CN112061296A - 一种平衡车及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平衡车及其控制方法,平衡车包括主控单元,主控单元包括主控模块和陀螺仪模块,主控模块包括计时模块;主控单元还包括第一电流检测模块,和/或,主控单元还包括第二电流检测模块,其中,第一电流检测模块用于检测第一电流值,第二电流检测模块用于检测第二电流值,计时模块用于检测第一时间和/或第二时间,陀螺仪模块用于检测第一角度和/或第二角度。其优点在于:将光电开关替换成主控单元,无需在踏板上设置触点,也不需要在上壳或中壳上设置触点贯穿孔;同时将第一陀螺仪设置在第一上壳上,将第二陀螺仪设置在第二上壳或中壳上,摆动幅度较大,检测灵敏度更高,降低了平衡车的复杂程度和因光电开关故障造成的误判断风险。
Description
技术领域
本发明涉及平衡车技术领域,尤其涉及一种平衡车及其控制方法。
背景技术
电动平衡车,其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上,利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,驱动电机轴进行相应的调整,以保持系统的平衡,是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。电动平衡车主要包括独轮和两轮两种类型。其中,双轮平衡车的安全系数较高,更适合代步出行。现有的双轮平衡车一般采用光电开关配合触点完成站人检测,但光电开关安装麻烦,还需要在上壳或其他结构上开孔,踏板下方还需设置对应的触点,结构复杂,部件多,十分不方便。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种平衡车控制方法,多模块结合判断车体上是否站人,检测方法简单,检测精准度高。
本发明的目的之二在于提供一种平衡车,采用上述平衡车控制方法,结构简单,安装方便。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现:
一种平衡车控制方法,包括如下步骤:
自平衡步骤:平衡车启动后进入自平衡状态,第一车体、第二车体自动调节为水平状态;
检测步骤:第一车体倾斜为第一角度,且维持倾斜状态的时间为第一时间,第一电流检测模块检测到的电流为第一电流值,判断第一角度是否超出设定角度的范围,第一电流值大于设定电流最大值,同时第一时间大于设定时间,则判定第一车体上站人;和/或,
第二车体倾斜为第二角度,且维持倾斜状态的时间为第二时间,第二电流检测模块检测到的电流为第二电流值,判断第二角度是否超出设定角度的范围,第二电流值大于设定电流最大值,同时第二时间大于设定时间,则判定第二车体上站人。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现:
一种平衡车,包括第一车体和第二车体,还包括平衡车控制系统,所述平衡车控制系统包括主控单元,所述主控单元包括主控模块和陀螺仪模块,所述主控模块包括计时模块;所述主控单元还包括第一电流检测模块,所述第一电流检测模块与所述第一车体的第一电机连接;和/或,所述主控单元还包括第二电流检测模块,所述第二电流检测模块与所述第二车体的第二电机连接;
其中,所述第一电流检测模块用于检测第一电流值,所述第二电流检测模块用于检测第二电流值,所述计时模块用于检测第一时间和/或第二时间,所述陀螺仪模块用于检测第一角度和/或第二角度。
优选地,所述第一车体包括第一上壳、第一下壳和第一车轮,所述第二车体包括第二上壳、第二下壳和第二车轮;还包括中壳,所述中壳设置在所述第二上壳和所述第二下壳之间。
优选地,所述主控单元设置在第一上壳,和/或,所述主控单元设置所述第二上壳或所述中壳上。
优选地,所述第二车轮包括第二电机轴,所述主控单元包括第二电机驱动模块,所述第二电机驱动模块与第二电机连接,所述中壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二上壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二下壳上设有第二电机轴安装座;当主控单元设置在第二车体上时,所述主控单元上的陀螺仪模块的高度高于第二电机轴的高度;和/或
所述第一车轮包括第一电机轴,所述主控单元包括第一电机驱动模块,所述第一电机驱动模块与第一电机连接,所述第一上壳下侧设置第一电机轴安装座,或,所述第一下壳上设置第一电机轴安装座;当主控单元设置在第一车体上时,所述主控单元上的陀螺仪模块的高度高于所述第一电机轴的高度。
优选地,所述第一电机上连接有第一速度检测模块,所述第一速度检测模块与所述主控单元的主控模块连接,所述第一速度检测模块为霍尔传感器,和/或,所述第二电机上连接有第二速度检测模块,所述第二速度检测模块与所述主控单元的主控模块连接,所述第二速度检测模块为霍尔传感器。
优选地,所述第一车体或所述第二车体内设有电池组件,所述主控单元包括电源模块,所述电源模块与所述电池组件连接;所述主控单元还包括电压检测模块,所述电压检测模块与所述电池组件连接。
优选地,所述电池组件设置在所述第一上壳上,所述第一上壳上设置有电池定位柱,所述电池组件通过所述电池定位柱与所述第一上壳固定;或,所述电池组件设置在所述第一下壳上,所述第一下壳上设置有电池定位柱,所述电池组件通过所述电池定位柱与所述第一下壳固定。
优选地,所述电池定位柱包括电池预定位柱和电池锁紧柱,所述电池组件的外壁上对应设有预定位槽和锁紧孔;
所述电池定位柱包括两组,两组所述电池定位柱在所述第一上壳上或所述第一下壳上对称设置。
优选地,所述中壳上设置第一连接结构,所述第二上壳上对应设置第二连接结构,所述第一连接结构和所述第二连接结构配合使得所述中壳与所述第二上壳连接,所述第一连接结构和所述第二连接结构是连接孔或连接柱的任意组合;和/或
所述中壳上设置第三连接结构,所述第二下壳上对应设置第四连接结构,所述第三连接结构和所述第四连接结构配合使得所述中壳与所述第二下壳连接,所述第三连接结构和所述第四连接结构是连接孔或连接柱的任意组合。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
本发明通过主控单元中的陀螺仪模块检测第一车体和/或第二车体的倾斜角度,同时,通过第一电流检测模块检测第一车轮的电流大小,通过第二电流检测模块检测第二车轮的电流大小,综合判断第一车体或第二车体是否站人,无需设置光电开关,简化踏板、上壳和中壳的结构,降低了平衡车的复杂程度,以及光电开关故障造成的误判断风险。
附图说明
图1为本发明一实施例的平衡车的爆炸结构示意图,其显示了主控单元设置在第一上壳上的实施方式,还显示了主控单元的辅控单元设置在第二上壳上的实施方式;
图2为本发明另一实施例的平衡车的爆炸结构示意图,其显示了主控单元设置在中壳上的实施方式;
图3为本发明一实施例的平衡车的剖面结构示意图,其显示了电池组件设置在第一上壳上的实施方式;
图4为本发明一实施例的中壳的剖面结构示意图;
图5为本发明一实施例的第二上壳的结构示意图;
图6为本发明一实施例的第二下壳的结构示意图;
图7为本发明实施例的控制方法的框架示意图。
图中:10、第一上壳;101、第七连接结构;102、第一控制板连接柱; 20、第一下壳;201、第八连接结构;30、第二上壳;301、第二连接结构; 302、容纳部;303、第五连接结构;304、第二控制板连接柱;40、第二下壳; 401、第四连接结构;402、第六连接结构;50、中壳;501、第一连接结构; 502、第三连接结构;60、电池组件;602、电池定位柱;6021、电池预定位柱;6022、电池锁紧柱;603、预定位槽;604、锁紧孔;70、第一车轮;701、第一电机轴;702、第一电机轴安装座;703、第一电机轴压片固定孔;704、第一电机轴安装槽;705、第一电机轴压片;706、第一电流检测模块;707、第一速度检测模块;80、第二车轮;801、第二电机轴;802、第二电机轴安装座;803、第二电机轴压片固定孔;804、第二电机轴安装槽;805、第二电机轴压片;806、第二电流检测模块;807、第二速度检测模块;90、主控模块;901、第一陀螺仪电路;902、第二陀螺仪电路;903、第一控制板;904、第二控制板;905、电源模块;906、电压检测模块。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明进行更为详细的描述,需要说明的是,以下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的,而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合,以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
在本发明的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”,“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外,如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征,在本发明描述中,“数个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除另有明确规定和限定,如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;也可以是机械连接;可以是直接相连,也可以是通过中间媒介相连,可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
参看附图1至附图7,本发明实施例的平衡车及其控制方法将在接下来的描述中被阐明,其中,将光电开关替换成主控单元,无需在踏板上设置触点,也不需要在上壳或中壳上设置触点贯穿孔;同时将主控单元设置在车体和/或第二车体上,摆动幅度较大,检测灵敏度更高,降低了平衡车的复杂程度,以及光电开关故障造成的误判断风险。
本发明的平衡车控制方法包括如下步骤:
自平衡步骤:平衡车启动后进入自平衡状态,第一车体、第二车体自动调节为水平状态;
检测步骤:第一车体倾斜为第一角度,且维持倾斜状态的时间为第一时间,第一电流检测模块检测到的电流为第一电流值,判断第一角度是否超出设定角度的范围,第一电流值大于设定电流最大值,同时第一时间大于设定时间,则判定第一车体上站人;和/或,
第二车体倾斜为第二角度,且维持倾斜状态的时间为第二时间,第二电流检测模块检测到的电流为第二电流值,判断第二角度是否超出设定角度的范围,第二电流值大于设定电流最大值,同时第二时间大于设定时间,则判定第二车体上站人。
更具体地说,平衡车在启动之后,进入自平衡状态,第一车体和第二车体自动调整为水平状态;若第一车体上活动设置有第一踏板,则第一车体上的第一踏板自动调整为水平状态;若第二车体上活动设置有第二踏板,则第二车体上的第二踏板自动调整为水平状态。当第一车体和第二车体均进入自平衡状态后,当脚去踩踏平衡车时,第一车体或第二车体会产生一定角度,此时平衡车为了维持自平衡,驱动相应的电机转动,使平衡车向水平状态恢复,在此过程中,电机的驱动电流会不断增大。预先设置第一车体或第二车体的倾斜角度,最大角度为0.2°,最小角度为-0.2°,则第一车体或第二车体的设定角度范围为-0.2°~0.2°,设定电机的驱动电流最大值为0.5A,第一电流检测模块和第二电流检测模块用于检测电机的驱动电流,第一车体或第二车体的倾斜状态最小持续时间为设定时间,设定时间为0.5S,因此,以第一车体为例,判断方法为:
第一踏板倾斜为第一角度,且维持倾斜状态的时间为第一时间,第一电流检测模块检测到的电流为第一电流值,判断第一角度是否超出-0.2°~0.2°的范围,第一电流值大于0.5A,同时第一时间大于0.5S,若上述判断均为是,则判定第一踏板上站人。
以第二车体为例,判断方法为:第二踏板倾斜为第二角度,且维持倾斜状态的时间为第二时间,第二电流检测模块检测到的电流为第二电流值,判断第二角度是否超出-0.2°~0.2°的范围,第二电流值大于0.5A,同时第二时间大于0.5S,若上述判断均为是,则判定第二踏板上站人。
本发明还设计了一种采用上述平衡车控制方法的平衡车,如附图1至附图7所示,本发明的平衡车包括第一车体和第二车体,还包括平衡车控制系统,所述平衡车控制系统包括主控单元,所述主控单元包括主控模块和陀螺仪模块,所述主控模块包括计时模块;所述主控单元还包括第一电流检测模块,所述第一电流检测模块与所述第一车体的第一电机连接;和/或,所述主控单元还包括第二电流检测模块,所述第二电流检测模块与所述第二车体的第二电机连接;
其中,所述第一电流检测模块用于检测第一电流值,所述第二电流检测模块用于检测第二电流值,所述计时模块用于检测第一时间和/或第二时间,所述陀螺仪模块用于检测第一角度和/或第二角度。
主控单元上的主控模块用于检测信号、对检测信号处理并发送控制信号,主控单元可以采用各种嵌入式单片机,检测各个电路模块输入的检测信号,以及对控制系统中各个电路模块输出控制信号,实现各种控制功能,计时模块可以为主控模块的计时功能,集成在主控模块上。
主控单元的主控模块90可以为用于检测信号、对所检测的信号进行处理、对外发送控制信号的主控芯片;陀螺仪模块可以采用陀螺仪芯片,设置在主控单元的主控电路板上,主控模块也设置在主控电路板上。主控单元还包括第一电流检测模块和第二电流检测模块,第一电流检测模块、第二电流检测模块以及电源模块和电压检测模块均设置在主控电路板上,并与主控模块连接。
第一车体包括第一车轮,第一电机设置在第一车轮上,主控单元还包括第一电机驱动模块,第一电机驱动模块为第一电机驱动电路,设置在主控电路板上,并与主控模块连接,第一电流检测模块706与第一电机驱动电路连接。第二车体包括第二车轮,第二电机设置在第二车轮上,主控单元还包括第二电机驱动模块,第二电机驱动模块为第二电机驱动电路,设置在主控电路板上,并与主控模块连接,第二电流检测模块806与第二电机驱动电路连接;主控单元还包括用于与外围部件连接的接口电路。优选地,所述第一电机上连接有第一速度检测模块707,所述第一速度检测模块707与所述主控模块连接,所述第一速度检测模块为霍尔传感器,用于检测第一车轮的速度,和/或,所述第二电机上连接有第二速度检测模块807,所述第二速度检测模块807与所述主控模块90连接,所述第二速度检测模块为霍尔传感器,用于检测第二车轮的速度。
主控单元上的陀螺仪模块可以为一个,也可以为两个,当陀螺仪模块数量为两个时,其中一个陀螺仪模块通过主控单元设置其中一个车体上,另一个陀螺仪模块通过与主控单元连接的辅控模块设置在另一车体上。设置在第一车体上的陀螺仪模块称为第一陀螺仪电路901,设置在第二车体上的陀螺仪模块称为第二陀螺仪电路902。
在一些实施例中,如附图1和附图2所示,第一陀螺仪电路设置在第一上壳上,更具体地说,所述第一车轮包括第一电机轴。所述第一上壳下侧设置第一电机轴安装座,或,所述第一下壳上设置第一电机轴安装座;所述第一电机轴安装座包括第一电机轴压片固定孔和第一电机轴安装槽;所述第一电机轴压片固定孔包括两组,两组所述第一电机轴压片固定孔对称设置在所述第一电机轴安装槽两侧;第一陀螺仪电路901的高度高于所述第二电机轴的高度。第一上壳在第一车体转动时具有更大的摆动幅度,因此,陀螺仪模块具有更准确的转动信号,可以更准确地检测第一车体的站人情况。
在一些实施例中,如附图1所示,第二陀螺仪电路设置在第二上壳上,更具体地说,所述第二车轮包括第二电机轴,所述中壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二上壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二下壳上设有第二电机轴安装座;第二陀螺仪电路902的高度高于第二电机轴的高度。第二上壳在第一车体转动时具有更大的摆动幅度,因此,陀螺仪模块具有更准确的转动信号,可以更准确地检测第二车体的站人情况。
在另一些实施例中,如附图2所示,第二陀螺仪电路902设置在第二上壳,更具体地说,更具体地说,所述第二车轮包括第二电机轴,所述中壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二上壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二下壳上设有第二电机轴安装座;所述第二陀螺仪电路902的高度高于第二电机轴的高度。中壳在第二车体转动时具有更大的摆动幅度,因此,第二陀螺仪电路902具有更准确的转动信号,可以更准确地检测第二车体的站人情况。同时,由于中壳设置在第二上壳和第二下壳之间,第二陀螺仪电路902设置在中壳上,优选地,设置在中壳下侧的容纳槽中,可以对第二陀螺仪电路902起到保护作用,避免被第二踏板踩踏损伤,同时还可离设置在第一车体或第二车体内的主控单元更接近,方便连接安装。
对于第一车轮70的安装位置,在一些实施例中,第一车体包括第一车轮 70,第一车轮70设置在第一上壳10远离中壳50的外侧端上,第二车体包括第二车轮80,第二车轮80设置在中壳50远离第一上壳10的外侧端上。更具体地说,第一车轮70包括第一电机轴701,第一上壳10上设有第一电机轴安装座702,第一电机轴安装座702包括第一电机轴压片固定孔703和第一电机轴安装槽704;第一电机轴安装槽704与第一电机轴相适配,第一电机轴安放在第一电机轴安装槽中,第一电机轴压片固定孔703包括两组,两组第一电机轴压片固定孔703对称设置在第一电机轴安装槽704两侧。第一电机轴安装座702上还设有第一电机轴压片705,第一电机轴通过第一电机轴压片705固定在第一电机轴安装槽中;第一电机轴压片705通过螺丝与第一电机轴安装座702固定连接,保证第一电机轴不会脱离第一电机轴安装槽。
对于第一车轮70的安装位置,在另一些实施例中,第一车体包括第一车轮70,第一车轮70设置在第一下壳20远离中壳50的外侧端上,更具体地说,第一车轮70包括第一电机轴701,第一下壳20上设有第一电机轴安装座702,第一电机轴安装座702包括第一电机轴压片固定孔703和第一电机轴安装槽704;第一电机轴安装槽704与第一电机轴相适配,第一电机轴安放在第一电机轴安装槽中,第一电机轴压片固定孔703包括两组,两组第一电机轴压片固定孔703对称设置在第一电机轴安装槽704两侧。第一电机轴安装座702上还设有第一电机轴压片705,第一电机轴通过第一电机轴压片 705固定在第一电机轴安装槽中;第一电机轴压片705通过螺丝与第一电机轴安装座702固定连接,保证第一电机轴不会脱离第一电机轴安装槽。
基于上述实施例,优选地,第一车体包括第一控制板903,主控单元还可以设置在第一控制板上。为保护第一控制板903,第一控制板903位于第一上壳10和第一下壳20之间,第一上壳10或第一下壳20上设有第一控制板连接柱102,第一控制板903通过第一控制板连接柱102与第一上壳10或第一下壳20固定连接;为使第一控制板903的安装更牢固,第一控制板连接柱102包括两组,两组第一控制板连接柱102分别设置按在第一电机轴安装座702的两侧,使第一控制板903不与第一电机轴安装座702干涉。
对于第二车轮80的安装位置,在一些实施例中,第二车轮80包括第二电机轴801,中壳50上设有第二电机轴安装座802,第二电机轴安装座802 包括第二电机轴压片固定孔803和第二电机轴安装槽804;第二电机轴安装槽804与第二电机轴相适配,第二电机轴安放在第二电机轴安装槽中,第二电机轴压片固定孔803包括两组,两组第二电机轴压片固定孔803对称设置在第二电机轴安装槽804两侧。第二电机轴安装座802上还设有第二电机轴压片805,第二电机轴通过第二电机轴压片805固定在第二电机轴安装槽中;第二电机轴压片805通过螺丝与第二电机轴安装座802固定连接,保证第二电机轴不会脱离第二电机轴安装槽。与上述实施例结合,优选地,中壳50 的厚度大于第二上壳30的厚度;由于中壳50的厚度较厚,机械强度较大,因此,在附图2以及附图4所示出的具体示例中,第二电机轴安装座设置在中壳50的底部,使第二电机轴安装更牢固,第二车轮可以更稳定地带动第二车体运行。
对于第二车轮80的安装位置,在另一些实施例中,第二车轮80包括第二电机轴801,第二下壳40上设有第二电机轴安装座802,第二电机轴安装座802包括第二电机轴压片固定孔803和第二电机轴安装槽804;第二电机轴安装槽804与第二电机轴相适配,第二电机轴安放在第二电机轴安装槽中,第二电机轴压片固定孔803包括两组,两组第二电机轴压片固定孔803对称设置在第二电机轴安装槽804两侧。第二电机轴安装座802上还设有第二电机轴压片805,第二电机轴通过第二电机轴压片805固定在第二电机轴安装槽中;第二电机轴压片805通过螺丝与第二电机轴安装座802固定连接,保证第二电机轴不会脱离第二电机轴安装槽。
基于上述几个实施例,优选地,第二车体包括第二控制板904,主控单元还可以设置在第二控制板上。为保护第二控制板904,第二控制板904位于中壳50和第二下壳40之间,中壳50或第二下壳40下侧设置第二控制板连接柱304,第二控制板904通过第二控制板连接柱304与中壳50或第二下壳40固定连接;为使第二控制板904的安装更牢固,第二控制板连接柱304 包括两组,两组第二控制板连接柱304分别设置按在第二电机轴安装座802 的两侧,使第二控制板904不与第二电机轴安装座802干涉。
在实际应用时,第一车轮70和第二车轮80的安装位置可以彼此结合,比如,当第一车轮70与第一上壳10连接,第二车轮80可以与第二上壳30 连接,也可以与中壳50连接,也可以与第二下壳40;当第一车轮70与第一下壳20连接,第二车轮80可以与第二上壳30连接,也可以与中壳50连接,也可以与第二下壳40。优选地,第一车轮70的第一电机轴701与第二车轮 80的第二电机轴801的轴线重合,以保证两个车轮同心转动,平衡车的运行更稳定。
优选地,所述第一车体或所述第二车体内设有电池组件,所述电池组件的电源模块905与所述主控模块90连接,作为主控单元的电源,优选地,主控单元包括电压检测模块906,用于检测电池组件的电压情况。更具体地说,主控单元通过电阻分压的方式检测电池组件电压。如附图1至附图3所示出的具体示例中,电池组件设置在第一车体中。电池组件60具有较大体积,第一车体为双层结构,其内具有较大安装空间,电池组件60设置在第一车体中,位于第一上壳10的下方,电池组件60包括电池盒和电池,电池设置在电池盒内,电池盒与第一上壳10或第一下壳20固定连接。更具体地说,电池盒与第一上壳10连接,第一上壳10上设置有电池定位柱602,电池盒通过电池定位柱602与第一上壳10连接。电池定位柱602包括电池预定位柱6021 和电池锁紧柱6022,电池锁紧柱6022上设有与锁紧孔604对应的螺丝孔,电池组件60的外壁上对应设有预定位槽603和锁紧孔604,安装时,可以先将电池预定位柱6021插入电池盒外壁上的预定位槽603中,同时将电池锁紧柱6022与锁紧孔604对应,而后用螺丝将电池锁紧柱6022与锁紧孔604锁紧固定,从而实现电池盒与电池定位柱602的固定连接。如附图3所示,电池与定位柱的长度大于电池锁紧柱6022的长度。优选地,为加强电池组件 60与第一上壳10的连接稳定性,电池定位柱602包括两组,分别设置在第一上壳10下表面与电池盒两侧对应的位置上,如附图1和附图2所示,电池定位柱602位于电池盒的两侧,对应的,预定位槽603和锁紧孔604也位于电池盒的两侧。为保证电池组件60的受力平衡,两组电池定位柱602对称设置。
在另一实施例中,电池组件60设置在第一下壳20上,第一下壳20上设置有电池定位柱602,电池组件60通过电池定位柱602与第一下壳20固定。电池定位柱602包括电池预定位柱6021和电池锁紧柱6022,电池锁紧柱6022 上设有与锁紧孔604对应的螺丝孔,电池组件60的外壁上对应设有预定位槽 603和锁紧孔604,安装时,将预定位槽603与电池预定位柱6021对准,下放电池盒,使电池预定位柱6021插入电池盒外壁上的预定位槽603中,此时,电池锁紧柱6022与锁紧孔604对应,而后用螺丝将电池锁紧柱6022与锁紧孔604锁紧固定,从而实现电池盒与电池定位柱602的固定连接。电池与定位柱的长度大于电池锁紧柱6022的长度。优选地,为加强电池组件60与第一上壳10的连接稳定性,电池定位柱602包括两组,分别设置在第一上壳 10下表面与电池盒两侧对应的位置上,电池定位柱602位于电池盒的两侧,对应的,预定位槽603和锁紧孔604也位于电池盒的两侧。为保证电池组件 60的受力平衡,两组电池定位柱602对称设置。
在另一些实施例中,第一上壳10和第一下壳20上均设有电池定位柱 602,电池组件60同时与第一上壳10和第一下壳20连接固定,以获取更稳定的安装效果。电池定位柱602的具体结构,和与电池盒的连接方式可以如上述实施例中描述的。另外,为保证电池组件60的受力平衡,电池定位柱 602的数量可以为四组,且位于第一上壳10上的两组彼此对称设置,位于第一下壳20上的两组彼此对称设置。位于第一上壳10上的电池定位柱602可以与第一下壳20上的电池定位柱602对应设置,也可以错位设置。
第二车体中设置中壳50,为三层结构,安装空间较小,但结构强度更高,承重效果更好。中壳50的安装固定对第二车体和整个平衡车的稳定性都较为重要。中壳50可以单独与第二上壳30连接,也可以单独与第二下壳40连接,也可以同时与第二上壳30和第二下壳40连接。
在一些实施例中,如附图1和附图2所示,中壳50上设置第一连接结构 501,第二上壳30上对应设置第二连接结构301,第一连接结构501和第二连接结构301配合使得中壳50与第二上壳30连接,第一连接结构501和第二连接结构301是连接孔或连接柱的任意组合。更具体地说,第一连接结构 501为连接孔,第二连接结构301为连接柱,连接孔和连接柱对应设置,螺丝穿过连接孔与连接柱螺纹连接,使中壳50与第二上壳30固定连接。
如附图4和附图5所示,中壳50与第二上壳30连接时,第一连接结构 501有两个,使中壳50与第二上壳30的连接更牢固。优选地,为使中壳50 在安装时受力平衡,两个第一连接结构501在中壳50上对称设置,即两个第一连接结构501关于中壳50的中心横轴中心对称。或者说,两个第一连接结构501的连线可以与水平线垂直,该水平线指的是附图方向上的水平横线。更具体地说,两个第一连接结构501位于中壳50的两侧,如附图4所示,两个连接孔位于中壳50的两侧。
在另一些实施例中,中壳50上设置第三连接结构502,第二下壳40上对应设置第四连接结构401,第三连接结构502和第四连接结构401配合使得中壳50与第二下壳40连接,第三连接结构502和第四连接结构401是连接孔或连接柱的任意组合。更具体地说,在附图4和附图6所示出的具体示例中,第三连接结构502为连接柱,第四连接结构401为连接柱,第三连接结构502和第四连接结构401中的至少一者为贯通连接柱,中壳50上的连接柱和第二下壳40上的连接柱对应设置,且其上均设有螺丝孔,螺丝穿过贯穿连接柱与连接柱螺纹连接,使中壳50与第二下壳40固定连接。
如附图4和附图6所示,中壳50与第二下壳40连接时,第三连接结构 502有两个,使中壳50与第二下壳40的连接更牢固。优选地,为使中壳50 在安装时受力平衡,两个第三连接结构502在中壳50上对称设置,即两个第三连接结构502关于中壳50的中心横轴中心对称。在一些实施例中,两个第三连接结构502的连线与水平线垂直,该水平线指的是附图方向上的水平横线。更具体地说,两个第三连接结构502位于中壳50的两侧,如附图4所示,两个连接柱位于中壳50的两侧。
在一些实施例中,为缩小第二车体的体积,使中壳50安装更稳定,第二车体内设置有容纳中壳50的容纳部302,中壳50部分或全部位于容纳部302。更具体地说,在一实施例中,如附图3和附图5所示,第二上壳30下侧设置有容纳部302,容纳部302为凹槽结构,中壳50的上部位于容纳部302中,或中壳50整体均位于容纳部302中,此时,可以设置容纳槽的下表面与中壳50的上表面相抵,使第二上壳30受到的力可以作用到中壳50上,避免第二上壳30超过承重范围而损坏,提高了平衡车的机械强度,保证了平衡车的使用寿命。
在另一实施例中,第二下壳40上侧设置有容纳部302,容纳部302为凹槽结构,中壳50的上部位于容纳部302中,或中壳50整体均位于容纳部302 中,此时,可以设置第二上壳30的下表面与中壳50的上表面相抵,使第二上壳30受到的力可以作用到中壳50上,避免第二上壳30超过承重范围而损坏,提高了平衡车的机械强度,保证了平衡车的使用寿命。
在另一实施例中,第二上壳30下侧和第二下壳40上侧共同形成容纳部 302,容纳部302为腔体结构,中壳50整体位于容纳部302中,此时,可以设置第二上壳30的下表面与中壳50的上表面相抵,使第二上壳30受到的力可以作用到中壳50上,避免第二上壳30超过承重范围而损坏,提高了平衡车的机械强度,保证了平衡车的使用寿命。
基于上述几个实施例,优选地,中壳50的厚度大于第二上壳30的厚度,中壳50的机械强度更高,同时可以提高第二上壳30的机械强度,当第一车体和第二车体之间存在转动机构时,转动机构与中壳50连接,可以使转动机构的安装更稳定,增强第一车体和第二车体之间的连接,从而使第一车体和第二车体之间转动更稳定,提高整个平衡车车体的稳定性。
基于上述实施例,优选地,为了使平衡车的外形更美观,第一上壳10 和第二上壳30齐平,第二上壳30的上表面和第一上壳10的上表面在同一水平线上,使用户可以平稳地站在第一车体和第二车体上操作。
在一些实施例中,第一上壳10与第一下壳20连接固定,形成第一容纳腔,更具体地说,第一上壳10上设置第七连接结构101,第一下壳20上对应设置第八连接结构201,第七连接结构101和第八连接结构201配合使得第一上壳10与第一下壳20连接,第七连接结构101和第八连接结构201是连接孔或连接柱的任意组合。在附图1和附图2所示出的具体示例中,第七连接结构101为连接柱,其上设有连接孔,第八连接结构201为连接柱,其内设有贯穿的连接孔,安装时,对准第七连接结构101和第八连接结构201,将螺丝穿过第一下壳20上的连接孔,进入第一上壳10上的连接柱,将两个连接柱连接固定,以连接固定第一上壳10和第一下壳20。
在一些实施例中,第二上壳30可以直接与第二下壳40连接,也可以通过中壳50与第二下壳40连接。更具体地说,第二上壳30上设置第五连接结构303,第二下壳40上对应设置第六连接结构402,第五连接结构303和第六连接结构402配合使得第二上壳30与第二下壳40连接;第五连接结构303 和第六连接结构402是连接孔或连接柱的任意组合。在附图1和附图2所示出的具体示例中,第五连接结构303包括第一连接柱和第二连接柱,分别设有连接孔,第六连接结构402为连接柱,其中设有连接孔,第一连接柱用于连接第二上壳30和中壳50,第二连接柱用于连接第二上壳30和第二下壳40。在一些实施例中,仅存在第一连接柱,第二上壳30和第二下壳40分别与中壳50连接,从而构成整个第二车体。在另一些实施例中,可同时存在第一连接柱和第二连接柱,第二上壳30不仅与中壳50连接,还与第二下壳40有直接的连接,第二车体的整体结构更加稳定,承重更高,平衡车的运行更安全。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种平衡车控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
自平衡步骤:平衡车启动后进入自平衡状态,第一车体、第二车体自动调节为水平状态;
检测步骤:第一车体倾斜为第一角度,且维持倾斜状态的时间为第一时间,第一电流检测模块检测到的电流为第一电流值,判断第一角度超出设定角度的范围,第一电流值大于设定电流最大值,同时第一时间大于设定时间,则判定第一车体上站人;和/或,
第二车体倾斜为第二角度,且维持倾斜状态的时间为第二时间,第二电流检测模块检测到的电流为第二电流值,判断第二角度超出设定角度的范围,第二电流值大于设定电流最大值,同时第二时间大于设定时间,则判定第二车体上站人。
2.一种平衡车,包括第一车体和第二车体,其特征在于:还包括平衡车控制系统,所述平衡车控制系统包括主控单元,所述主控单元包括主控模块和陀螺仪模块,所述主控模块包括计时模块;所述主控单元还包括第一电流检测模块,所述第一电流检测模块与所述第一车体的第一电机连接;和/或,所述主控单元还包括第二电流检测模块,所述第二电流检测模块与所述第二车体的第二电机连接;
其中,所述第一电流检测模块用于检测第一电流值,所述第二电流检测模块用于检测第二电流值,所述计时模块用于检测第一时间和/或第二时间,所述陀螺仪模块用于检测第一角度和/或第二角度。
3.如权利要求2所述的平衡车,其特征在于:所述第一车体包括第一上壳、第一下壳和第一车轮,所述第二车体包括第二上壳、第二下壳和第二车轮;还包括中壳,所述中壳设置在所述第二上壳和所述第二下壳之间。
4.如权利要求3所述的平衡车,其特征在于:所述主控单元设置在第一上壳,和/或,所述主控单元设置所述第二上壳或所述中壳上。
5.如权利要求4所述的平衡车,其特征在于:所述第二车轮包括第二电机轴,所述主控单元包括第二电机驱动模块,所述第二电机驱动模块与第二电机连接,所述中壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二上壳下侧设有第二电机轴安装座,或所述第二下壳上设有第二电机轴安装座;当主控单元设置在第二车体上时,所述主控单元上的陀螺仪模块的高度高于第二电机轴的高度;和/或
所述第一车轮包括第一电机轴,所述主控单元包括第一电机驱动模块,所述第一电机驱动模块与第一电机连接,所述第一上壳下侧设置第一电机轴安装座,或,所述第一下壳上设置第一电机轴安装座;当主控单元设置在第一车体上时,所述主控单元上的陀螺仪模块的高度高于所述第一电机轴的高度。
6.如权利要求2所述的平衡车,其特征在于:所述第一电机上连接有第一速度检测模块,所述第一速度检测模块与所述主控单元中的主控模块连接,所述第一速度检测模块为霍尔传感器,和/或,所述第二电机上连接有第二速度检测模块,所述第二速度检测模块与所述主控单元中的主控模块连接,所述第二速度检测模块为霍尔传感器。
7.如权利要求3所述的平衡车,其特征在于:所述第一车体或所述第二车体内设有电池组件,所述主控单元包括电源模块,所述电源模块与所述电池组件连接;所述主控单元还包括电压检测模块,所述电压检测模块与所述电池组件连接。
8.如权利要求7所述的平衡车,其特征在于:所述电池组件设置在所述第一上壳上,所述第一上壳上设置有电池定位柱,所述电池组件通过所述电池定位柱与所述第一上壳固定;或,所述电池组件设置在所述第一下壳上,所述第一下壳上设置有电池定位柱,所述电池组件通过所述电池定位柱与所述第一下壳固定。
9.如权利要求8所述的平衡车,其特征在于:所述电池定位柱包括电池预定位柱和电池锁紧柱,所述电池组件的外壁上对应设有预定位槽和锁紧孔;
所述电池定位柱包括两组,两组所述电池定位柱在所述第一上壳上或所述第一下壳上对称设置。
10.如权利要求3所述的平衡车,其特征在于:所述中壳上设置第一连接结构,所述第二上壳上对应设置第二连接结构,所述第一连接结构和所述第二连接结构配合使得所述中壳与所述第二上壳连接,所述第一连接结构和所述第二连接结构是连接孔或连接柱的任意组合;和/或
所述中壳上设置第三连接结构,所述第二下壳上对应设置第四连接结构,所述第三连接结构和所述第四连接结构配合使得所述中壳与所述第二下壳连接,所述第三连接结构和所述第四连接结构是连接孔或连接柱的任意组合。
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