CN106184517A - 智能跟随全方位自平衡车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及独轮电动车，尤其是独轮前后自平衡的电动车。融合了机械陀螺仪的稳定性，使独轮车可以在静止状态下不依靠外力而不倒。本发明主要由内置了机械陀螺仪的一体化轮毂电机构成，车内还安装有超声波距离感应器、蓝牙定位器、无线控制器等设备。本发明可以根据使用者意愿，跟随使用者逛街、骑乘、探路、或牵引行李箱，极大提高独轮自平衡电动车的使用范围，方便了民众的出行效率。

Description

智能跟随全方位自平衡车
技术领域
本发明涉及电动独轮车，尤其是独轮前后自平衡的电动车。
背景技术
现有的普通独轮平衡车依然是沿用了2010年发明时的构造，采用的是电子陀螺仪对车体进行前后方向控制，现已过去多年，显然已经跟不上当前时代的技术创新。这种老式结构虽成熟，但是功能单一，没有充分结合当前科技水平，无法为民众提供更加便捷的服务。本发明融合当前无线电、机械、电子等先进技术，旨在开发一种全新的前后左右自平衡电动独轮车结构，达到丰富民众生活及休闲的目的。
发明内容
本发明的目的是克服现有普通独轮自平衡电动车功能单一及稳定性差的缺点，提供一种结合了机械式陀螺仪全方位稳定性及当代电子科技的智能跟踪系统的全新独轮自平衡电动车结构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：主要由轮子、控制车体前后及左右平衡的多轴机械式陀螺仪、一体化轮毂电机、智能控制模块、遥控器以及电池模块组成，可以让独轮车在没有外力辅助时仍可依靠轮毂内置的多轴机械式陀螺仪稳定车体，由智能控制模块根据使用者的命令控制车体的运动。
所述的轮子的内环壁或侧壁带有齿轮或其它传动结构。所述的一体化轮毂电机的本质是一个电机，外壳的轮状外壁带有齿轮或其它传动结构。所述的多轴机械陀螺仪内置至少一个水平放置的机械陀螺飞轮，及高转速电机以驱动陀螺飞轮。所述的智能控制模块内置超声波距离感应器、蓝牙定位器、无线电收发器、车体姿态控制器、警报器等。所述的遥控器内置无线电收发器与智能控制模块内的无线电收发器互联。所述的电池模块内置高性能电池为车体提供动力。
由于采用了上述方案，与现有常规独轮自平衡电动车相比，本发明的独轮车结构实现了以下功能：
1.一体化轮毂电机内置的多轴水平机械陀螺仪实现了车体的前后及左右的姿态稳定，可以自动独立平衡；
2.智能控制模块内置的无线电收发器可在车体自动独立平衡状态下，由使用者用遥控器远程遥控车体运动；
3.智能控制模块内置的超声波距离感应器和蓝牙定位器实现了车体自动避障及自动跟随标的物。
本发明的有益效果是：
作为普通独轮平衡车使用时，由于内置的多轴水平机械陀螺仪可以实现车体左右平衡的功能，使得本车平衡性更好，方便初学者的上手。在使用者不骑乘时，车体自带的蓝牙跟踪器与使用者手机蓝牙器相联可实现自动跟踪，使用者可通过手机控制跟踪与否和距离。车体的超声波距离感应器在跟踪使用者时可对障碍物自动感应避让增加安全性。如果使用者愿意，也可用遥控器对车体进行无线控制。
附图说明
图1为本发明45°侧视结构立体图；
图2为本发明正视结构示意图；
图3为本发明侧视结构示意图；
图4为本发明分解结构示意图；
图5为本发明内部的多轴机械陀螺仪结构示意图；
图6为本发明使用时示意图；
图中：平衡车轮子4.1 平衡车一体化轮毂电机4.2 多轴机械陀螺仪4.3 智能控制模块4.4 电池4.5 遥控器4.6
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述(但并不仅限于此实施例)：
本发明的主要构件如图4所示：此车主要包含有平衡车轮子4.1 平衡车一体化轮毂电机4.2 多轴机械陀螺仪4.3 智能控制模块4.4 电池4.5 遥控器4.6等部件。
其中：多轴机械陀螺仪如4.3(以下简称陀螺仪)如图5所示，在多轴互联框架内部安置至少一块水平高速旋转的陀螺飞轮，使其基于角动量守恒的理论，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，以维持整个车体的前后及左右全方位稳定；陀螺飞轮可以与高转速电机整合以节省空间，方便陀螺仪放置于平衡车一体化轮毂电机4.2(以下简称一体化轮毂)内部。
一体化轮毂4.2通过轮状外壁的传动结构与平衡车轮子4.1内环壁的传动结构互动，完成对轮子的动力输出或制动。本传动结构与名称为“电力驱动车轮的传动机构以及单轮平衡车和双轮平衡车”申请号为201410503289.9的中国专利申请的具有中空结构的轮毂电机方案内似。以适应陀螺仪的安置。
智能控制模块4.4可内置超声波距离感应器、蓝牙定位器、无线电收发器、车体姿态控制器、警报器等设备和电池4.5一并集成放置于一体化车毂内部。遥控器4.6内置一个完整的无线射频遥控器与智能模块4.4中的无线电收发器相联，以完成对车体的控制。如图6所示
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：平衡车一体化轮毂电机(4.2)内部集成了多轴机械陀螺仪(4.3)、智能控制模块(4.4)、电池(4.5)，以及可以用遥控器(4.6)控制的车体。
2.如权利要求1所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的多轴机械陀螺仪(4.3)内置至少一块高速水平旋转的陀螺飞轮，陀螺飞轮的旋转轴垂直于地面使其基于角动量守恒的理论保持车体平衡。
3.如权利要求2所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的多轴机械陀螺仪(4.3)也可内置至少一块高速垂直旋转的陀螺飞轮，陀螺飞轮的旋转轴水平于地面使其基于角动量守恒的理论保持车体平衡。
4.如权利要求1所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的多轴机械陀螺仪(4.3)位于一体化轮毂电机(4.2)的下半部以增加车体的稳定性。
5.如权利要求1所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的智能控制模块(4.4)内置超声波距离感应器、蓝牙定位器、无线电收发器、车体姿态控制器、摄像头、传声器、扬声器等。安装部位可放置于平衡车一体化轮毂电机(4.2)的内部或两侧。
6.如权利要求5所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的蓝牙定位器可与手机蓝牙互联，可自动控制车体跟随手机蓝牙信号移动；所述的超声波距离感应器可在车体自动跟随标的物时，以声波探测障碍物后自动避障，达到安全跟随的目的。
7.如权利要求5所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：所述的遥控器(4.6)与所述的智能控制模块(4.4)内的无线电收发器互联以控制车体的运动；或代替手机蓝牙信号作为标的物被车体跟随。
8.如权利要求5所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：智能控制模块(4.4)内置的摄像头、传声器在有人骑乘状态下可作为行驶记录仪使用，无线遥控状态下可代替使用者的耳目去探路。
9.如权利要求1所述的智能跟随全方位自平衡车，其特征在于：平衡车一体化轮毂电机(4.2)的外壳包括但不限于当前结构的轮胎全裸样式，也可做成上部覆盖轮胎的半包围样式。
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