CN110831820B

CN110831820B - 一种进动辅助电动车行驶方法

Info

Publication number: CN110831820B
Application number: CN201880040748.0A
Authority: CN
Inventors: 罗心怡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2022-09-06
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: CN110831820A; WO2019153191A1

Abstract

一种进动辅助电动车行驶方法，涉及电动车领域，其包括步骤：步骤A、控制电动车前半部分和/或后半部分的至少一对陀螺件绕自身轴线旋转；步骤B、改变所述陀螺件自身轴线与电动车的底盘的夹角或锁定该夹角，所述步骤B和所述步骤A可同时进行或分开进行。是一种降低过坑和过障碍时车的动能损失，提高通过性，以及减少颠簸增加乘客乘坐体验的进动辅助电动车行驶方法。

Description

一种进动辅助电动车行驶方法

技术领域

本发明涉及电动车领域，特别是一种进动辅助电动车行驶方法。

背景技术

电动车所消耗的能源是电能，具有绿色，环保，污染少的优势；

其近几年发展迅速，但是其只是动力总成的动力源部分改为了电能，特别是对于电动汽车，其在通过性方面的处理还是延续了传统汽车的处理方式，比如：

过坑时，依旧采用了减震的方式，轮胎先直接与坑接触，然后通过减震系统来降低车身受到的影响，从而保持车身的姿态；

过障碍时，依旧采用了减震的方式，轮胎先直接与障碍接触，然后通过减震系统来降低车身受到的影响，从而保持车身的姿态；

这种方式存在一些缺陷，首先是动能的损失，汽车在过坑和过障碍时，必然会受到坑和障碍对轮胎的阻力，造成动能的损失，同时，减震不可能达到百分百的完美，驾驶者依然会感受到颠簸，其次，通过性不够好，车轮容易陷入坑中或者底盘被障碍卡住，造成汽车的抛锚。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的发明目的在于提供一种降低过坑和过障碍时车的动能损失，提高通过性，以及减少颠簸增加乘客乘坐体验的进动辅助电动车行驶方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种进动辅助电动车行驶方法，其包括步骤：

步骤A、控制电动车前半部分和/或后半部分的至少一对陀螺件绕自身轴线旋转；

步骤B、改变所述陀螺件自身轴线与电动车的底盘的夹角或锁定该夹角，所述步骤B和所述步骤A可同时进行或分开进行。

陀螺件转动时具备进动性，通过控制陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角，同时本方法中陀螺件至少一对，两个陀螺件产生的力矩相互配合(通过调整陀螺件的转速和/或所述夹角变化的速度)，可以使陀螺件的进动性产生把底盘往上抬的趋势(包括但不仅限于把底盘往上抬的趋势)，当陀螺的进动性产生的力矩能够克服电动车的重力，则控制力矩的方向，可通过底盘抬起车头或车尾，使电动车用和传统汽车不一样的方法过坑和过障碍。

比如，过坑时，步骤A、B同时进行，或者步骤B先进行，陀螺件的自身轴线调整到位，后续通过控制陀螺件的转速来控制力矩大小，通过陀螺件的进动性使车头抬起或正好对地面的压力为零，则车轮遇到坑时不会陷入坑中，而是直接从坑上通过，不会存在现有技术中的轮胎先驶入坑中导致坑对轮胎产生阻力，降低过坑的动能损失，提高通过性，这样也不会产生传统汽车那样的震动，减少颠簸增加乘客乘坐体验；

同理，过障碍时通过陀螺件的进动性使车头的抬起和车尾的抬起相互配合(抬头动作和抬尾动作)，避免轮胎在行驶方向上和障碍的直接接触，降低过障碍时车的动能损失，提高通过性，这样也不会产生传统汽车那样的震动，减少颠簸增加乘客乘坐体验。

作为本发明的优选方案，所述步骤B和所述步骤A同时进行，能够即时地调整电动车的姿态，使电动车能够适应更多的情况。

作为本发明的优选方案，控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的顺时针方向，从而使所述电动车进行抬尾动作。

作为本发明的优选方案，控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的逆时针方向，从而使所述电动车进行抬头动作；

通过控制一对或多对陀螺件的运动所产生的陀螺力矩的大小和方向，使陀螺力矩之和可控(大小和方向)，抬头动作和抬尾动作相配合，使电动车能够完成过各种障碍，甚至能够完成某一些特殊情况下的过坑(当坑的两侧高度差过大时)。

作为本发明的优选方案，控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小的大小等于电动车的整车重力矩，使所述电动车过坑时车轮底部沿坑的开口顶部通过，这种方式的通过，使过坑更平顺，理论状态下，乘客几乎是感受不到震动的，因为理论状态下并没有车轮与坑内壁碰撞的过程。

作为本发明的优选方案，在过障碍时，先进行所述抬头动作，在电动车车头抬起且滞空时，再进行所述抬尾动作，电动车整车进行滞空动作，滞空动作能够适应更多种情况，包括过坑或者过障。

作为本发明的优选方案，当所需过的障碍物的长度小于所述电动汽车的前后轮轴轴距时，所述电动车整车进行滞空动作，越过障碍物，过障更快速，且通过障碍的过程电动车不需要障碍物进行支撑，适用于障碍物的长度小于所述电动汽车的前后轮轴轴距的情况。

作为本发明的优选方案，当所需过的障碍物的长度大于所述电动汽车的前后轮轴轴距时，先进行所述抬头动作，电动车继续行驶，当前轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬头动作使车头落下，前轮支撑到所述障碍物上表面，然后进行所述抬尾动作，所述前轮继续在所述障碍物上表面行驶，当后轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬尾动作是车尾落下，后轮支撑到所述障碍物上表面，随后电动车驶过障碍物，针对障碍物的长度大于所述电动汽车的前后轮轴轴距的情况，这种情况下直接滞空完成跳跃比较危险，而采用本优选方案，可以在越障碍过程中，部分时间段得到障碍物本身的支撑，使针对这种障碍时，能通过得更平顺，增加乘客的体验。

作为本发明的优选方案，当前轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车头落下速度，当后轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车尾落下速度，针对障碍物的长度大于所述电动汽车的前后轮轴轴距的情况，当障碍物比较高时，如果完全靠电动车自身的重力，则车头下降很快，使落地偏向暴力，易发生对电动车的损坏或乘客的受伤，甚至电动车的倾翻。

本申请还公开了一种进动辅助电动车，其包括：

底盘；

车轮，所述车轮安装在所述底盘上；

陀螺件，所述底盘前半部分和后半部分均至少安装有一对所述陀螺件，所述陀螺件能够绕自身轴线旋转，所述陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角可调。

通过设置陀螺件，所述陀螺件转动时具备进动性，通过控制陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角，可以使陀螺件的进动性产生把底盘往上抬的趋势，当陀螺的进动性产生的力矩能够克服电动车的重力，则可通过底盘抬起车头或车尾，使电动车用和传统汽车不一样的方法过坑和过障碍。

比如，过坑时，通过陀螺件的进动性使车头抬起或正好对地面的压力为零，则车轮遇到坑时不会陷入坑中，而是直接从坑上通过，不会存在现有技术中的轮胎先驶入坑中导致坑对轮胎产生阻力，降低过坑的动能损失，提高通过性，这样也不会产生传统汽车那样的震动，减少颠簸增加乘客乘坐体验；

同理，过障碍时通过陀螺件的进动性使车头的抬起和车尾的抬起相互配合，避免轮胎在行驶方向上和障碍的直接接触，降低过障碍时车的动能损失，提高通过性，这样也不会产生传统汽车那样的震动，减少颠簸增加乘客乘坐体验。

作为本发明的优选方案，同对的所述陀螺件同时位于所述底盘的上方或下方，且同对的陀螺件在底盘的俯视角度中旋转方向相反，使陀螺件的进动性所产生的力矩更易合并为一个与底盘重力相抵抗的力矩，能量利用更优。

作为本发明的优选方案，同对的陀螺件的自身轴线关于底盘长度方向上的对称平面对称，同对陀螺件的进动性所产生的力矩更可控，减小多个陀螺件相互配合工作的难度，也使电动车的行驶状态更可控。

作为本发明的优选方案，同对的所述陀螺件关于底盘长度方向上的对称轴对称设置，同对陀螺件的进动性所产生的力矩更可控，减小多个陀螺件相互配合工作的难度，也使电动车的行驶状态更可控。

作为本发明的优选方案，同对的所述陀螺件为两个相同的旋转体，同对陀螺件的进动性所产生的力矩更可控，减小多个陀螺件相互配合工作的难度，也使电动车的行驶状态更可控。

作为本发明的优选方案，所述底盘前半部分和后半部的所述陀螺件均为相同的旋转体，底盘上所有的陀螺件的进动性所产生的力矩更可控，减小多个陀螺件相互配合工作的难度，也使电动车的行驶状态更可控。

作为本发明的优选方案，所述陀螺件绕自身轴线的旋转速度可调，陀螺件的进动性通过陀螺件的转速以及陀螺件自身轴线与底盘的夹角组合调整，使陀螺件的进动性所产生的力矩更易控制，便于应对多种路况。

作为本发明的优选方案，所述陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角能够保持某一角度不变，可通过锁定陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角，单独控制陀螺件的转速，使陀螺件对底盘的影响过程更稳定，电动车整体的姿态调整更平滑，乘坐者乘坐体验更好。

作为本发明的优选方案，所述底盘上设置有进动电机，所述陀螺件由所述进动电机驱动转动，所述陀螺件内设置有用于供能所述进动电机的电池组，结构更优，减少了安装电池组的所需空间，还增加了陀螺件的转动惯量。

作为本发明的优选方案，所述进动电机上设置有支出进动电机的进动转轴，所述陀螺件安装在所述进动转轴上且进动转轴的轴线和陀螺件的自身轴线重合，所述进动电机与所述底盘转动连接，结构更优，节约空间。

作为本发明的优选方案，所述底盘上设置有耳座，所述进动电机通过固定连接在进动电机外表面的铰接杆与所述耳座铰接，结构更优，节约空间，同时避免了陀螺件与底盘产生干涉。

作为本发明的优选方案，所述铰接杆上安装有与铰接杆同轴的进动齿轮，所述耳座上安装有驱动所述进动齿轮转动或限制所述进动齿轮转动的进动驱动装置，使铰接杆的转动，即陀螺件的自身轴线和底盘的夹角的调整更准确稳定，也便于固定到某一夹角。

作为本发明的优选方案，所述铰接杆上设置有监控铰接杆转动角度的编码器，所述底盘上设置有控制单元，所述控制单元与所述进动驱动装置、编码器和进动电机连接，控制单元通过编码器的反馈控制进动驱动装置，使铰接杆的转动，即陀螺件的自身轴线和底盘的夹角的调整更准确稳定。

作为本发明的优选方案，所述底盘上设置有若干用于识别路况的传感器，且所述传感器和所述控制单元连接，便于控制单元对进动驱动装置、编码器和进动电机的控制的调整，以适应实时路况。

作为本发明的优选方案，所述铰接杆的轴线和底盘长度方向上的对称轴平行，底盘上所有的陀螺件的进动性所产生的力矩更可控，减小多个陀螺件相互配合工作的难度，也使电动车的行驶状态更可控。

本发明的有益效果是：

附图说明

图1是本发明实施例1的电动车的结构示意图；

图2是本发明实施例1的电动车的未安装陀螺件的第一轴测图；

图3是本发明实施例1的电动车的未安装陀螺件的第二轴测图；

图4是本发明实施例1的电动车的仰视图；

图5是本发明实施例1的电动车的陀螺件结构示意图；

图6是本发明实施例1的电动车的俯视图；

图7是本发明实施例1的电动车的过坑示意图；

图8是本发明实施例1的电动车的过小型障碍示意图；

图9是本发明实施例1的电动车的过大型障碍示意图；

图10是本发明实施例1的电动车的受力分析图；

图中标记：1-底盘，2-控制单元，3-左后陀螺转子，3-1-陀螺转子上盖，3-2-陀螺转子主体，3-3-电池组，4-左后陀螺自转进动电机，5-左后进动齿轮，6-左后轮，7-左后进动电机齿轮，8-左后进动电机，9-右后陀螺转子，10-右后陀螺自转进动电机，11-右后进动齿轮，12-右后进动电机齿轮，13-右后进动电机，14-右后轮，15-右后编码器，16-右后进动传感齿轮，17-右前陀螺转子，18-右前陀螺自转进动电机，19-右前进动齿轮，20-右前进动电机齿轮，21-右前进动电机，22-右前编码器，23-右前轮，24-右前进动传感齿轮，25-左前陀螺转子，26-左前陀螺自转进动电机，27-左前进动齿轮，28-左前进动电机齿轮，29-左前进动电机，30-左后编码器，31-左后进动传感齿轮，32-左前编码器，33-左前轮，34-左后编码齿轮，35-右后编码齿轮，36-右前编码齿轮，351-左前编码齿轮，37-右前障碍物识别传感器，38-左前障碍物识别传感器，39-左前轮驱动电机，40-车底路况识别传感器I，41-右前轮驱动电机，42-车底路况识别传感器II，43-车底路况识别传感器III，44-右后轮驱动电机，45-车底路况识别传感器IV，46-左后轮驱动电机。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明的发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种进动辅助电动车行驶方法，其包括步骤：

步骤B、改变所述陀螺件自身轴线与电动车的底盘的夹角或锁定该夹角，所述步骤B和所述步骤A可同时进行。

控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的顺时针方向，从而使所述电动车进行抬尾动作；

控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的逆时针方向，从而使所述电动车进行抬头动作。

具体的原理如下：

如图6所示，陀螺汽车由底盘1，4个车轮，4个陀螺装置以及电控系统(即控制单元2)组成。如图6、10建立坐标系，X轴的正方向为电动车的前方，Z轴垂直于底盘1平面，指向底盘1的上方。

如图6所示(图6是俯视，所以下述的方向均针对的是俯视角度的方向)，左前陀螺转子25和右后陀螺转子9以自转轴为中心逆时针转动，绕X轴逆时针进动，右前陀螺转子17和左后陀螺转子3以自转轴为中心顺时针转动，绕X轴顺时针进动，所有陀螺转子的自转角速度大小相同，进动角速度大小相同，则产生的力矩和为绕Y轴顺时针方向(这里Y轴的正方向即前面所述的正方向，即权利要求中的“以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上朝向左的一方为正方向”)，当陀螺力矩之和的大小大于整车的重力矩时，则可实现电动汽车抬尾，即两个后轮可以离开地面；如果控制所有陀螺转子的自转方向与前述相同，而进动方向与前述进动方向相反，则产生的力矩为绕Y轴逆时针方向，当陀螺力矩之和的大小大于整车的重力矩时，则可实现电动汽车抬头，即两个前轮可以离开地面。当只有两个轮子着地时，则可以用两轮平衡车的转向方式转向。

左前陀螺和右后陀螺(这里对应左前陀螺转子25和右后陀螺转子9)绕其自转轴逆时针转动(从图6的角度看)，绕X轴逆时针方向进动；右前陀螺和左后陀螺(这里对应右前陀螺转子17和左后陀螺转子3)绕其自转轴顺时针转动，绕X轴顺时针方向进动。四个陀螺的自转角速度大小相同，进动角速度大小相同。其中两个陀螺与另外两个陀螺的自转方向相反，其目的是使整车的角动量之和近似为0；其中两个陀螺的进动方向与另外两个陀螺的进动方向相反，其目的是使陀螺力矩的合成矢量在Y轴上，以控制陀螺汽车的抬头或抬尾。

力矩分析如下：

如图6、10，图10为前方两个陀螺(对应左前陀螺转子25和右前陀螺转子17)的角速度和进动控制。

Ω_lf为左前陀螺的进动角速度，大小设为0.8rad/s，方向如图10示；

ω_lf为陀螺的左前陀螺的自转角速度，大小设为1884rad/s(约为18000r/min)，方向如图10示；

Ω_rf为右前陀螺的进动角速度，大小设为0.8rad/s，方向如图10示；

ω_rf为陀螺的右前陀螺的自转角速度，大小设为1884rad/s(约为18000r/min)，方向如图10示；

同理，左后陀螺和右后陀螺的数据也相应设置(四个陀螺的自转角速度大小相同，进动角速度大小相同)，只是方向均如图10设置。

θ为陀螺自转轴线与Z轴的夹角；

车架的质量为m_f＝470kg；

每个车轮的质量为m_w＝9kg；

每个陀螺装置的质量为m_gyro＝40kg；

陀螺绕其自转轴的转动惯量为J_zz＝1kg·m²；

前轮与后轮的轴距为L＝1.5m；

整车绕Y轴的转动惯量为J＝150kg·m²；

整车在总力矩的作用下的角加速度为β；

重力加速度g＝9.8m/s²；

ψ为陀螺汽车的车架与地面的夹角(当只有前轮着地或只有后轮着地时，该角为陀螺汽的俯仰角)。

当四个陀螺的自转方向和进动方向如图6所示，则陀螺汽车所受的总的陀螺力矩约为

T_gyro＝(4J_zzω×Ω)cosθ (1)

设整部车的重心在前后轮轴距的中心，则整车受到的重力矩为

(a)、设初始时刻陀螺汽车的四个轮子均着地，则ψ＝0；可设θ＝0，即陀螺的自转轴为竖直方向，所有陀螺的自转方向和进动方向如图6所示，则

将所的数值代入(3)式，则可得

β＝6.84rad/s² (4)

则整车会以6.84rad/s²的角加速度抬起车尾，即两个后轮离地(左后轮6和右后轮14)，即所述抬尾动作，前述的“对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的顺时针方向”即对应这里的6.84rad/s²的角加速度。

(b)、设初始时刻陀螺汽车的四个轮子均着地，则ψ＝0；可设θ＝0，即陀螺的自转轴为竖直方向，所有陀螺的自转方向如图6所示，而进动方向与图6所示相反，则

将所的数值代入(5)式，则可得

β＝-6.84rad/s² (6)

则整车会以-6.84rad/s²的角加速度抬起车头，即两个前轮离地，即所述抬头动作，即这里的角加速度和上述的6.84rad/s²相反，一个为顺时针方向，一个为逆时针方向。

其次，具体的，控制所述陀螺件进行步骤A、B的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小等于电动车的整车重力矩，使所述电动车过坑时车轮底部沿坑的开口顶部通过；即：

如图7，本实施例的电动车过坑时，设坑的长度尺寸小于电动汽车前后轮的轴距；当车底路况识别传感器I40识别到有坑时，控制陀螺转子的进动方向，使之产生力矩与电动汽车的重力矩平衡，以阻止电动汽车的头部向坑里掉；当车底路况识别传感器II42识别到坑的前边缘(图7中右边为前)时，控制陀螺转子不再产生进动，在重力矩的作用下，车头可以落到地面；当车底路况识别传感器III43识别到坑的后边缘时，控制陀螺转子的进动方向(由陀螺转子的自身轴线与底盘1的夹角，以及陀螺转子的转速确定)，使之产生力矩与电动汽车的重力矩平衡，以阻止电动汽车的尾部向坑里掉；当车底路况识别传感器IV45识别到坑的前边缘时，控制陀螺转子不再产生进动，在重力矩的作用下，车尾可以落到地面；如此，本发明中的电动汽车则可以平稳地越过比前后轮轴距小的坑。

其次，在过障碍时，先进行所述抬头动作，在电动车车头抬起且滞空时，再进行所述抬尾动作，电动车整车进行滞空动作，当所需过的障碍物的长度小于所述电动汽车的前后轮轴轴距时，所述电动车整车进行滞空动作，越过障碍物；

即：

如图8，本实施例的电动车过小型障碍(障碍物的长度小于所述电动汽车的前后轮轴轴距)时，当左前障碍物识别传感器38和右前障碍物识别传感器37识别到前方障碍物时，控制单元2经过计算，如果可以越过，根据四个车底路况识别传感器感知情况(测量数据)，实时控制陀螺转子的转速与进动角速度(进动角速度由陀螺转子的自身轴线与底盘1的夹角的变化速度确定)，以实现电动汽车的抬车头，抬车尾(此时电动汽车滞空)，在空中通过控制陀螺转子的转速与进动角速度保持平衡，落车头，落车尾，完成所有越障动作，如此，本发明中的电动汽车则可以越过高度在指标范围内而长度小于前后轮轴距的障碍物。

其次，当所需过的障碍物的长度大于所述电动汽车的前后轮轴轴距时，先进行所述抬头动作，电动车继续行驶，当前轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬头动作使车头落下，前轮支撑到所述障碍物上表面，然后进行所述抬尾动作，所述前轮继续在所述障碍物上表面行驶，当后轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬尾动作是车尾落下，后轮支撑到所述障碍物上表面，随后电动车驶过障碍物，当前轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车头落下速度，当后轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车尾落下速度；

即：

本实施例的电动车过大型障碍(障碍物的长度大于所述电动汽车的前后轮轴轴距)时，当左前障碍物识别传感器38和右前障碍物识别传感器37识别到前方障碍物时，控制单元2经过计算，如果可以越过，首先抬车头到预定的高度，当车底路况识别传感器II42识别到障碍的后边缘时，落下车头，同时改变所有陀螺转子的进动方向，抬起车尾至障碍物高度；继续前行(由惯性以及两个前轮的驱动力实现，这里所述的两个前轮即左前轮33和右前轮23)，当车底路况识别传感器IV45识别到障碍物的后边缘时，落下车尾；继续前行，当车底路况识别传感器III43识别到障碍物的前边缘时，缓慢落下车头(通过控制陀螺转子的转速与进动角速度，以及结合电动汽车的重力矩，使车头缓慢落下)；继续前行，当车底路况识别传感器IV45识别到障碍物的前边缘时，缓慢落下车尾(通过控制陀螺转子的转速与进动角速度，以及结合电动汽车的重力矩，使车尾缓慢落下)，如此，本发明中的电动汽车则可以越过高度在指标范围内而长度大于前后轮轴距的障碍物，至于大型障碍和小型障碍，可通过人工或者其他外部设备辅助判断，在电动车的控制单元内设置电动车对应这两种情况的模式即可。

如图1、2、3、4和6，本实施例还公开了一种进动辅助电动车(本申请实施例中，行驶方法部分和电动车结构部分所公开的方案可通用)，其包括：

底盘1(图1的右侧为底盘1前方，左侧为底盘1后方)，本实施例也可包括安装在底盘1上的车架等传统汽车的装置；

车轮，所述车轮安装在所述底盘1上，本实施例中车轮包括左前轮33、右前轮23、左后轮6和右后轮14，分别由安装在底盘1上的独立的驱动电机驱动，左前轮33、右前轮23、左后轮6和右后轮14分别对应左前轮驱动电机39、右前轮驱动电机41、左后轮驱动电机46和右后轮驱动电机44；

陀螺件，所述底盘1前半部分和后半部分均至少安装有一对所述陀螺件，所述陀螺件能够绕自身轴线旋转，所述陀螺件绕自身轴线的旋转速度可调，所述陀螺件的自身轴线与所述底盘1的夹角可调，所述陀螺件的自身轴线与所述底盘1的夹角能够保持某一角度不变。

具体的，同对的所述陀螺件同时位于所述底盘1的上方，且同对的陀螺件在底盘1的俯视角度中旋转方向相反(如图6)，对的所述陀螺件关于底盘1长度方向上的对称轴对称设置且同对的陀螺件的自身轴线关于底盘1长度方向上的对称平面对称。

具体的，所述底盘1前半部分和后半部的所述陀螺件均为相同的旋转体，所述底盘1上设置有进动电机，所述陀螺件由所述进动电机驱动转动，所述陀螺件内设置有用于供能所述进动电机的电池组3-3，如图5，所述陀螺件为陀螺转子，其为扁平的圆柱体状，其包括陀螺转子主体3-2以及设置在陀螺转子主体3-2上的陀螺转子上盖3-1，陀螺转子主体3-2内圆周阵列安装有电池组3-3，电池组3-3包括多个同心的环状的电池阵列，最大化利用陀螺转子主体3-2内的空间，增加电池容量，延长陀螺转子的续航时间，所述进动电机上设置有支出进动电机的进动转轴，所述陀螺件安装在所述进动转轴上且进动转轴的轴线和陀螺件的自身轴线重合，所述电池组3-3通过所述转轴和进动电机连接给进动电机传输电能。

具体的，所述底盘1上设置有耳座，所述进动电机通过固定连接在进动电机外表面的铰接杆与所述耳座铰接，所述铰接杆的轴线和底盘1长度方向上的对称轴平行，所述铰接杆上安装有与铰接杆同轴的进动齿轮，所述耳座上安装有驱动所述进动齿轮转动或限制所述进动齿轮转动的进动驱动装置，所述铰接杆上设置有监控铰接杆转动角度的编码器，所述底盘上设置有控制单元2，所述控制单元2与所述进动驱动装置、编码器和进动电机连接。

本实施例中，由上述，所述陀螺转子包括左前陀螺转子25、右前陀螺转子17、左后陀螺转子3和右后陀螺转子9，分别对应的进动电机为左前陀螺自转进动电机26、右前陀螺自转进动电机18、左后陀螺自转进动电机4和右后陀螺自转进动电机10，左前陀螺转子25对应的进动齿轮为左前进动齿轮27，左前进动齿轮27对应的进动驱动装置为左前进动电机29，左前进动电机29安装在耳座上，左前进动电机29上设置有被左前进动电机29控制转动的左前进动电机齿轮28，左前进动电机齿轮28和左前进动齿轮27啮合，同时，左前陀螺转子25对应的铰接杆上设置与铰接杆同轴转动的左前进动传感齿轮，对应的编码器为左前编码器32，左前编码器32安装在耳座上，左前编码器32上安装有左前编码齿轮351，左前进动传感齿轮和左前编码齿轮351啮合，左前陀螺转子25转动带动左前进动传感齿轮转动，从而带动左前编码齿轮351转动，左前编码器32通过左前编码齿轮351的转动监控左前陀螺转子25的自身轴线和底盘1的夹角，反馈给控制单元2，控制单元2控制左前进动电机29工作，左前进动电机齿轮28被左前进动电机29驱动转动，从而带动左前进动齿轮27转动，以此使左前陀螺转子25的自身轴线转动(即左前陀螺转子25的自身轴线摆动，和底盘1的夹角发生改变)，从而调整左前陀螺转子25的自身轴线和底盘1的夹角，左前陀螺自转进动电机26带动左前陀螺转子25绕自身轴线转动，控制单元2控制左前陀螺自转进动电机26从而控制左前陀螺转子25的自转速度。

左后陀螺转子3对应的进动齿轮为左后进动齿轮5，左后进动齿轮5对应的进动驱动装置为左后进动电机8，左后进动电机8安装在耳座上，左后进动电机8上设置有被左后进动电机8控制转动的左后进动电机齿轮7，左后进动电机齿轮7和左后进动齿轮5啮合，同时，左后陀螺转子3对应的铰接杆上设置与铰接杆同轴转动的左后进动传感齿轮31，对应的编码器为左后编码器30，左后编码器30安装在耳座上，左后编码器30上安装有左后编码齿轮34，左后进动传感齿轮31和左后编码齿轮34啮合，左后陀螺转子3转动带动左后进动传感齿轮31转动，从而带动左后编码齿轮34转动，左后编码器30通过左后编码齿轮34的转动监控左后陀螺转子3的自身轴线和底盘1的夹角，反馈给控制单元2，控制单元2控制左后进动电机8工作，左后进动电机齿轮7被左后进动电机8驱动转动，从而带动左后进动齿轮5转动，以此使左后陀螺转子3的自身轴线转动，从而调整左后陀螺转子3的自身轴线和底盘1的夹角，左后陀螺自转进动电机4带动左后陀螺转子3绕自身轴线转动，控制单元2控制左后陀螺自转进动电机4从而控制左后陀螺转子3的自转速度。

右前陀螺转子17对应的进动齿轮为右前进动齿轮19，右前进动齿轮19对应的进动驱动装置为右前进动电机21，右前进动电机21安装在耳座上，右前进动电机21上设置有被右前进动电机21控制转动的右前进动电机齿轮20，右前进动电机齿轮20和右前进动齿轮19啮合，同时，右前陀螺转子17对应的铰接杆上设置与铰接杆同轴转动的右前进动传感齿轮24，对应的编码器为右前编码器22，右前编码器22安装在耳座上，右前编码器22上安装有右前编码齿轮36，右前进动传感齿轮24和右前编码齿轮36啮合，右前陀螺转子17转动带动右前进动传感齿轮24转动，从而带动右前编码齿轮36转动，右前编码器22通过右前编码齿轮36的转动监控右前陀螺转子17的自身轴线和底盘1的夹角，反馈给控制单元2，控制单元2控制右前进动电机21工作，右前进动电机齿轮20被右前进动电机21驱动转动，从而带动右前进动齿轮19转动，以此使右前陀螺转子17的自身轴线转动，从而调整右前陀螺转子17的自身轴线和底盘1的夹角，右前陀螺自转进动电机18带动右前陀螺转子17绕自身轴线转动，控制单元2控制右前陀螺自转进动电机18从而控制右前陀螺转子17的自转速度。

右后陀螺转子9对应的进动齿轮为右后进动齿轮11，右后进动齿轮11对应的进动驱动装置为右后进动电机13，右后进动电机13安装在耳座上，右后进动电机13上设置有被右后进动电机13控制转动的右后进动电机齿轮12，右后进动电机齿轮12和右后进动齿轮11啮合，同时，右后陀螺转子9对应的铰接杆上设置与铰接杆同轴转动的右后进动传感齿轮16，对应的编码器为右后编码器15，右后编码器15安装在耳座上，右后编码器15上安装有右后编码齿轮35，右后进动传感齿轮16和右后编码齿轮35啮合，右后陀螺转子9转动带动右后进动传感齿轮16转动，从而带动右后编码齿轮35转动，右后编码器15通过右后编码齿轮35的转动监控右后陀螺转子9的自身轴线和底盘1的夹角，反馈给控制单元2，控制单元2控制右后进动电机13工作，右后进动电机齿轮12被右后进动电机13驱动转动，从而带动右后进动齿轮11转动，以此使右后陀螺转子9的自身轴线转动，从而调整右后陀螺转子9的自身轴线和底盘1的夹角，右后陀螺自转进动电机10带动右后陀螺转子9绕自身轴线转动，控制单元2控制右后陀螺自转进动电机10从而控制右后陀螺转子9的自转速度。

进一步的，所述底盘上设置有若干用于识别路况的传感器，且所述传感器和所述控制单元2连接，本实施例中识别路况的传感器包括车底路况识别传感器I40、车底路况识别传感器II42、车底路况识别传感器III43和车底路况识别传感器IV45，底路况识别传感器I安装在底盘1的前端，车底路况识别传感器IV45安装在底盘1的后端，车底路况识别传感器II42和车底路况识别传感器III43安装在底盘1下方，车底路况识别传感器I40、车底路况识别传感器II42、车底路况识别传感器III43和车底路况识别传感器IV45均设置在底盘1长度方向的对称平面上，车底路况识别传感器II42位于底盘1前半部分，车底路况识别传感器III43位于底盘1后半部分；底盘1前端还对称设置有左前障碍物识别传感器38和右前障碍物识别传感器37，其分别位于底盘1的长度方向的对称平面的左侧和右侧。

Claims

1.一种进动辅助电动车行驶方法，其包括步骤：

步骤A、底盘前半部分和后半部分均至少安装有一对陀螺件，控制电动车前半部分和/或后半部分的至少一对陀螺件绕自身轴线旋转；

步骤B、改变所述陀螺件自身轴线与电动车的底盘的夹角或锁定该夹角，所述步骤B 和所述步骤A 可同时进行或分开进行；并且，两个陀螺件产生的力矩相互配合，能够使陀螺件的进动性产生把底盘往上抬的趋势；

所述步骤B 和所述步骤A 同时进行；

控制所述陀螺件进行步骤A、B 的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的顺时针方向，从而使所述电动车进行抬尾动作；

或者，控制所述陀螺件进行步骤A、B 的运动时，使其产生陀螺力矩之和的大小大于电动车的整车重力矩，以电动车的底盘的宽度方向为轴，且在俯视方向上以车头朝向为前，朝向左的一方为正方向，所述陀螺力矩之和对电动车造成的转动趋势为绕该正方向的逆时针方向，从而使所述电动车进行抬头动作。

2. 根据权利要求1 所述的一种进动辅助电动车行驶方法，其特征在于，在过障碍时，先进行所述抬头动作，在电动车车头抬起且滞空时，再进行所述抬尾动作，电动车整车进行滞空动作。

3. 根据权利要求2 所述的一种进动辅助电动车行驶方法，其特征在于，当所需过的障碍物的长度小于所述电动车的前后轮轴轴距时，所述电动车整车进行滞空动作，越过障碍物。

4. 根据权利要求3 所述的一种进动辅助电动车行驶方法，其特征在于，当所需过的障碍物的长度大于所述电动车的前后轮轴轴距时，先进行所述抬头动作，电动车继续行驶，当前轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬头动作使车头落下，前轮支撑到所述障碍物上表面，然后进行所述抬尾动作，所述前轮继续在所述障碍物上表面行驶，当后轮移动到所述障碍物的后边缘上方时，停止抬尾动作是车尾落下，后轮支撑到所述障碍物上表面，随后电动车驶过障碍物。

5. 根据权利要求4 所述的一种进动辅助电动车行驶方法，其特征在于，当前轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车头落下速度，当后轮从所述障碍物的前边缘驶出时，通过控制所述陀螺件的运动，控制陀螺力矩之和的大小和方向，控制车尾落下速度。

6.一种执行权利要求1所述方法的进动辅助电动车，其包括：

底盘；

车轮，所述车轮安装在所述底盘上；

其特征在于，还包括：

陀螺件，所述底盘前半部分和后半部分均至少安装有一对所述陀螺件，所述陀螺件能够绕自身轴线旋转，所述陀螺件的自身轴线与所述底盘的夹角可调；并且，两个陀螺件产生的力矩相互配合，能够使陀螺件的进动性产生把底盘往上抬的趋势。