CN106933235A - 平衡车启动后的自我平衡方法 - Google Patents

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    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0891—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for land vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2204/00—Adaptations for driving cycles by electric motor

Abstract

本发明提供一种平衡车启动后的自我平衡方法，包含有下列步骤：启动：将一平衡车的电源开启；状态查询：以一微控单元读取二陀螺仪的数据，将该二陀螺仪目前的数据分别转换为各个对应的一目前倾斜角度；进行自我平衡：每隔一预定时间分别驱动该二轮毂电动机，藉以使该二踏板分别相对于该二车轮转动一预定角度，藉以使该二目前倾斜角度分别向0度接近，再重新进行状态查询，而得到二个新的目前倾斜角度；如此不断重复此步骤直到最新的二个目前倾斜角度均为0度，之后即结束自我平衡的动作。

Description

平衡车启动后的自我平衡方法
技术领域
本发明与电动平衡两轮车有关，特别是指一种平衡车启动后的自我平衡方法。
背景技术
中国台湾M516550号专利公开了一种电动平衡两轮车，简称平衡车，其具有二组顶盖(可供踩踏的踏板)、传感器(包含陀螺仪)、车轮、轮毂电动机的组合，且在这两个组合之间设置一转动机构，而使得两个顶盖之间可以相互转动。使用者在使用时，即脚踩该二顶盖来使其倾斜，进而使得该电动平衡两轮车可以受到控制而前进、后退或转弯。
然而，在使用平衡车时，使用者在刚开始要站上平衡车的阶段是最容易发生危险的，此乃由于使用者的脚一踏上踏板即会对踏板施力，而这个力量可能会使踏板产生相对于转动机构的转动，进而驱动了车轮转动而导致平衡车移动，这样非常容易使得使用者失去重心而跌倒，因此，在使用平衡车时，踏板是否稳定就非常重要了。
有些厂牌的平衡车，在开机后，其踏板并不呈水平状态，而是维持在原来的倾斜状态，在使用者踏上之后，再以推向使用者脚底的力量将踏板转为水平，此力量亦将使用者抬起，而顺势的站上平衡车。然而，由于平衡车每次的关机状态不尽相同，因此每次开机前的踏板倾斜角度也不一定相同，对于使用者而言，必须经过多次的学习才能适应这样的方式，这种问题有待改进。
发明内容
本发明的主要目的乃在于提供一种平衡车启动后的自我平衡方法，其可在平衡车开机后，使踏板自我平衡而呈水平状态，进而可以让使用者更为容易的站上平衡车。
本发明的再一目的则在于提供一种平衡车启动后的自我平衡方法，其可在平衡车开机后，使踏板自我平衡而呈水平状态，进而可以让使用者更容易的学会站上平衡车。
因此，依据本发明所提供的一种平衡车启动后的自我平衡方法，包含有下列步骤：启动：将一平衡车的电源开启，其中，该平衡车具有二组踏板、陀螺仪、车轮以及轮毂电动机的组合，该二组组合之间以一连接机构连接；状态查询：以一微控单元读取该平衡车的该二陀螺仪的数据，将该二陀螺仪目前的数据分别转换为各个对应的一目前倾斜角度，该二目前倾斜角度分别代表该二踏板相对于水平地面法线的夹角；进行自我平衡：通过该微控单元的控制，每隔一预定时间分别驱动该二轮毂电动机，藉以使该二踏板分别相对于该二车轮转动一预定角度，藉以使该二目前倾斜角度分别向0度接近，在各自转动完该预定角度之后，重新进行状态查询，而得到二个新的目前倾斜角度；如此不断重复此步骤直到最新的二个目前倾斜角度均为0度；以及结束自我平衡：在二个最新的目前倾斜角度为0度之后，该微控单元即结束自我平衡的控制动作。
藉此，可在平衡车开机(即启动)后，使通过该微控单元来使踏板自我平衡而呈水平状态，进而可以让使用者更为容易的站上平衡车，并可让使用者更容易的学会站上平衡车。
有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一较佳实施例的流程图；
图2是本发明一较佳实施例的方块示意图；
图3是本发明一较佳实施例的平衡车组合图；
图4是本发明一较佳实施例的平衡车爆炸图；
图5是本发明一较佳实施例的动作示意图，显示两个目前倾斜角度θ1,θ2的角度；
图6是本发明一较佳实施例的另一动作示意图，显示两个目前倾斜角度θ1,θ2的角度调整预定角度θp的后的状态；
图7是本发明一较佳实施例的又一动作示意图，显示完成自我平衡的状态。
符号说明
10平衡车
11组合 12踏板 14陀螺仪
16车轮 18轮毂电动机 19连接机构
21微控单元
θ1,θ2目前倾斜角度 θp预定角度
θ1’,θ2’新的目前倾斜角度
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合图式说明如后，其中：
如图1至图7所示，本发明一较佳实施例所提供的一种平衡车启动后的自我平衡方法，主要具有下列步骤：
启动：将一平衡车10的电源开启，其中，该平衡车10具有二组踏板12、陀螺仪14、车轮16以及轮毂电动机18的组合11，该二组组合11之间以一连接机构19连接。其中，在该平衡车10的电源开启前，如图3所示，该平衡车10乃是呈现踏板12自然靠抵于地面的倾斜状态。
状态查询：以一微控单元21读取平衡车10的该二陀螺仪14的数据，将该二陀螺仪14目前的数据分别转换为各个对应的一目前倾斜角度θ1,θ2，如图5所示，这两个目前倾斜角度θ1,θ2分别代表该二踏板12相对于水平地面法线的夹角。于本实施例中，以这两个目前倾斜角度θ1,θ2的角度相同为例，然而实际的状况是有可能这两个目前倾斜角度θ1,θ2的角度不同，于此不再赘述。
进行自我平衡：如图6所示，通过该微控单元21的控制，每隔一预定时间分别驱动该二轮毂电动机18，藉以使该二踏板12分别相对于该二车轮16转动一预定角度θp，藉以使该二目前倾斜角度θ1,θ2分别向0度接近，在各自转动完该预定角度θp之后，重新进行状态查询，而得到二个新的目前倾斜角度θ1’,θ2’；如此不断重复此步骤直到最新的二个目前倾斜角度θ1’,θ2’均为0度，此时该二踏板12就都呈水平状态。于本实施例中，该预定时间可以是1.5ms(毫秒)，而该预定角度θp可以是0.05度，通过在很短时间内调整很小的角度，并且重复的调整，可以让各该踏板12在向水平状态旋转的过程中，是缓慢而且均速的旋转，可以避免因过快的旋转而可能导致的意外发生。在此步骤的自我平衡过程中，由于使用者还没有站上踏板12，因此当该二轮毂电动机18被驱动时，即会呈现该二踏板12转动而非该二车轮16转动的状况；而在使用者站上该二踏板12后，由于使用者的重量施加于该二踏板12，因此该二轮毂电动机18被驱动时，会呈现该二车轮16转动而非该二踏板12旋转的状况。
结束自我平衡：在二个最新的目前倾斜角度θ1’,θ2’为0度之后，该微控单元21即结束自我平衡的控制动作，其状态即如图7所示。
通过上述步骤，可以让平衡车10在开机后，就让两个踏板12都先旋转至水平状态，藉以让使用者可以明确的知道此时平衡车10已处于准备好的状态。而且，由于平衡车10每次开机后都会自动让该二踏板12呈水平状态，因此，使用者每次使用时，踏板12的角度都是水平，这可以让使用者更容易的学会站上平衡车10，再者，由于踏板12在开机后的角度呈水平，因此使用者要站上平衡车10时更容易调整其脚踏角度，进而更容易站上平衡车10。
前述进行自我平衡的步骤中，该微控单元21可以同时分别对各组踏板12、陀螺仪14、车轮16以及轮毂电动机18的组合11进行自我平衡的控制，例如，以该微控单元21上的两组控制输出来进行各别的控制。又，该微控单元21也可以轮流进行，而先对其中一组的组合11进行自我平衡的控制，使该组的踏板12呈水平之后，再对另一组的组合11进行自我平衡的控制使其踏板12呈水平。其中，同时进行自我平衡的控制时，其中的一组组合11较容易受到另一组组合11的干扰，而轮流进行则较无此问题。
以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (5)

1.一种平衡车启动后的自我平衡方法，其特征在于，包含有下列步骤：
启动：将一平衡车的电源开启，其中，该平衡车具有二组踏板、陀螺仪、车轮以及轮毂电动机的组合，该二组组合之间以一连接机构连接；
状态查询：以一微控单元读取该平衡车的该二陀螺仪的数据，将该二陀螺仪目前的数据分别转换为各个对应的一目前倾斜角度，该二目前倾斜角度分别代表该二踏板相对于水平地面法线的夹角；
进行自我平衡：通过该微控单元的控制，每隔一预定时间分别驱动该二轮毂电动机，藉以使该二踏板分别相对于该二车轮转动一预定角度，藉以使该二目前倾斜角度分别向0度接近，在各自转动完该预定角度之后，重新进行状态查询，而得到二个新的目前倾斜角度；如此不断重复此步骤直到最新的二个目前倾斜角度均为0度；以及
结束自我平衡：在二个最新的目前倾斜角度为0度之后，该微控单元即结束自我平衡的控制动作。
2.依据权利要求1的平衡车启动后的自我平衡方法，其特征在于，该预定时间为1.5ms(毫秒)。
3.依据权利要求1的平衡车启动后的自我平衡方法，其特征在于，该预定角度为0.05度。
4.依据权利要求1的平衡车启动后的自我平衡方法，其特征在于，该微控单元分别对各该踏板、陀螺仪、车轮以及轮毂电动机的组合进行自我平衡的控制。
5.依据权利要求1的平衡车启动后的自我平衡方法，其特征在于，该微控单元对一该踏板、陀螺仪、车轮以及轮毂电动机的组合进行自我平衡的控制，使该组的踏板呈水平之后，再对另一该踏板、陀螺仪、车轮以及轮毂电动机的组合进行自我平衡的控制。
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