CN113978589A - 一种自平衡无人单车 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于独轮机器人技术领域，提供了一种自平衡无人单车，包括车体，所述车体前端设有前叉，所述前叉底端转动设有前轮，所述空腔内设有电机，所述电机输出端设有动量轮，所述车体上设有控制系统。本发明的一种自平衡无人单车，以高节次，多耦合，配备独显、LED显示屏，以波形和图形的方式全方位显示各个参数，该自平衡无人单车主要以单片机作为控制系统，利用陀螺仪、姿态传感器等不断检测自平衡无人单车位姿，将检测到的数据通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机动量轮，通过改变动量轮的转速、转向等指令，进而借助动量轮的运行惯性，不断保持车体前后的平衡，支持二次开发，支持重力感应遥控和双手遥控模式。

Description

一种自平衡无人单车
技术领域
本发明属于自平衡单技术领域，尤其涉及一种自平衡无人单车。
背景技术
电动自平衡车，是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用载具，是都市用休闲产品的一种，是一种前所未见的崭新休闲工具。应用于个人交通、工作巡视、室内场馆、高尔夫球车，警察巡逻、会展巡逻、大型场馆工作人员交通工具、旅游娱乐等多个方面。相对于其他传统交通工具，具有更轻、更小、更时尚、更好的用户体验，以及更低的成本等技术优势，其每百公里耗电仅为1度左右，可以作为健身、娱乐、短途旅行、短途交通的代步工具，现在已经在全世界越来越流行。电动自平衡车内置重力感应陀螺仪，陀螺仪将感应到的骑行者身体位置变化的信号传送给控制器控制芯片，控制芯片指挥控制器改变系统供给电机电流的大小与方向，从而控制电动自平衡车前进、加速、减速、后退以及静止不动。当骑行者身体前倾时电动自平衡车向前加速，当骑行者身体后倾时电动自平衡车向前减速或者向后加速，当骑行者身体直立时电动自平衡车将慢慢减速到静止并保持前后方向平衡不倒。相对于高速行驶电动自平衡车保持平衡所需要的能量是及其微弱的，消耗的电流是很小的。
然而，对于骑行者来说，电动自平衡车是一种安全性一般的交通工具，现有的自平衡无人单车都要依靠骑行者自己人工干预来调节单车状态以保护骑行者。相对于全自动智能系统来说，人工控制是极不可靠的，是很难保证电动自平衡车平衡稳定的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自平衡无人单车，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明是这样实现的，一种自平衡无人单车，包括车体，所述车体前端设有前叉，所述前叉底端转动设有前轮，所述车体后端底部转动设有后轮，所述后轮的转动轴穿过车体并设有第一皮带轮，所述车体上设有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮之间设有皮带，所述车体中部设有空腔，所述空腔内设有电机，所述电机输出端设有动量轮，所述车体上设有控制系统。
优选的，所述车体内设有驱动第二皮带轮转动的马达。
优选的，所述车体上端设有调节装置。
优选的，所述调节装置为调节杆。
优选的，所述控制系统包括单片机、加速度计、陀螺仪、姿态传感器、电机驱动以及电池保护，其中，所述的加速度计、陀螺仪和姿态传感器分别检测车体运作时倾斜角度与倾斜速度并将加速度计、陀螺仪和姿态传感器的重心偏移量反馈给单片机，通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机驱动，所述的电机驱动根据单片机的偏移量和电机反馈速度，输出合适的动力，控制动量轮的转速，从而实现车体前后的平衡。
有益效果
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种自平衡无人单车，以高节次，多耦合，配备独显、LED显示屏，以波形和图形的方式全方位显示各个参数，该自平衡无人单车主要以单片机作为控制系统，利用陀螺仪、姿态传感器等不断检测自平衡无人单车位姿，将检测到的数据通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机动量轮，通过改变动量轮的转速、转向等指令，进而借助动量轮的运行惯性，不断保持车体前后的平衡，支持二次开发，支持重力感应遥控和双手遥控模式。
附图说明
图1为本发明的结构正视剖面示意图。
图中：车体1、前叉2、前轮3、后轮4、第一皮带轮5、第二皮带轮6、皮带7、空腔8、电机9、动量轮10、控制系统11、调节装置12。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种自平衡无人单车，包括车体1，所述车体1前端设有前叉2，所述前叉2底端转动设有前轮3，所述车体1后端底部转动设有后轮4，所述后轮4的转动轴穿过车体1并设有第一皮带轮5，所述车体1上设有第二皮带轮6，所述第一皮带轮5与第二皮带轮6之间设有皮带7，所述车体1中部设有空腔8，所述空腔8内设有电机9，所述电机9输出端设有动量轮10，所述车体1上设有控制系统11。
进一步的说，所述车体1内设有驱动第二皮带轮6转动的马达。
进一步的说，所述车体1上端设有调节装置12。
进一步的说，所述调节装置12为调节杆。
进一步的说，所述控制系统11包括单片机、加速度计、陀螺仪、姿态传感器、电机驱动以及电池保护，其中，所述的加速度计、陀螺仪和姿态传感器分别检测车体运作时倾斜角度与倾斜速度并将加速度计、陀螺仪和姿态传感器的重心偏移量反馈给单片机，通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机驱动，所述的电机驱动根据单片机的偏移量和电机反馈速度，输出合适的动力，控制动量轮的转速，从而实现车体前后的平衡。
本发明的一种自平衡无人单车，以高节次，多耦合，配备独显、LED显示屏，以波形和图形的方式全方位显示各个参数，该自平衡无人单车主要以单片机作为控制系统，利用陀螺仪、姿态传感器等不断检测自平衡无人单车位姿，将检测到的数据通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机动量轮，通过改变动量轮的转速、转向等指令，进而借助动量轮的运行惯性，不断保持车体前后的平衡，支持二次开发，支持重力感应遥控和双手遥控模式。
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (5)

1.一种自平衡无人单车，其特征在于：包括车体，所述车体前端设有前叉，所述前叉底端转动设有前轮，所述车体后端底部转动设有后轮，所述后轮的转动轴穿过车体并设有第一皮带轮，所述车体上设有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮之间设有皮带，所述车体中部设有空腔，所述空腔内设有电机，所述电机输出端设有动量轮，所述车体上设有控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡无人单车，其特征在于：所述车体内设有驱动第二皮带轮转动的马达。
3.如权利要求1所述的一种自平衡无人单车，其特征在于：所述车体上端设有调节装置。
4.如权利要求3所述的一种自平衡无人单车，其特征在于：所述调节装置为调节杆。
5.如权利要求1所述的一种自平衡无人单车，其特征在于：所述控制系统包括单片机、加速度计、陀螺仪、姿态传感器、电机驱动以及电池保护，其中，所述的加速度计、陀螺仪和姿态传感器分别检测车体运作时倾斜角度与倾斜速度并将加速度计、陀螺仪和姿态传感器的重心偏移量反馈给单片机，通过PID算法进行反馈处理，将反馈的信号下达至电机驱动，所述的电机驱动根据单片机的偏移量和电机反馈速度，输出合适的动力，控制动量轮的转速，从而实现车体前后的平衡。
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