CN107792226B - 一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车，包括两轮车本体，所述两轮车本体包括车架、车轮、轮毂电机、整车控制器以及蓄电池，在车架外侧设有将车架包裹的车罩，在车架下方设有两自动支撑脚架，所述自动支撑脚架包括上支架、下支架、角度传感器、支撑轮以及直线推杆电机；在车架上还设有脚架控制器、三轴陀螺仪以及电机驱动器，所述轮毂电机、角度传感器、三轴陀螺仪、以及电机驱动器均与脚架控制器相连，所述直线推杆电机与电机驱动器相连。本发明能够遮挡风雨，并且能够在行走和停下时实现自动支撑，从而使安全性能更高，使用更加方便。

Description

一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车

技术领域

本发明涉及两轮车技术领域，尤其涉及一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车。

背景技术

电动两轮车有很大的需求量，因其小巧灵活，又节能环保而大受欢迎。但传统的电动两轮车无法挡风遮雨，且车本身的安全系数不高，无法给乘客提供更全面的保护。如果能提供一种更舒适、更安全、更灵活的两轮车，将会有更多人选择乘坐这种两轮车，这对环境以及交通无疑会是一大改善。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车，能够遮挡风雨，并且能够在行走和停下时实现自动支撑，从而使安全性能更高，使用更加方便。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车，包括两轮车本体，所述两轮车本体包括车架、车轮、轮毂电机、整车控制器以及蓄电池，其特征在于：在车架外侧设有将车架包裹的车罩，在车架下方设有两自动支撑脚架，且两自动支撑脚架分别靠近车体的两侧；所述自动支撑脚架包括上支架、下支架、角度传感器、支撑轮以及直线推杆电机；所述上支架的上端与车架铰接，下端通过连接轴与下支架的上端转动连接，所述支撑轮通过轮轴与下支架的下端相连；所述角度传感器安装于上支架和下支架的连接处，用于检测上支架和下支架之间的夹角；所述直线推杆电机与车架转动连接，其电机轴的端部与连接轴转动连接；

在上支架和下支架之间还设有一减震气缸，所述减震气缸的上端与上支架的上部转动连接，下端与下支架的中部转动连接，且减震气缸与直线推杆电机分别位于上支架的两侧；

在车架上还设有脚架控制器、三轴陀螺仪以及电机驱动器，所述轮毂电机、角度传感器、三轴陀螺仪、以及电机驱动器均与脚架控制器相连，所述直线推杆电机与电机驱动器相连。

进一步地，所述角度传感器包括壳体和传感器元件；其中：所述壳体包括铰接在一起的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体分别与上支架和下支架固定连接；所述传感器元件安装于壳体内，其检测轴的轴心线与连接轴的轴心线重合。

进一步地，所述脚架控制器的控制过程如下：

1）脚架控制器启动后获取信号，包括轮毂电机输出的轮速信号、角度传感器检测到的角度信号以及三轴陀螺仪检测到的两轮车本体姿态信号；

2）判断轮速是否小于设定的轮速阈值；

3）根据角度传感器检测到的角度信号判断自动支撑脚架是否处于抬升状态；

4）当轮速大于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架处于抬升状态，则保持当前状态，并返回步骤1）；若自动支撑脚架未处于抬升状态，则通过直线推杆电机推动连接轴，使自动支撑脚架抬升，并返回步骤3），直到自动支撑脚架处于抬升状态后，返回步骤1）；

5）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架处于抬升状态，则通过三轴陀螺仪判断两轮车本体的倾斜状态；若两轮车本体的倾斜角度在设定倾角阈值内，则同时控制两轮车本体两侧的直线推杆电机同步拉动连接轴，使两轮车本体两侧自动支撑脚架同步下降；若两轮车本体倾斜角大于设定倾角阈值，则根据倾斜方向，控制该侧自动支撑脚架下降，使两轮车本体的倾斜角度回复到设定倾角阈值内；

然后，判断活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2，若是，则返回步骤1）；若不是，则控制直线推杆电机继续拉动连接轴，使活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2；

6）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架未处于抬升状态，则判断减震气缸活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2；若是，则返回步骤1）；若不是，则推动或拉动连接轴，直到活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2后返回步骤1）。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、在整个车架、驾驶室以及把手等外侧设置车罩形成全封闭式结构，能够有效的进行遮风挡雨，从而使驾驶中的舒适性更好，并且安全性更高。

2、采用自动支撑脚架在两轮车低速行驶、停车以及倾斜过程中对两轮车进行自动支撑，转向操控等更加方便，稳定性更好，并且更加节能。

3、自动支撑脚架能灵活适应地面的变化，能够在各种路面稳定地行驶，使用场景更广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为自动支撑脚架的结构示意图。

图中：1—车架，2—车轮，3—车罩，4—自动支撑脚架，41—上支架，42—下支架，43—角度传感器，44—支撑轮，45—直线推杆电机，46—减震气缸。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1、图2，一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车，包括两轮车本体，所述两轮车本体包括车架1、车轮2、轮毂电机、整车控制器以及蓄电池。在车架1外侧设有将车架1包裹的车罩3，实际加工过程中，在车罩3的一侧或两侧设有车门；通过车罩3将整个车体封闭，从而使两轮车也能够实现遮风挡雨，驾乘舒适性更好，安全性更高。

在车架1下方设有两自动支撑脚架4，且两自动支撑脚架4分别靠近车体的两侧。所述自动支撑脚架4包括上支架41、下支架42、角度传感器43、支撑轮44以及直线推杆电机45。所述上支架41的上端与车架1铰接，下端通过连接轴与下支架42的上端转动连接，所述支撑轮44通过轮轴与下支架42的下端相连。所述角度传感器43安装于上支架41和下支架42的连接处，用于检测上支架41和下支架42之间的夹角；其中，所述角度传感器43包括壳体和传感器元件；其中：所述壳体包括铰接在一起的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体分别与上支架41和下支架42固定连接；所述传感器元件安装于壳体内，其检测轴的轴心线与连接轴的轴心线重合。

所述直线推杆电机45与车架1转动连接，其电机轴的端部与连接轴转动连接。在上支架41和下支架42之间还设有一减震气缸46，所述减震气缸46的上端（即缸体）与上支架41的上部转动连接，下端（即活塞杆）与下支架42的中部转动连接，且减震气缸46与直线推杆电机45分别位于上支架41的两侧；其中，初始状态时，减震气缸46的活塞杆完全伸出减震气缸46的缸体。

在车架1上还设有脚架控制器、三轴陀螺仪以及电机驱动器，所述轮速传感器、角度传感器43、三轴陀螺仪、以及电机驱动器均与脚架控制器相连，所述直线推杆电机45与电机驱动器相连。

所述脚架控制器的控制过程如下：

1）脚架控制器启动后获取信号，包括轮毂电机输出的轮速信号、角度传感器43检测到的角度信号以及三轴陀螺仪检测到的两轮车本体姿态信号。

2）判断轮速是否小于设定的轮速阈值。

3）根据角度传感器43检测到的角度信号判断自动支撑脚架4是否处于抬升状态；具体实施过程中，根据角度传感器43检测到的角度信号，判断上支架41和下支架42之间的夹角，然后根据夹角的大小解算出减震气缸46的活塞杆的伸出长度。

4）当轮速大于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架4处于抬升状态，则保持当前状态，并返回步骤1）；若自动支撑脚架4未处于抬升状态，则通过直线推杆电机45推动连接轴，使自动支撑脚架4抬升，并返回步骤3），直到自动支撑脚架4处于抬升状态后，返回步骤1）。

5）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架4处于抬升状态，则通过三轴陀螺仪判断两轮车本体的倾斜状态。若两轮车本体的倾斜角度在设定倾角阈值内，则同时控制两轮车本体两侧的直线推杆电机45同步拉动连接轴，使两轮车本体两侧自动支撑脚架4同步下降；若两轮车本体倾斜角大于设定倾角阈值，则根据倾斜方向，控制该侧自动支撑脚架4下降，使两轮车本体的倾斜角度回复到设定倾角阈值内。

然后，判断活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2。，若是，则返回步骤1）；若不是，则控制直线推杆电机45继续拉动连接轴，使活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2。

6）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架4未处于抬升状态，则判断减震气缸46活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2；若是，则返回步骤1）；若不是，则推动或拉动连接轴，直到活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2后返回步骤1）。

实际实施过程中，脚架控制器每隔一个时间周期（如25ms）接收一次速度传感器、三轴陀螺仪所检测到的信号；在脚架下落的过程中，脚架控制器每隔一个时间周期（如5ms）接收一次来自角度传感器的转角信号。当支撑轮接触地面时，直线推杆电机仍在运转，即脚架仍继续下落，这时减震气杆会被压缩，上支架与下支架相对转动，该转动角由角度传感器读取。本发明设置气杆的压缩行程的一半为直线推杆电机停止的阈值，即通过转角变化判断气杆压缩量是否达到压缩行程的一半，进而判断直线推杆电机是否停止。当读取的转角在某个范围内（例如：30゜~32゜）就可认为气杆压缩了一半的行程，此时脚架停止下落。这种控制方式能很好的判断支撑轮是否牢靠地接触地面。依靠读取转角信号来控制脚架停止下落的时刻为车子停稳的控制，通过读取电子陀螺仪信号来判断车的姿态；当车子停稳后，并不能保证车身是正的，此时再次调节车的姿态，可使车停正。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种具有自动支撑结构的全封闭两轮电动车的自动支撑控制方法，其特征在于：全封闭两轮电动车包括两轮车本体，所述两轮车本体包括车架、车轮、轮毂电机、整车控制器以及蓄电池，在车架外侧设有将车架包裹的车罩，在车架下方设有两自动支撑脚架，且两自动支撑脚架分别靠近车体的两侧；所述自动支撑脚架包括上支架、下支架、角度传感器、支撑轮以及直线推杆电机；所述上支架的上端与车架铰接，下端通过连接轴与下支架的上端转动连接，所述支撑轮通过轮轴与下支架的下端相连；所述角度传感器安装于上支架和下支架的连接处，用于检测上支架和下支架之间的夹角；所述直线推杆电机与车架转动连接，其电机轴的端部与连接轴转动连接；所述角度传感器包括壳体和传感器元件；其中：所述壳体包括铰接在一起的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体分别与上支架和下支架固定连接；所述传感器元件安装于壳体内，其检测轴的轴心线与连接轴的轴心线重合；

在上支架和下支架之间还设有一减震气缸，所述减震气缸的上端与上支架的上部转动连接，下端与下支架的中部转动连接，且减震气缸与直线推杆电机分别位于上支架的两侧；

在车架上还设有脚架控制器、三轴陀螺仪以及电机驱动器，所述轮毂电机、角度传感器、三轴陀螺仪、以及电机驱动器均与脚架控制器相连，所述直线推杆电机与电机驱动器相连；

具体控制过程如下：

1）脚架控制器启动后获取信号，包括轮毂电机输出的轮速信号、角度传感器检测到的角度信号以及三轴陀螺仪检测到的两轮车本体姿态信号；

2）判断轮速是否小于设定的轮速阈值；

3）根据角度传感器检测到的角度信号判断自动支撑脚架是否处于抬升状态；

4）当轮速大于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架处于抬升状态，则保持当前状态，并返回步骤1）；若自动支撑脚架未处于抬升状态，则通过直线推杆电机推动连接轴，使自动支撑脚架抬升，并返回步骤3），直到自动支撑脚架处于抬升状态后，返回步骤1）；

5）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架处于抬升状态，则通过三轴陀螺仪判断两轮车本体的倾斜状态；若两轮车本体的倾斜角度在设定倾角阈值内，则同时控制两轮车本体两侧的直线推杆电机同步拉动连接轴，使两轮车本体两侧自动支撑脚架同步下降；若两轮车本体倾斜角大于设定倾角阈值，则根据倾斜方向，控制该侧自动支撑脚架下降，使两轮车本体的倾斜角度回复到设定倾角阈值内；

然后，判断活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2，若是，则返回步骤1）；若不是，则控制直线推杆电机继续拉动连接轴，使活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2；

6）当轮速小于设定轮速阈值时，若自动支撑脚架未处于抬升状态，则判断减震气缸活塞杆的伸出长度是否为活塞杆长度的1/2；若是，则返回步骤1）；若不是，则推动或拉动连接轴，直到活塞杆的伸出长度为活塞杆长度的1/2后返回步骤1）。