CN203255325U - 利用重心偏移控制移动的代步车 - Google Patents

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本实用新型涉及一种代步车辆，尤其是利用重心偏移控制移动的代步车。包括底盘和驱动电机，底盘包括车架、前轮和后轮，前轮和后轮固定在车架的底部，其中，所述代步车还包括重心偏移检测踏板、电机驱动模块和单片机，重心偏移检测踏板包括踏板、压力传感器和信号处理模块，踏板下至少安装有三个压力传感器，踏板上还固定有信号处理模块，压力传感器和信号处理模块连接，重心偏移检测踏板、驱动电机、电机驱动模块和单片机设置在车架上，驱动电机与电机驱动模块连接，驱动电机与电源连接，信号处理模块和单片机的输入接口连接，单片机的输出接口与电机驱动模块连接。其自动化程度高，驾驶十分简单，结构紧凑体积小，便于放置和携带。

Description

利用重心偏移控制移动的代步车
技术领域
本实用新型涉及一种代步车辆，尤其是利用重心偏移控制移动的代步车。
背景技术
近年来，随着电池和自动控制技术的发展，电动自行车、两轮平衡车等电动代步工具逐渐得到推广和普及，目前这些代步工具已经得到广泛使用。但现有的代步工具仍然采用传统的操控模式，采用手握双把的方式控制车子的方向，甚至通过手把上的开关控制代步车的加减速度。因此现有结构的代步工具结构复杂，不便于操作和携带。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出了一种利用重心偏移控制运动的代步车，其自动化程度高，驾驶十分简单，结构紧凑体积小，便于放置和携带。
本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种利用重心偏移控制运动的代步车，包括底盘和驱动电机，底盘包括车架、前轮和后轮，前轮和后轮固定在车架的底部，其中，所述代步车还包括重心偏移检测踏板、电机驱动模块和单片机，重心偏移检测踏板包括踏板、压力传感器和信号处理模块，踏板下至少安装有三个压力传感器，踏板上还固定有信号处理模块，压力传感器和信号处理模块连接，重心偏移检测踏板、驱动电机、电机驱动模块和单片机设置在车架上，驱动电机与电机驱动模块连接，驱动电机与电源连接，信号处理模块和单片机的输入接口连接，单片机的输出接口与电机驱动模块连接。
本实用新型中，所述前轮为驱动轮，所述后轮为万向轮，踏板的前端设有至少两个驱动轮，踏板的后端设有至少一个万向轮，代步车包括电机驱动模块和与电机驱动模块连接的驱动电机，驱动电机的输出轴与驱动轮之间传动连接。
所述前轮为转向轮，后轮为驱动轮，踏板的前端设有至少一个转向轮，踏板的后端设有至少一个驱动轮，代步车包括至少两个电机驱动模块和与电机驱动模块连接的驱动电机，其中至少一个电机驱动模块连接的驱动电机与转向轮传动连接，至少一个电机驱动模块连接的驱动电机与驱动轮传动连接。
所述驱动电机与转向轮之间的传动连接为齿轮传动连接、带传动连接或者链传动连接。
所述驱动电机与驱动轮之间的传动连接为齿轮传动连接、带传动连接或者链传动连接。
所述驱动电机、电机驱动模块和单片机位于重心偏移检测踏板的下方。
所述的电源为电池，电池设置在车架上并位于重心偏移检测踏板的下方。
所述踏板可呈圆形、方形或其它形状，踏板的上表面设有增加摩擦系数的凹凸装置。
本实用新型的有益效果是：该代步车自动化程度高，驾驶十分简单，结构紧凑体积小，便于放置和携带等优点，可以作为大型室内或者室外平整坚硬路况下的代步工具使用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是重心偏移检测踏板的结构示意图；
图3是去掉重心偏移检测踏板后的代步车底盘结构示意图；
图4是驾驶者重心向左倾斜时代步车的运动方向示意图；
图5是驾驶者重心向前倾斜时代步车的运动方向示意图。
其中：1重心偏移检测踏板；2车架；3电池；4电机驱动模块；5万向轮；6单片机；7驱动电机；8链条；9驱动轮；10踏板；11信号处理模块；12压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例1
图1至图5是实施例1所述的利用重心偏移操控移动的代步车，该代步车采用三轮两驱的结构形式。该电动车包括重心偏移检测踏板1、底盘、驱动电机7、电机驱动模块4和单片机6。重心偏移检测踏板1包括踏板10、压力传感器12和信号处理模块11，踏板10呈圆形，踏板的上表面设有增加摩擦系数的波纹等。踏板10下表面的四个角上分别安装有压力传感器12，同时踏板10上还固定有信号处理模块11，压力传感器12用于实时感知驾驶者站在踏板10上对踏板10的压力，压力传感器12和信号处理模块11连接，信号处理模块11用于对四个压力传感器12所得到的压力信号进行采集和放大处理。
所述的底盘包括车架2、位于踏板10前端的对称设置的两驱动轮9和位于踏板10后端的万向轮5，驱动轮9和万向轮5均设置在车架2的底部，重心偏移检测踏板1、驱动电机7、电机驱动模块4和单片机6也设置在车架2上，驱动电机7、电机驱动模块4和单片机6可以位于重心偏移检测踏板1的下方，也可以位于重心偏移检测踏板1的上方。驱动电机7包括左驱动电机和右驱动电机，电机驱动模块4包括左电机驱动模块和右电机驱动模块，左电机驱动模块通过左驱动电机与左驱动轮连接，右电机驱动模块通过右驱动电机与右驱动轮连接。驱动电机7与驱动轮9之间可以通过链条8传动连接，也可以通过带传动连接，也可以通过齿轮传动连接。万向轮5主要起支撑作用。驱动电机7与电池3连接，通过电池3提供的电源实现驱动电机7的动作。
信号处理模块11和单片机6的输入接口连接，单片机6的输出接口分别与两个电机驱动模块4连接。单片机6单片机控制器6对压力传感器数值进行实时的滤波和计算，得出驾驶者重心偏移的大小和方向。计算出两个驱动轮9的速度值之后，将控制信号输送到左右电机驱动模块4中。
该代步车的使用原理和使用过程如下所述。驾驶者身体发生倾斜时，身体重心的位置会发生偏移，此时重心检测踏板1背面的四个压力传感器12的数值也会分别发生不同的变化。例如，当身体前倾时，压力传感器12中位于前端的数值会增加，位于后端的数值会减少；而身体左倾时，其位于左端的数值会增加，位于右端的会减少。
信号处理模块11采集到四个压力传感器12的数值后，将其送到单片机控制器6中。单片机控制器6对压力传感器数值进行实时的滤波和计算，得出驾驶者重心偏移的大小和方向。然后，根据自动控制算法计算出为了纠正驾驶者重心偏移代步车需要产生的加速度和方向。比如，当身体前倾时，代步车产生向前的加速度，从而将驾驶者扶正，如图4中所示；当身体左倾时，代步车向左转弯时产生的向左的向心力，如图5所示。
单片机控制器6分别计算出左右两驱动轮的速度值之后，将控制信号输送到左、右两电机驱动模块4中。左、右电机驱动模块4调节不同的电压信号，并分别驱动左、右驱动电机7。左、右驱动电机7通过链条8分别与两驱动轮9相连，从而输出动力。当驾驶者身体向前后倾斜时，代步车分别做加速或减速运动；当驾驶者的身体向左边或右边倾斜时，代步车实现了左向拐弯或右向拐弯。本实用新型通过两个驱动轮输出不同的速度，便可以实现代步车前进、后退及左右转向。
本实施例中，可以根据需要增加驱动轮和/或万向轮。增加驱动轮后，采用一个驱动电机9也可以满足使用要求，可以增加驱动电机9的个数，一个驱动电机与一个驱动轮对应的传动连接。两个电机驱动模块4即可满足工作要求，也可以根据需要相应增加电机驱动模块4的个数。其中的电池也可以由其它电源来代替。
实施例2
与实施例1不同的是：踏板10的前端设有一个转向轮，踏板10的后端设有一个驱动轮9，代步车包括两个电机驱动模块4和两个驱动电机7，其中的一个电机驱动模块4与一个驱动电机7连接，该驱动电机7的输出轴与转向轮传动连接，该电机驱动模块4通过其得到的方向信息控制驱动电机7，通过驱动电机7驱动转向轮转向，实现了代步车的左转或右转。另外一个电机驱动模块4与第二个驱动电机7连接，该驱动电机7的输出轴与驱动轮9传动连接，该电机驱动模块4通过其得到的速度值控制驱动电机7，通过驱动电机7控制驱动轮9的运行速度，实现了代步车的加速或减速。
本实施例中，可以根据需要增加驱动轮和/或转向轮。增加转向轮后，一个驱动电机即可满足工作要求，也可以根据需要增加驱动电机9，一个驱动电机与一个驱动轮对应的传动连接。此时可以增加电机驱动模块4，也可以不增加电机驱动模块4，一个电机驱动模块4也可以控制所有与转向轮连接的驱动电机。增加驱动轮后，一个驱动电机即可满足工作要求，也可以根据需要增加驱动电机9，一个驱动电机与一个驱动轮对应的传动连接。此时可以增加电机驱动模块4，也可以不增加电机驱动模块4，一个电机驱动模块4也可以控制所有与驱动轮连接的驱动电机。
其它同实施例1。

Claims (8)

1.一种利用重心偏移控制运动的代步车，包括底盘和驱动电机（7），底盘包括车架（2）、前轮和后轮，前轮和后轮固定在车架（2）的底部，其特征在于：所述代步车还包括重心偏移检测踏板（1）、电机驱动模块（4）和单片机（6），重心偏移检测踏板（1）包括踏板（10）、压力传感器（12）和信号处理模块（11），踏板（10）下至少安装有三个压力传感器（12），踏板（10）上还固定有信号处理模块（11），压力传感器（12）和信号处理模块（11）连接，重心偏移检测踏板（1）、驱动电机（7）、电机驱动模块（4）和单片机（6）设置在车架（2）上，驱动电机（7）与电机驱动模块（4）连接，驱动电机（7）与电源连接，信号处理模块（11）和单片机（6）的输入接口连接，单片机（6）的输出接口与电机驱动模块（4）连接。
2.根据权利要求1所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述前轮为驱动轮（9），后轮为万向轮（5），踏板（10）的前端设有至少两个驱动轮（9），踏板（10）的后端设有至少一个万向轮（5），代步车包括至少两个电机驱动模块（4）和与电机驱动模块连接的驱动电机（7），驱动电机（7）的输出轴与驱动轮（9）之间传动连接。
3.根据权利要求1所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述前轮为转向轮，后轮为驱动轮（9），踏板（10）的前端设有至少一个转向轮，踏板（10）的后端设有至少一个驱动轮（9），代步车包括至少两个电机驱动模块（4）和与电机驱动模块连接的驱动电机（7），其中至少一个电机驱动模块（4）连接的驱动电机（7）与转向轮传动连接，至少一个电机驱动模块（4）连接的驱动电机（7）与驱动轮（9）传动连接。
4.根据权利要求2或3所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述驱动电机（7）与驱动轮（9）之间的传动连接为齿轮传动连接、带传动连接或者链传动连接。
5.根据权利要求3所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述驱动电机（7）与转向轮之间的传动连接为齿轮传动连接、带传动连接或者链传动连接。
6.根据权利要求1所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述驱动电机（7）、电机驱动模块（4）和单片机（6）位于重心偏移检测踏板（1）的下方。
7.根据权利要求1所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述的电源为电池（3），电池（3）设置在车架（2）上并位于重心偏移检测踏板（1）的下方。
8.根据权利要求1所述的利用重心偏移控制运动的代步车，其特征在于：所述踏板（10）呈圆形，踏板（10）的上表面设有增加摩擦系数的凹凸装置。
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