CN108045481B - 一种电动平衡车自动平衡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动平衡车自动平衡装置，支撑板竖直固定在平衡车底盘上，第一扶正臂枢接在支撑板上，第二扶正臂与第一扶正臂转动连接，第一扶正臂在转动连接处设有第一锥齿轮，第二扶正臂在转动连接处设有第二锥齿轮，第三锥齿轮与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮固定在马达转轴上，第二扶正臂底部可转动地安装在行走轮的转轴上；控制系统根据陀螺仪和加速度传感器采集的数据控制马达转动，当平衡车发生颠簸左右晃动时，陀螺仪和加速度传感器将采集的数据传送给控制系统，控制系统经过计算后，控制马达转动，马达带动扶正臂相对转动调节车体高降低升，达到自动调节平衡车左右平衡的效果，使驾驶更加安全舒适。

Description

一种电动平衡车自动平衡装置
技术领域
本发明涉及电动平衡车领域，尤其涉及一种电动平衡车自动平衡装置。
背景技术
电动平衡车在高低不平或有障碍的路面上行驶时，车轮会出现上下颠簸的情况，导致平衡车整体左右倾斜，进而会出现人站不稳、平衡车偏离前进方向的情况，车辆难以控制甚至导致使用者摔倒，传统的电动平衡车多是在行走轮上安装减震弹簧使平衡车左右平衡，但效果不佳。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种电动平衡车自动平衡装置。
本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置，包括平衡机构和平衡控制机构，平衡机构包括支撑板、第一扶正臂、第二扶正臂、第三锥齿轮和马达；
支撑板固定在平衡车上，第一扶正臂的第一端可转动地安装在支撑板上，第一扶正臂第二端固定有第一锥齿轮，第一锥齿轮轴向与第一扶正臂长度方向垂直，第二扶正臂第一端固定有第二锥齿轮，第二锥齿轮轴向与第二扶正臂长度方向垂直，第一锥齿轮和第二锥齿轮通过连接轴转动连接，第三锥齿轮与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，第三锥齿轮固定在马达转轴上，第二扶正臂第二端转动安装在行走轮的转轴上；
平衡控制机构包括陀螺仪、加速度传感器和控制系统，控制系统根据陀螺仪和加速度传感器采集的数据控制马达转动。
优选地，第一扶正臂和第一锥齿轮一体成型。
优选地，第二扶正臂和第二锥齿轮一体成型。
优选地，还包括第三扶正臂和横杆，第三扶正臂第一端可转动地安装在支撑板上，第三扶正臂第二端可转动地安装在横杆上，连接轴与横杆固定连接。
优选地，第三扶正臂平行于第一扶正臂。
优选地，马达通过马达固定架固定在横杆上。
优选地，还包括液压顶，液压顶一端枢接在支撑板上，另一端枢接在第三扶正臂上。
本发明中，所提出的电动平衡车自动平衡装置，行走轮通过两根扶正臂悬挂起来，一根扶正臂与行走轮的转轴转动连接，另一根扶正臂枢接在支撑板上，第三锥齿轮与两根扶正臂上的锥齿轮相啮合，当马达驱动锥齿轮转动时，第一锥齿轮和第二锥齿轮反向转动，从而使得两根扶正臂的夹角发生变化，两根扶正臂远离锥齿轮的两个端部的距离发生变化，进而带动行走轮上下移动；当行走轮越过障碍导致平衡车车体摇摆时，陀螺仪和加速度传感器将关于车体倾斜状况的数据传送给控制系统，控制系统根据接收的数据计算后，控制马达转动，马达带动扶正臂相对转动调节车体高降低升，达到自动调节平衡车平衡的效果。
一种电动平衡车，包括上述的电动平衡车自动平衡装置。
优选地，所述电动平衡车包括多个电动平衡车自动平衡装置，多个液压顶的油腔通过油管连通。
采用了上述电动平衡车自动平衡装置的电动平衡车，在行驶时平衡机构辅助平衡车平衡，使驾驶更加安全舒适。
附图说明
图1为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的结构示意图；
图2为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的爆炸示意图。
具体实施方式
如图1-3所示，图1为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的结构示意图，图2为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的结构示意图，图2为本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置平衡机构的爆炸示意图。
参照图1-3，本发明提出的一种电动平衡车自动平衡装置，包括平衡机构和平衡控制机构，平衡机构包括支撑板11、第一扶正臂12、第二扶正臂13、第三锥齿轮14和马达15；
支撑板11竖直固定在平衡车底盘上并靠近行走轮，支撑板11平面平行于前进方向，第一扶正臂12第一端枢接在支撑板11上，第一扶正臂12底部通过连接轴16与第二扶正臂13顶部转动连接，第一扶正臂12和第二扶正臂13的转动平面平行于平衡车前进方向，第一扶正臂12在转动连接处设有第一锥齿轮121，第一扶正臂12和第一锥齿轮121一体成型，第一锥齿轮121轮齿位于第一扶正臂12靠近第二扶正臂13一侧，第二扶正臂13在转动连接处设有第二锥齿轮131，第二扶正臂13和第二锥齿轮131一体成型，第二锥齿轮131轮齿在第二扶正臂13靠近第一扶正臂12一侧，第三锥齿轮14与第一锥齿轮121和第二锥齿轮131啮合，第三锥齿轮14轴线垂直于连接轴16轴线，第三锥齿轮14固定在马达15转轴上，第二扶正臂13底部可转动地安装在行走轮的转轴上，当第三锥齿轮14转动时，第一扶正臂12和第二扶正臂13绕连接轴16相对转动，使得第一扶正臂12和第二扶正臂13夹角发生变化，进而扶正臂推动行走轮和支撑板11相对上下移动，支撑板11再带动车体的一侧上下摆动。
平衡控制机构包括陀螺仪、加速度传感器和控制系统，陀螺仪和加速度传感器安装在平衡车车体上采集车体倾斜角和加速度数据，控制系统根据陀螺仪和加速度传感器采集的数据控制马达15转动。
本实施例中平衡车设有两个自动平衡机构，分别位于平衡车两侧相对设置，共同维持平衡车左右平衡。
平衡机构还包括横杆17，横杆17固定在连接轴16上并水平设置，马达15通过马达固定架固定在横杆17上。
平衡机构还包括第三扶正臂18，第三扶正臂18平行于第一扶正臂12，第三扶正臂18一端枢接在支撑板11上，另一端枢接在横杆17上。
平衡机构还包括液压顶19，液压顶19一端枢接在支撑板11上，另一端枢接在第三扶正臂18上，液压顶19将第三扶正臂18支撑起来，防止第三扶正臂18随意摆动，而第三扶正臂18又与横杆17枢接，由于第三扶正臂18不能随意转动使得横杆17不能随意转动，进而第横杆17将连接轴16支撑起来，从而使得平衡机构悬挂在支撑板11上。
液压顶有两个作用，其一是将扶正臂支撑起来，其二是当平衡车车体左右晃动时液压顶可以起到辅助减震作用，两个液压顶19的油腔通过油管2连通，液压油可通过油管2从一侧液压顶19流至另一侧液压顶19，当行走轮发生颠簸导致扶正臂晃动时，液压顶可以对扶正臂起到缓冲那个作用。
本实施例的电动平衡车自动平衡装置的具体工作过程中，当平衡机构一侧由于颠簸向上倾斜时，陀螺仪和加速度传感器检测到平衡车车体发生倾斜，并将关于车体倾斜的角度和加速度数据传送至控制系统，控制系统经过计算后做出判断，发送指令给马达15，控制马达15转动，马达15驱动第三锥齿轮14转动，第三锥齿轮14带动第一扶正臂12和第二扶正臂13相对转动，第一扶正臂12和第二扶正臂13的夹角逐渐减小，第一扶正臂12顶部和第二扶正臂13底部的距离逐渐减小，第一扶正臂12带动支撑板11向下移动，进而使得平衡车车体回复平衡；当平衡机构一侧由于颠簸向下倾斜时，陀螺仪和加速度传感器检测到平衡车车体发生倾斜，并将关于车体倾斜的角度和加速度数据传送至控制系统，控制系统经过计算后做出判断，发送指令给马达15，控制马达15转动，马达15驱动第三锥齿轮14转动，第三锥齿轮14带动第一扶正臂12和第二扶正臂13相对转动，第一扶正臂12和第二扶正臂13的夹角逐渐增大，第一扶正臂12顶部和第二扶正臂13底部的距离逐渐增大，第一扶正臂12带动支撑板11向上移动，进而使得平衡车车体恢复平衡。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动平衡车自动平衡装置，其特征在于，包括平衡机构和平衡控制机构，平衡机构包括支撑板(11)、第一扶正臂(12)、第二扶正臂(13)、第三锥齿轮(14)和马达(15)；
支撑板(11)固定在平衡车上，第一扶正臂(12)的第一端可转动地安装在支撑板(11)上，第一扶正臂(12)第二端固定有第一锥齿轮(121)，第一锥齿轮(121)轴向与第一扶正臂(12)长度方向垂直，第二扶正臂(13)第一端固定有第二锥齿轮(131)，第二锥齿轮(131)轴向与第二扶正臂(13)长度方向垂直，第一锥齿轮(121)和第二锥齿轮(131)通过连接轴(16)转动连接，第三锥齿轮(14)与第一锥齿轮(121)和第二锥齿轮(131)啮合，第三锥齿轮(14)固定在马达(15)转轴上，第二扶正臂(13)第二端转动安装在行走轮的转轴上；
平衡控制机构包括陀螺仪、加速度传感器和控制系统，控制系统根据陀螺仪和加速度传感器采集的数据控制马达(15)转动；
第一扶正臂(12)和第一锥齿轮(121)一体成型；第二扶正臂(13)和第二锥齿轮(131)一体成型。
2.根据权利要求1所述的电动平衡车自动平衡装置，其特征在于，还包括第三扶正臂(18)和横杆(17)，第三扶正臂(18)第一端可转动地安装在支撑板(11)上，第三扶正臂(18)第二端可转动地安装在横杆(17)上，连接轴(16)与横杆(17)固定连接。
3.根据权利要求2所述的电动平衡车自动平衡装置，其特征在于，第三扶正臂(18)平行于第一扶正臂(12)。
4.根据权利要求2所述的电动平衡车自动平衡装置，其特征在于，马达(15)通过马达固定架固定在横杆(17)上。
5.根据权利要求2所述的电动平衡车自动平衡装置，其特征在于，还包括液压顶(19)，液压顶(19)一端枢接在支撑板(11)上，另一端枢接在第三扶正臂(18)上。
6.一种电动平衡车，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的电动平衡车自动平衡装置。
7.一种电动平衡车，其特征在于，包括权利要求5所述的电动平衡车自动平衡装置。
8.根据权利要求7所述的电动平衡车，其特征在于，包括多个电动平衡车自动平衡装置，多个液压顶(19)的油腔通过油管(2)连通。
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