CN110091951B - 可变偏心陀螺平衡系统及方法 - Google Patents

可变偏心陀螺平衡系统及方法 Download PDF

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Abstract

可变偏心陀螺平衡系统及方法，本平衡系统不会因为长期受力而失效，其根据陀螺进动性产生角动量守恒原理，使用电磁引导主动制造进动来产生角度修正力，工作中飞轮不变更姿态，只调整配重机构的配位，所以不会因为飞轮姿态而影响角度修正效果。

Description

可变偏心陀螺平衡系统及方法
技术领域
本发明涉及可变偏心陀螺平衡系统及方法。
技术背景
两轮交通工具如摩托车电动二轮车等具有轻便灵活，行驶迅速，承载效率高、驾驶感受优异等优点，在民间两轮交通工具普及率非常高，曾有民间调侃到：四轮承载肉体，两轮承载灵魂。可见两轮交通工具在架控感受方面有其独特优势在实际生活中有不少爱好者。但是由于两轮交通工具需要驾驶员用身体来保持平衡，而驾驶员的平衡能力有限，两轮交通工具很容易翻车，所以两轮交通工具都需要极致的轻量化来减轻驾驶员的负担，各种安全设备，措施由于轻量化需求都无法安装到两轮交通工具上，这也导致了两轮交通工具在安全方面的问题非常突出。无需驾驶员干预的自动平衡系统，用以提高车辆驾驶感受及平衡能力，目前已经有一些方案，但是都是使用陀螺的定轴性来维持，这种方案前期效果是可以达到要求，但是如果长期受力飞轮姿态就会变为竖直状态而失效，这是个非常大的安全隐患，需要一种可以长期受力的平衡系统来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可长期受力的陀螺平衡系统用于两轮交通工具的自动平衡保持。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
可变偏心陀螺平衡系统及方法，包括至少一个质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B、质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器、主控器、质量偏置飞轮A驱动器、质量偏置飞轮B驱动器，所述质量偏置飞轮A用于产生偏移离心力，所述质量偏置飞轮B用于产生偏移离心力，所述质量偏置飞轮A上磁引导器用于引导质量偏置飞轮A质量上偏移，所述质量偏置飞轮A下磁引导器用于引导质量偏置飞轮A质量下偏移，所述质量偏置飞轮B上磁引导器用于引导质量偏置飞轮B质量上偏移，所述质量偏置飞轮B下磁引导器用于引导质量偏置飞轮B质量下偏移，所述质量偏置飞轮A驱动器用于驱动质量偏置飞轮A旋转，所述质量偏置飞轮B驱动器用于驱动质量偏置飞轮B旋转。
所述的质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B设有可活动的质量偏置机构用于根据磁性引导进行质量偏移。
所述的质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B中可活动质量偏置机构的质量占质量偏置飞轮A或质量偏置飞轮B的主要质量用于提高质量偏置飞轮的质量偏移效果。
所述的质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B中设有引导圆弧面用于引导质量偏置机构复位。
所述的质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B的质量偏置机构使用旋转产生的离心力复位。
所述的质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器使用电磁力用于引导质量偏置机构进行可控偏移。
所述的质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B其中的质量偏置机构主要材料为铁、镍、钴等可被磁力吸引的材料。
所述的质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器、主控器、质量偏置飞轮A驱动器、质量偏置飞轮B驱动器经过导线电连接。
可变偏心陀螺平衡系统及方法，使用电磁力引导飞轮的质量发生有序偏移，用于产生修正力矩。
可变偏心陀螺平衡系统及方法，使用两个飞轮不同方向旋转用于平衡反作用扭矩。
本发明的有益效果是：本平衡系统不会因为长期受力而失效，其根据陀螺进动性产生角动量守恒原理，使用电磁引导主动制造进动来产生角度修正力，工作中飞轮不变更姿态，只调整配重机构的配位，所以不会因为飞轮姿态而影响角度修正效果。
附图说明
图1为示意性的示出本发明优选实施例原理示意图
附图中各标号所代表的部件列表如下：
(1)质量偏置飞轮A、(2)质量偏置飞轮B、(3)质量偏置飞轮A上磁引导器、(4)质量偏置飞轮B上磁引导器、(5)质量偏置飞轮A下磁引导器、(6)质量偏置飞轮B下磁引导器、(7)主控器、(11)质量偏置飞轮A质量偏置机构、(12)质量偏置飞轮A的引导圆弧面、(13)质量偏置飞轮A连接轴、(14)质量偏置飞轮A驱动器、(15)质量偏置飞轮A保护壳、(21)质量偏置飞轮B质量偏置机构、(22)质量偏置飞轮B的引导圆弧面、(23)质量偏置飞轮B连接轴、(24)质量偏置飞轮B驱动器、(25)质量偏置飞轮B保护壳、(31)质量偏置飞轮B驱动器导线、(32)质量偏置飞轮B下磁引导器导线、(33)质量偏置飞轮B上磁引导器导线、(41)质量偏置飞轮A驱动器导线、(42)质量偏置飞轮A下磁引导器导线、(43)质量偏置飞轮A上磁引导器导线、(50)安装基板、(F1)质量偏置飞轮B旋转方向、(F2)质量偏置飞轮A旋转方向。
具体实施方法
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，质量偏置飞轮A1、质量偏置飞轮B2使用质量偏置飞轮A连接轴13、质量偏置飞轮B连接轴23分别跟质量偏置飞轮A驱动器14、质量偏置飞轮B驱动器连接24，主控器7经过质量偏置飞轮A驱动器导线41、质量偏置飞轮B驱动器导线31分别驱动质量偏置飞轮A1、质量偏置飞轮B2沿质量偏置飞轮A旋转方向F2、质量偏置飞轮B旋转方向F1旋转以平衡旋转后作用扭矩，转动产生的离心力使质量偏置飞轮A质量偏置机构11、质量偏置飞轮B质量偏置机构经21分别经过质量偏置飞轮A的引导圆弧面12、质量偏置飞轮B的引导圆弧面22移动到远离飞轮圆心的位置也就是圆弧面中心点位置，此时飞轮处于无偏心运行状态，不产生角度修正力矩，当需要角度修正力矩时主控7通过质量偏置飞轮A下磁引导器导线42、质量偏置飞轮A上磁引导器导线43、质量偏置飞轮B下磁引导器导线32、质量偏置飞轮B上磁引导器导线33、驱动质量偏置飞轮A下磁引导器5、质量偏置飞轮B下磁引导器6、或质量偏置飞轮A上磁引导器3、质量偏置飞轮B上磁引导器4同时工作产生电磁场吸引质量偏置飞轮A质量偏置机构11、质量偏置飞轮B质量偏置机构21发生位移产生有序可控的偏心力偏移，产生角度修复力矩进行平衡干预。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.可变偏心陀螺平衡系统，包括至少一个质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B、质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器、主控器、质量偏置飞轮A驱动器、质量偏置飞轮B驱动器，所述质量偏置飞轮A用于产生偏移离心力，所述质量偏置飞轮B用于产生偏移离心力，所述质量偏置飞轮A上磁引导器用于引导质量偏置飞轮A质量上偏移，所述质量偏置飞轮A下磁引导器用于引导质量偏置飞轮A质量下偏移，所述质量偏置飞轮B上磁引导器用于引导质量偏置飞轮B质量上偏移，所述质量偏置飞轮B下磁引导器用于引导质量偏置飞轮B质量下偏移，所述质量偏置飞轮A驱动器用于驱动质量偏置飞轮A旋转，所述质量偏置飞轮B驱动器用于驱动质量偏置飞轮B旋转。
2.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B设有可活动的质量偏置机构用于根据磁性引导进行质量偏移。
3.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B中可活动质量偏置机构的质量占质量偏置飞轮A或质量偏置飞轮B的主要质量用于提高质量偏置飞轮的质量偏移效果。
4.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B中设有引导圆弧面用于引导质量偏置机构复位。
5.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B的质量偏置机构使用旋转产生的离心力复位。
6.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器使用电磁力用于引导质量偏置机构进行可控偏移。
7.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B其中的质量偏置机构主要材料为铁、镍、钴可被磁力吸引的材料。
8.根据权利要求1所述的可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：质量偏置飞轮A上磁引导器、质量偏置飞轮A下磁引导器、质量偏置飞轮B上磁引导器、质量偏置飞轮B下磁引导器、主控器、质量偏置飞轮A驱动器、质量偏置飞轮B驱动器经过导线电连接。
9.根据权利要求1所述可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：使用电磁力引导质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B中的质量偏置机构发生有序偏移，用于产生修正力矩。
10.根据权利要求1所述可变偏心陀螺平衡系统，其特征在于：使用质量偏置飞轮A、质量偏置飞轮B两个飞轮不同方向旋转用于平衡反作用扭矩。
11.可变偏心 陀螺平衡方法，其特征在于：所述的方法应用权利要求1-10任一项所述的可变偏心 陀螺平衡系统来实现。
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