CN106945768A - 一种电动自平衡车的安全装置 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • 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

本发明目的旨在提供电动平衡车的安全装置，可提供直观体感式的警示机能，彻底的解决可能被周遭环境干扰而被骑者忽略不察的声、光、振动、抬头等警示方式，保证骑者可以直观的真实接受得知警示信息，系统设计采取人员安全至上的策略，在人员操作不当或突发的外物干扰时，要保证车辆不暴转不暴停，当车辆系统放弃控制功能之前，即使人车失去平衡后断电的过程中，人员能适时体察跳离向前逐渐失衡的车辆，不会发生马失前蹄一般的人仰马翻式严重摔伤，人车分离后无人控制的失控车辆也不会四处乱跑危机周遭及过往人车。

Description

一种电动自平衡车的安全装置
技术领域 本发明涉及一种电动自平衡车的安全装置，
背景技术 现行电动自平衡车，包括单轮式、赛格威(segway)两轮式及中国俗称的扭扭车，在实际使用时的安全防护措施有严重不足之处，全是利用声、光、车体震动或强制车体抬头警示骑者纠正操作方式，骑者若没有及时纠正操作时系统就可能断电，那等于是保护车辆优先于保护人员的策略，上述警示机能也不直接可靠，可能被忽视而产生危险后果。
发明内容 本发明的目的在提供一种电动平衡车的安全装置，可提供直观体感式的警示机能，彻底的解决可能被周遭环境干扰而被骑者忽略不察的声、光、震动、抬头等警示方式之不足，保证骑者可以直观的真实接受得知警示讯息，系统设计采取人员安全至上的策略，在人员操作不当或突发的外物干扰时要保证车辆不暴转不暴停，当车辆系统放弃控制功能之前，即使人车失去平衡，在断电的过程中，人员能适时体察异状向前跳离逐渐失衡的车辆，不会发生马失前蹄般的人仰马翻式严重摔伤，人车分离后无人操作的失控车辆也不会四处乱跑危及周遭过往人车。
本发明目的通过下列技术予以实现，它包括；
一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一个振动器，它可以接收控制系统发出的警示信号产生振动或停止振动，它的振动动作可和使用者触觉器管直接接触以传递振动信息给使用者；
还有，上述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一个振动器，它利用电线传递控制系统发出的命令，可以穿带在手腕上；
还有，上述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一个振动器，它利用无线遥感方式接受控制系统发出的命令；
还有，上述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一个振动器，它有一定距离的传感讯号限制，超出该限制距离即可判定为使用者失去控制车辆控制系统能力，启动车辆失控程序；
还有，一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一组预先设定的相对高速侧的车轮驱动输出值，它被储存在控制系统记忆体之中，可对应于相对慢速侧的车轮速度被即时读取提出并且即时的和相对高速侧的车轮驱动输出值相对比，然后以低输出值的数据作为实际驱动车辆输出，用以限制相对高速侧之车轮驱动输出值不会超出预设定值，达到防止车辆暴转机能；
还有，一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一组预设定的相对高速侧车轮驱动输出值，它还增加多组不同的预设定的相对高速侧车轮驱动输出值，可以供使用者任意选择使用；
还有，一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一组超规范使用数据记录，随时被收集储存在系统记忆体中；一组强制检修评价数据参考标准；一个强制停机检修判断机能，可随时对前述超规范使用数据和前述强制检修评价数据参考标准做评比，判定是否执行强制检修指令；
还有，一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一组断电关机流程，它只容许人为操作既设的按钮及指令执行断电，不设置自动关机机能；一组车辆丧失平衡能力后的保护人员流程，它依内部设定的输出值维持车辆运动，可以维持失衡后较平顺的车辆运动直到人车分离失控或损坏才会断电，避免车辆暴走、暴停、暴转的危险状况发生；
附图说明 图1所示是本发明一台传统两轮式自平衡车外观图。
图2所示是本发明一种电动自平衡车的安全装置的手腕式振动器示意图。
图3所示是本发明一个两轮自平衡车用双主控制板电控系统硬件方块图。
图4所示是本发明一种电动平衡车的安全装置控制系统循环方块图
图5所示是本发明人为正常停机循环方块图
图6所示是本发明控制失联循环方式方块图
图7所示是本发明强制车辆安全检查循环方块图
具体实施方式 下面结合附图对本发明做进一步描述；
图1所示是一台传统两轮式自平衡车，主要目的在显示各主要组件名称方便以下说明书的说明，图中图号表示的组件名称是：1左车架组，2右车架组，3中央连接轴承，1-1左车轮，1-2左把手，2-1右车轮，2-2右把手，自平衡控制系统装置在左右车架组1、2中(密封而看不见)，骑者两脚踩踏在左右车架组1、2的平面上，两手操作左右把手1-2、2-2用以驱动车辆前进、后退、转弯，中央轴承组3是连接上述左右车架组，使两者可以各自运转。
图2所示是本发明一种电动平衡车的安全装置的手腕穿戴式振动器示意图，图中所示4是手腕穿戴式振动器，侧面设有4-5开关机按钮，此按钮也可以在图示对应侧再加一个，形成双按钮同时按压才能起作用，可防止骑者误触，所示4-1振动器及控制器盒内设有蓝牙发信和受信装置，按动开机按钮4-5可发出信号驱使控制系统做开关机之动作，骑者利用4-3手腕松紧带把振动器4扣在手腕上，只要上述控制系统发出振动信号，便可直接无误的透过4-4振动发生点传递给骑者。
图3所示是一个两轮自平衡车用双主控制板电控系统硬件方块图，图中各个方块及它们之间的协同作业和习用电动平衡车相同，可以在开放市场购买得到，唯一不同的是手腕穿戴式振动器一项，它用来接收左右控制器的信号产生振动，直观的传递控制器信号给骑者防止该信号被忽略不察。
图4所示是本发明一种电动平衡车的安全装置控制系统循环方块图，当骑者在有效控制距离内按动图2中的开关按钮4-5之时系统被启动，通电并开始工作，随后骑者摇动图1之中的左右把手1-2、2-2接近直立正负3度以内时，左右车轮各自启动初始化流程，使左右车轮具有(无负载)空车自平衡能力，车辆进入空车行驶模式，车辆可自保平衡轻易推动，随后骑者任意一脚踩上图1所示的任一侧车架组1和2，车辆立即感知并启动载人模式，于是系统开始进行载人自平衡循环，上述左右侧控制器各自侦测各自侧的车架倾角、速度、速度变化率并计算出保持车辆平衡所需要的电机驱动值，接下部分(是本申请案防止暴转的主体部分)开始进行左右两车轮速度比对，若速差在内定车轮速差限制及驱动值允许范围内，则依上述计算驱动车轮，若超出允许范围则转入防暴转循环，主控制器立即发出警示命令并使上述手腕穿带式振动器产生振动提示骑者改变驱车方式，以上这些循环是以100Hz的频率快速运行，若骑者没有朝稳定行车防止暴转的方向改变操作，骑者有可能接收到逐渐增强的振动提示，直到车辆倾斜过度骑者站立不稳而跳离车辆，但车辆绝不会发生过度运转或暴转把骑行者旋转式的摔离车辆，这种方式的弃车跳车在人的生活当中经常经历，比如下斜坡发生超速失控时人员向前扑倒，其伤害是预知而较为可控的，假若没有了这种防暴转机能，车辆会随操作而运行，一有骑者误操作或过度操控就可能使车辆暴转，发生马失前蹄人仰马翻式摔倒，极可能产生严重人员损伤，另外，在上述运动循环中，车辆一直具有十足的动力承受负载并保持平衡，直到人车分离加上距离超出遥控范围时车辆才启动车辆失控的异常停机循环，强制切断电源迫停车辆，这是人员安全高于车辆本身安全的一种策略。
图5所示是人为正常停机循环方块图，用来辅助了解图4只用。
图6所示是控制失联循环方式方块图，也是用来辅助了解图4用的。
图7所示是强制车辆安全检查循环方块图，在图5图6之中可看见车辆关机时，都会储存车辆过程记录，这些记录在系统关机时会被储存记忆下来，当系统运作之中随时评估过去累计扣分点数是否超限，若有超限就会以声音、振动、灯光或在显示器上显示车辆需要进行安全检查，以防止车辆欠缺检查保修而失效失灵，导致人车安全问题，有关上述累计扣分的判定基础可依据各种车型在耐久性、耐候性实际路上测试过程中求取，也可在耐受极限测试中求取参考值，主要设计精神在失效的早期预防和早期保养，保证行车安全，当产品上市销售后，仍要依产品服务回馈失效模式，修正上述判定基准是否订定正确，否则修正之。

Claims (8)

1.一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一个振动器，它可以接收控制系统发出的警示信号产生振动或停止振动，它的振动动作可和使用者触觉器管直接接触以传递振动信息给使用者。
2.根据权利要求1所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一个振动器，它利用电线传递控制系统发出的命令，可以穿带在手腕上。
3.根据权利要求1所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括：一个振动器，它利用无线遥感方式接受控制系统发出的命令。
4.根据权利要求1所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一个振动器，它有一定距离的传感讯号限制，超出该限制距离即可判定为使用者失去控制车辆控制系统能力，启动车辆失控程序。
5.根据权利要求1所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一组预先设定的相对高速侧的车轮驱动输出值，它被储存在控制系统记忆体之中，可对应于相对慢速侧的车轮速度被即时读取提出并且即时的和相对高速侧的车轮驱动输出值相对比，然后以低输出值的数据作为实际驱动车辆输出，用以限制相对高速侧之车轮驱动输出值不会超出预设定值，达到防止车辆暴转机能。
6.根据权利要求5所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一组预设定的相对高速侧车轮驱动输出值，它还增加多组不同的预设定的相对高速侧车轮驱动输出值，可以供使用者任意选择使用。
7.根据权利要求1所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一组超规范使用数据记录，随时被收集储存在系统记忆体中；一组强制检修评价数据参考标准；一个强制停机检修判断机能，可随时对前述超规范使用数据和前述强制检修评价数据参考标准做评比，判定是否执行强制检修指令。
8.根据权利要求7所述的一种电动自平衡车的安全装置，其特征是它包括；一组断电关机流程，它只容许人为操作既设的按钮及指令执行断电，不设置自动关机机能；一组车辆丧失平衡能力后的保护人员流程，它依内部设定的输出值维持车辆运动，可以维持失衡后较平顺的车辆运动直到人车分离失控或损坏断电，避免车辆暴走、暴停、暴转的危险状况发生。
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