机控制调整量、θ为方向杆转动角度，当控制器检测到电机实时转速v≤系数调整速度下限VL时，U=θ* k，k= Kp* V/VL，此时转向装置转动角度的比例系数k固定并达到最大值，控制器仅以电机外置式自平衡双轮电动车转动的角度变化作为变量控制电机调整量，调整电机；当VH>v>VL时：U=θ* k，k=Kp* V/v；此时转向装置转动角度的比例系数k为变量根据电机实时转动速度线性变化，同时控制器以自平衡双轮电动车转动的角度与k的积，作控制电机调整量，调整电机；当v>VH时：U=θ* k，k= Kp* V/VH，此时转向装置转动角度的比例系数k固定并达到最小值，控制器仅以自平衡双轮电动车转动的角度变化作为变量控制电机调整量，调整电机。
本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法，其中所述的电机控制调整量，使两电机产生速度差，为控制器仅给非转向侧的车轮电机驱动量，此时电机控制调整量为电机驱动量；或控制器给非转向侧车轮电机驱动量，同时给转向侧车轮电机限制量，此时电机控制调整量为电机驱动量与电机限制量和；或控制其仅给转向侧的车轮电机限制量，此时电机控制调整量为电机限制量。当v≤VL优选仅给非转向侧的车轮电机驱动量，或者给转向侧车轮限制量（所述限制量可为电机的反向驱动量。）；当v>VH优选仅给转向侧车轮限制量。
本发明为提高骑行人员在直行时平衡性，本发明提供的电机外置式自平衡双轮电动车包含稳定运行控制方法，当电机外置式自平衡双轮电动车检测到车转向装置未转动，单个电机运行受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小给予受阻电机适当补偿量，或者给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，或者仅给予另一电机限制量，从而使车体回到稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其中电机最大运行驱动量为Umax，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当控制器检测到0＜U阻＜Umax-U原，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予受阻电机适当补偿量，使车体回到原稳定运行状态；或者，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，使车体回到稳定运行状态；或者，仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。优选仅给予受阻电机适当补偿量，使车体回到原稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，当0＜U阻＜Umax-U原，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予受阻电机适当补偿量，补偿量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于补偿系数K, 使车体回到原稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，电机最大运行驱动量为Umax，自平衡双轮电动车转向装置未转动，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当Umax＞U阻≥Umax-U原，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，使车体回到稳定运行状态；或者，仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，0＜U阻＜Umax-U原或Umax＞U阻≥Umax-U原，根据车体转向偏离预定值的大小，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，补偿量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于补偿系数K, 限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态；
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其中电机最大运行驱动量为Umax，电机外置式自平衡双轮电动车转向装置未转动，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当U阻≥Umax时仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，U阻≥Umax或0＜U阻＜Umax-U原或Umax＞U阻≥Umax-U原仅给予另一电机限制量，限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，所述的补偿或补偿与限制或限制，可以同时也能用于因电机特性相差较大而引起的非操作转向。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，可以进一步包括受阻解除检测器，当自平衡双轮电动车通过检测器检测到受阻解除，给控制器信号，控制器控制电机的补偿或限制或补偿与限制均即时取消，恢复到受阻前稳定运行状态。
本发明所述的电机外置式自平衡双轮电动车，为提高骑行人员骑行的平衡性，偏离测定及电机补偿、限制控制，以1-10毫秒作为一个检测周期。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中把手可为折叠式把手，把手包括上把手臂、下把手臂、上下把手之间的可折叠机构、手持部位。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的手持部位在两手柄之间设置有车体显示装置或、和车体控制装置。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的手持部位在两手柄之间设置的车体控制装置，包括车身蓝牙控制系统，车子远程升级控制系统、车子电源远程开关系统。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中上把手臂与下把手臂之间通过可折叠机构，可折叠式固定连接。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中可折叠机构包括折叠件、折叠限位固定件、密封件。其中所述的折叠件为铰链，包括上合页、下合页及连接上、下合页的转轴，上、下合页分别固定于上、下把手臂上。上、下把手臂通过铰链的开合实现连接或折叠。其中所述连接固定件为使上、下把手臂固定连接，包括搭扣挂钩、搭扣圈、搭扣壳、搭扣锁定装置，搭扣挂钩固定于其中一个把手臂上，搭扣圈、搭扣壳、搭扣锁定装置设置于另一个把手臂上，搭扣圈搭扣于搭扣挂钩上实现上、下把手臂固定连接，搭扣圈旋转式机械连接于搭扣壳上，搭扣锁定装置锁定搭扣壳。其中所述的搭扣壳包括搭扣下壳、搭扣上壳，搭扣下壳固定于把手上，搭扣上下壳通过搭扣转轴使搭扣上壳旋转连接与搭扣下壳上，搭扣圈旋转连接于搭扣上壳上，搭扣上壳打开时搭扣圈对应于搭扣挂钩位置，合上搭扣上壳，搭扣圈与搭扣挂钩固定连接，打开搭扣上壳时搭扣圈从搭扣挂钩上脱落。其中所述的搭扣壳锁定装置，包括：弹簧、搭扣锁片、搭扣锁挂钩，搭扣锁片设置于搭扣上壳上，弹簧设置于搭扣锁片上，搭扣锁挂钩设置于搭扣下壳上，通过搭扣锁挂钩勾住搭扣锁片，是搭扣上壳锁定与搭扣下壳上。其中搭扣锁片包括搭扣锁片按压部位、搭扣锁片孔、搭扣锁片角，两个弹簧上设置有两个弹簧，两弹簧平行设置，搭扣锁片横向插在搭扣上壳上，搭扣锁片按压部位在搭扣上壳一侧的壳体外，搭扣锁片角伸出搭扣上壳另一侧的壳体外，在搭扣上壳内的搭扣锁片角上设置有弹簧，弹簧一端抵住搭扣锁片角的始端，另一端抵住搭扣上壳内部侧壁，搭扣锁片孔上设置有限制搭扣锁片角完全进入搭扣上壳内的凸起，弹簧在搭扣壳锁定装置中最大拉伸时凸起抵住搭扣锁片按压部位搭扣上壳内侧，搭扣上壳关闭时，搭扣锁挂钩勾住搭扣锁片孔边缘上，搭扣锁片按压部位被按压时搭扣锁片孔发生位移，搭扣锁挂钩脱离搭扣锁片孔边缘，进入搭扣锁片孔，搭扣锁片按压部位被按压搭扣上壳可自由开关。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的密封件为弹性防水材料，密封固定于上、下把手臂的接口上，用于作为上、下把手臂之间的接口连接，使接口密封连接，有防水作用，同时弹性材料，可使骑行人员在颠簸路段上，手持部位有一定的弹性力回弹缓冲，可有效降低骑行人员手部颠簸感。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述的密封件为橡胶件或硅胶件，上面进一步包括有可通过传输线的线孔，用于通过连接手持部位在两手柄之间的车体显示装置或、和车体控制装置与底座内电源及控制系统的传输线。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中所述传输线设置在折叠管内，折叠管卡在线孔内，折叠管外壁与线孔形成密封，一方面可有效防止传输线裸露，另一方面折叠管可随上、下把手臂折叠而拉伸。上、下把手臂的折叠不会损坏传输线。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中上把手臂、下把手臂上分别设有凹槽，凹槽内进一步包含LED装饰灯，外面设置有透明硅胶把LED灯封装于凹槽内。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，为便于组装，其中把手上带有电源、信息传输控制接口端，与底座中延伸出来的电源及信息传输控制接口可插式连接。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中把手进一步包含把手底座，把手底座直接或间接连接于底座上，把手与把手底座之间电源及信息传输控制接口可插式连接，并把手与把手底座之间通过螺丝机械固定连接。
本发明所述的一种电机外置式自平衡双轮电动车，其中上把手臂与手持部位电性可插式连接，并用螺丝固定。
附图说明
本发明的附图是为了对本发明进一步说明，而非对发明范围的限制。
图1 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车示意图。
图2 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车车轮轴与车身连接机构示意图。
图3为本发明电机外置式自平衡双轮电动车车轮轴与车身连接机构剖面示意图。
图4 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车车轮轴与车轮之间的连接结构剖面示意图。
图5 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车车子运行开启关闭装置剖面示意图。
图6 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车弹性复位转向机构分解示意图。
图7 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车上下把手臂与可折叠机构拆分示意图。
图8 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车可折叠机构示意图。
图9 为本发明电机外置式自平衡双轮电动车折叠把手各组成部件之间的拆分示意图。
图10为本发明电机外置式自平衡双轮电动车转向控制方法及稳定运行控制方法流程图。
、把手，101、为上把手臂，102为铰链，103为把铰链固定在上下把手臂上的螺丝，104为密封件，105为搭扣壳，106为把搭扣壳固定在把手上的螺丝，107为下把手臂，108为搭扣锁定装置，109为搭扣圈，110为搭扣挂钩，111为把搭扣挂钩固定在把手臂上的螺丝,112为手持部位，113为手柄，114为电源及信息传输控制接口,115为把手底座，116为固定把手与把手底座的螺丝，117为手持部位与把手可插式部位，118为底座与把手可插式部位，119为把手与手持部位可插式部位，120为把手与底座可插式部位， 200、为车轮，201、为螺丝，202、为电机边盖，203、为电机支架，204、为轴承，205、为轴承套，206、为销子，207、为电机轴，208、为线位孔，209、为车身与轮毂电机之间的连接线，210、为轮毂,211、为磁钢片，301、开口销，300、为底座，303、为轴套，304、为车轮,305、为调整钢片，306为月牙片，307、为法兰螺母，308、为轴套表面凹槽,309、为车轮轴， 401、为脚踏板， 403为弹性件，404、为信号感应隔断件,405、光信号发射器，406、光信号接收器，407、信号传输接口，408、线路板，501、为定子，502、为定子与转子之间的限位部件，503、为限位盖,504、为固定限位盖的螺丝，505、为限位销，506、为把手座, 508、为把信息捕捉以及信息处理传输装置固定在定子上的螺丝，509、信息捕捉以及信息处理传输装置的底座，510、把定子固定于车身的螺丝,511、为弹性复位件，512、为转子。
采集计算电机外置式自平衡双轮电动车的车身姿态速度，转向装置的转动角度，当转向装置转动时，判断电机实时转速，根据v≤V；VH>v>VL时；v>VH三个不同的区间分别计算转向装置角度比例系数，算出电机控制调整量，将控制调整量发送给电机驱动部分；当转向装置未转动，车体转动时，计算电机控制调整量将控制调整量发送给电机驱动部分；当转向装置未转动，车体也转动时，保持现有稳定运行状态。
具体实施方式
本发明的实施例是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的发明范围限制。
实施例1。
电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制装置、电机、底座、把手，两个电机为轮毂电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制装置及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上，电动车车轮与底座固定连接结构中固定部件包括：法兰螺母、月牙片、调整钢片、轴套等，轴套材质比底座更为坚硬，轴套的外表面粗糙或在表面设有凹陷部位，轴套内孔两端直径不等，近车轮端的内孔直径大于远车轮端，两端上的连线与水平面之间的夹角优选为1°-3°之间，底座通过压铸固定于轴套上，其中的车轮轴与底座的固定部件中的月牙件凹陷部位对面为斜面，近车轮处向轴倾斜，对应底座上的螺丝孔的面也为一个倾斜面，法兰螺母顶着月牙件往近轮处旋入使，由于螺丝孔的面是斜面，孔越来越小，调整钢片垫于月牙件与底座之间，对应的底座面与月牙件相对应倾斜，近车轮处向轴倾斜，在不断的旋入过程中法兰螺母与月牙件之间，月牙件与轴之间，月牙件与调整钢片之间，调整钢片与底座之间接触越来越紧密。在车轮轴与底座的固定部件中的法兰螺母后面的轴上紧挨法兰螺母处带有孔，固定部件进一步包括开口销，开口销设置于轴上的孔内。开口销用于限制法兰螺母旋出。对轴上进一步加设开口销，用于对法兰螺母紧固，防止法兰螺母有松动，可有效阻止法兰螺母外旋。
实施例2
电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制装置、电机、底座、把手，两个电机为轮毂电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制装置及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上，自平衡双轮电动车轮毂电机电机轴与车轮电机支架孔径的差值为0.3mm,电机轴固定于车轮的电机支架中心，电机轴穿在电机支架的中心孔内，电机支架中心孔的直径小于电机轴的直径，电机轴压入电机支架孔内,车轮的电机轴上有孔，与固定电机轴的车轮的电机支架中心上的孔相通，孔中插入销子，车轮边盖通过轴承与轴机械连接，车轮边盖与轴承，轴承与轴之间均为过盈配合连接，轴承与车轮边盖孔径差值，轴与轴承孔径过盈差值均控制在0.3mm左右。电机轴上设置有底座与轮毂电机之间的连接线的线位孔，线位孔设置于电机轴与轴承的连接处，电机轴上线位孔的孔径＞底座与轮毂电机之间的连接线的外径，电机轴上线位孔的孔径≤3/2倍底座与轮毂电机之间的连接线的外径，电机轴上线位孔的长度＞轴承宽度+2倍底座与轮毂电机之间的连接线的直径，轴承设置在线位孔上，线位孔两端分别设置于轴承内外两侧。
实施例3
电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制装置、电机、底座、把手，两个电机为轮毂电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制装置及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上，车子包括双轮自平衡电动车运行开启关闭装置，由信号感应装置、弹性件、信号感应隔断件等组成的，信号感应装置设置于脚踏板下面的电机外置式自平衡双轮电动车底座内，弹性件设置于信号感应装置上面，正对信号感应装置，信号感应隔断件与弹性件固定连接，固定于弹性件下面，与信号感应装置感应信号传输垂直对应。信号感应装置设置于电机外置式自平衡双轮电动车的底座内，底座上的脚踏板设有小孔，小孔对应于信号感应装置感应信号传输的上方，弹性件突出的设置于脚踏板小孔上，弹性件上的信号感应隔断件从小孔穿入，当弹性件受外力作用，发生向下形变时信号感应隔断件阻断信号感应装置的感应信号。感应装置由线路板、光信号发射件、光信号接收件、信号传输接口、限流电阻、滤波电容、负载电阻等组成，均安装于线路板上。传递给光信号发射件的电源经滤波电容过滤、限流电阻限流后，光信号发射件以光的形式把感应信号发射给光信号接收器，由光信号接收器把光信号转变成电流信号，经负载电阻转变成电压信号传递给信号传输接口，传递给电机外置式自平衡双轮电动车的控制器，控制器接收到电压信号电机外置式自平衡双轮电动车运行处于关闭状态。当光信号发射件以光的形式把感应信号发射给光信号接收器过程中，信号被信号感应隔断件阻断，光信号接收器接收不到相应的信号，控制器接收不到相应的电压信号，电机外置式自平衡双轮电动车运行处于开启状态。
实施例4
电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制装置、电机、底座、把手，两个电机为轮毂电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制装置及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上，底座与把手之间设置有弹性复位组件，在弹性复位组件上设有把手位置变更信息采集装置，位置变更信息采集装置包含信息捕捉以及信息处理传输装置、信息发射装置。信息发射装置一对磁铁成中心对称直接设置于与把手直接机械固定连接的转子上，中心点为旋转中心，信息捕捉以及信息处理传输装置线性霍尔传感器设置于磁铁中心点对应处与底座直接机械固定连接的定子的定子盖上，通过转子相对于定子转动，带动信息发射装置相对于信息捕捉以及信息处理传输装置转动，信息发射装置在转动的过程中因其相对信息捕捉及信息处理传输装置不同的位移发射不同的信号，信息捕捉及信息处理传输装置捕捉到不同信号后经处理后，把相应的信息传递给控制装置，经控制装置处理后把相应信息传递给电机，分别给两个车轮不同的驱动。
实施例5
电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制装置、电机、底座、把手，两个电机为轮毂电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制装置及电池设置于底座内，把手机械连接于底座上，所述的把手为折叠式把手包括上把手臂、下把手臂、上下把手之间的可折叠机构、手持部位，上下把手通过可折叠机构可折叠式连接，可折叠机构包括折叠件、连接固定件、密封件。折叠件为铰链，包括上合页、下合页及连接上、下合页的转轴，上、下合页分别固定于上、下把手臂上。连接固定件使上、下把手臂固定连接，包括搭扣挂钩、搭扣圈、搭扣壳、搭扣锁定装置，搭扣挂钩固定于其中一个把手臂上，搭扣圈、搭扣壳、搭扣锁定装置设置于另一个把手臂上，搭扣圈搭扣于搭扣挂钩上实现上、下把手臂固定连接，搭扣圈旋转式机械连接于搭扣壳上，搭扣锁定装置锁定搭扣壳。密封件为橡胶件，密封固定于上、下把手臂的接口上。密封件为或硅胶件，上面进一步包括有可通过传输线的线孔。传输线设置在折叠管内，折叠管卡在线孔内，折叠管外壁与线孔形成密封。手持部位机械固定设置于上把手臂上，手持部位包括两手柄，以及设置在两手柄之间的车体显示装置或、和车体控制装置，车体控制装置包括车身蓝牙控制装置，车子远程升级控制装置、车子电源远程开关装置。上把手臂、下把手臂上分别设有凹槽，凹槽内进一步包含LED装饰灯，外面设置有透明硅胶把LED灯封装于凹槽内。把手上带有电源、信息传输控制接口端，把手进一步包含把手底座，把手底座接连接于电动车主体上，把手与把手底座之间电源及信息传输控制接口可插式连接，把手与把手底座之间再通过螺丝机械固定连接。

Claims (10)

1.一种电机外置式自平衡双轮电动车，包括车轮、电池、控制系统、电机、底座、把手，其特征在于所述电机外置式为两个电机分别外置于底座体两侧的两个车轮内部，两个车轮分别通过各自的单边轴机械固定于底座上，控制系统及电池设置于底座内，把手直接或间接机械连接于底座上，该电机外置式自平衡双轮电动车有一套车稳定运行控制方法：电动车转向装置未转动，单个电机运行受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小给予受阻电机适当补偿量，或者给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，或者仅给予另一电机限制量，从而使车体回到稳定运行状态。
2.根据权利要求1所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于所述控制器检测到车体发生转向为控制器在采集陀螺仪，加速计数据，霍尔传感器数据后，解算出当前车体姿态，得出当前车体处于转向状态，所述自平衡双轮电动车转向装置未转动，为自平衡双轮电动车转向装置上的霍尔传感器数据显示驾驶者未进行转向操作。
3.根据权利要求1或2所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于电机最大运行驱动量为Umax，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当0＜U阻＜Umax-U原：单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予受阻电机适当补偿量，使车体回到原稳定运行状态；或者，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，使车体回到稳定运行状态；或者，仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。
4.根据根据权利要求1或2所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予受阻电机适当补偿量，补偿量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于补偿系数K, 使车体回到原稳定运行状态。
5.根据权利要求1或2所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于电机最大运行驱动量为Umax，自平衡双轮电动车转向装置未转动，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当Umax＞U阻≥Umax-U原：单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，使车体回到稳定运行状态；或者，仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。
6.根据权利要求2、3、5任一项所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，给予受阻电机适当补偿量给予另一电机适当限制量，补偿量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于补偿系数K, 限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态。
7.根据权利要求1或2所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于电机最大运行驱动量为Umax，自平衡双轮电动车转向装置未转动，单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，受阻电机在受阻前瞬间驱动量为U原，受阻电机受阻的驱动量U阻，当U阻≥Umax时仅给予另一电机限制量，使车体回到稳定运行状态。
8.根据权利要求2所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予另一电机限制量，限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态。
9.根据权利要求3所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予另一电机限制量，限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态。
10.根据权利要求5所述的电机外置式自平衡双轮电动车，其特征在于单个电机受阻，控制器检测到车体发生转向，根据车体转向偏离预定值的大小，仅给予另一电机限制量，限制量为U等于车体偏离预定值转动的角度W乘于限制系数K,使车体回到稳定运行状态。
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