CN203854799U - 一种自动转向两轮自平衡电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动转向两轮自平衡电动车，所述电动车包括车体、固定在所述车体顶部的脚踏板、以及设置在所述车体侧端的左车轮和右车轮，所述车体的内部设置有电池、第一电机、第二电机、第一主控制器和第二主控制器。本实用新型自动转向两轮自平衡电动车的优越效果在于：自平衡电动车不需要人工手动转向，也不需要靠脚力左右用力转向。本实用新型解决了自平衡电动车转向的平衡问题，用户不需要练习，启动自平衡电动车后，直接上车，不会倾倒，彻底解放双手，给用户带来诸多方便，带来不同的体验。通过主控制器控制速度，用户能够很快学会骑行两轮车，并且保障了骑行者的安全。两轮车拥有小轿车的平稳，同时体积小，更方便，使用可充电电池供电，环保、安全。

Description

一种自动转向两轮自平衡电动车

技术领域

本实用新型涉及一种两轮电动车，具体涉及一种自动转向两轮自平衡电动车。

背景技术

目前市面上销售的前后自平衡两轮车，通过单片机控制电机的前后方向正转和反转；从而实现平衡电动车的前进和后退，人体前后方向自动平衡，机器开启后不会倒下去，换向转弯把手由电位器构成，人工手动转动把手控制平衡车的转向。

两轮车时高科技智能产品，通过电力驱动，现有的两轮车，两轮车转弯方向需要人为手工控制，从而实现两轮车的转向，就像我们学习自行车一样,在行驶的过程中，两手始终要放在把手上,双手无法做其他的事情，进而造成了诸多不便。

实用新型内容

本实用新型提供一种自动转向两轮自平衡电动车，以解决现有两轮电动车在行进的过程中，需要人为操纵控制，导致双手无法做其它的事情，造成诸多不便的技术缺陷。

为了解决以上技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种自动转向两轮自平衡电动车，所述电动车包括车体、固定在所述车体顶部的脚踏板、以及设置在所述车体侧端的左车轮和右车轮，所述车体的内部设置有电池、第一电机、第二电机、第一主控制器和第二主控制器，所述第一电机包括第一传动轴，所述第二电机包括第二传动轴，所述左车轮与所述第一传动轴固定配合，所述右车轮与所述第二传动轴固定配合，所述第一主控制器和第二主控制器均包括主控MCU、电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块，所述电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块与所述主控MCU连接。

优选为，所述左车轮和右车轮的内侧设置有左护板和右护板。

优选为，所述脚踏板上设置有扶手。

优选为，所述陀螺仪有4个，所述加速度计有2个，所述2个陀螺仪位于所述第一主控制器内控制所述左车轮的平衡，所述2个陀螺仪位于所述第二主控制器内控制所述右车轮的平衡，所述一个加速度计位于所述第一主控制器内控制所述左车轮的速度，所述一个加速度计位于所述第二主控制器内控制所述右车轮的速度。

优选为，所述车体包括底板、前侧板、后侧板以及与所述前侧板、后侧板配合的顶板。

优选为，所述电池有四个，所述四个电池与所述第一电机、第二电机、第一主控制器和第二主控制器连接。

优选为，所述左护板和右护板固定在所述车体上，所述左护板上设置有供所述第一传动轴穿过的第一孔，所述右护板上设置有供所述第二传动轴穿过的第二孔。

优选为，所述第一电机和第二电机均为无刷电机，所述电池为可充电电池。

优选为，所述第一主控制器和第二主控制器之间上还设有保护板。

在采用上述技术方案后，自平衡电动车不需要人工手动转向，也不需要靠脚力左右用力转向。本实用新型解决了自平衡电动车转向的平衡问题，用户不需要练习，启动自平衡电动车后，直接上车，不会倾倒，彻底解放双手，给用户带来诸多方便，带来不同的体验。通过主控制器控制速度，用户能够很快学会骑行两轮车，并且保障了骑行者的安全。两轮车拥有小轿车的平稳，同时体积小，更方便，使用可充电电池供电，环保、安全。自动转向两轮自平衡电动车解决了两轮车左右转向方向的平衡问题，彻底解放了双手，让驾驶者在行驶过程中可以兼顾很多其他事情。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型自动转向两轮自平衡电动车的结构视图；

图2是本实用新型自动转向两轮自平衡电动车的分解视图；

图3是本实用新型自动转向两轮自平衡电动车主控制器内部的结构视图；

图4是本实用新型自动转向两轮自平衡电动车脚踏板和扶手的结构视图；

图5为本实用新型自动转向两轮自平衡电动车车体的结构视图；

图6为本实用新型自动转向两轮自平衡电动车主控器的控制图；

图7为本实用新型自动转向两轮自平衡电动车主控器的第一局部电路框图；

图8为本实用新型自动转向两轮自平衡电动车主控器的第二局部电路框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图8所示，自动转向两轮自平衡电动车包括车体2、固定在车体2顶部的脚踏板1、以及设置在车体2侧端的左车轮5和右车轮6，其中左车轮5和右车轮6的内侧设置有左护板3和右护板4，脚踏板1上设置有扶手12。左护板3和右护板4防止自平衡电动车在行进的过程中，左车轮5和右车轮6上的尘土被卷起掉落在脚踏板1上。车体2包括底板21、前侧板23、后侧板24以及与前侧板23、后侧板24配合的顶板22。车体2的内部设置有电池11、第一电机7、第二电机8、第一主控制器9和第二主控制器10。电池11有四个，四个电池11与第一电机7、第二电机8、第一主控制器9和第二主控制器10连接。第一电机7包括第一传动轴71，第二电机8包括第二传动轴81，左车轮5与第一电机7的第一传动轴71配合，右车轮6与第二电机8的第二传动轴81固定配合，从而第一传动轴71和第二传动轴81能够驱动左车轮5、右车轮6转动。左护板3和右护板4固定在车体2上，并且左护板3上设置有供第一传动轴71穿过的第一孔31，右护板4上设置有供第二传动轴81穿过的第二孔41。第一电机7和第二电机8均为无刷电机，电池11为可充电电池。

第一主控制器9和第二主控制器10均包括主控MCU、电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块。并且电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块与主控MCU连接，从而电源管理模块、陀螺仪和加速度计、主控MCU和电机驱动模块之间能发生数据交互。陀螺仪能够检测电动双轮车的倾斜角度，加速度计能够检测车轮的角速度。陀螺仪和加速度计将检测的信息输入主控MCU,主控MCU经过卡尔曼滤波算法分析数据。第一主控制器9和第二主控制器10之间上还设有保护板，使第一主控制器9和第二主控制器10所在的线路板与第一电机7和第二电机8隔离，从而左车轮5和右车轮6在转动过程中不至于影响电路板的导线和工作性能。

陀螺仪有4个，加速度计有2个，其中2个陀螺仪位于第一主控制器9内控制左车轮5的平衡，另外2个陀螺仪位于第二主控制器10内控制右车轮6的平衡。一个加速度计位于第一主控制器9内控制左车轮5的速度，另一个加速度计位于第二主控制器10内控制右车轮6的速度。

加速度计采集自平衡电动车的车轮速度，陀螺仪采集自平衡电动车的倾斜角度，并且加速度计和陀螺仪将采集的车轮角速度和倾斜角度数据输入主控MCU，主控MCU经过卡尔曼滤波算法分析，从而通过电源控制模块增加或降低输入第一电机7和第二电机8电压。当输入第一电机7和第二电机8内的电压升高后，第一电机7和第二电机8转速加快。当输入第一电机7和第二电机8内的电压降低后，第一电机7和第二电机8转速降低。

使用电动双轮车时，双脚站在脚踏板1上，手可以握住扶手12，进而操控电动双轮车行驶。

每一个电机都是通过感应重心而控制电机转动的，当重心向前，电机向前正转，当重心向后，电机向后反转。当需要左拐的时候，右脚可以前倾用力，左脚后倾用力，于是右车轮6向前跑动，左车轮5向后跑动，实现了向左边拐弯。当需要右拐的时候，右脚可以后倾用力，左脚前倾用力，于是右车轮6向后跑动，左车轮5向前跑动，实现了向右边拐弯。

由于第一电机7和第二电机8均为无刷电机，本实用新型的核心部分是主控制器和无刷电机之间的配合控制。第一主控制器9上的主控MCU、陀螺仪、加速度计和第一电机7的配合控制左车轮5前进和后退。第二主控制器上10的主控MCU、陀螺仪、加速度计和第二电机8的配合控制右车轮6的前进和后退。主控制器上的主控MCU通过陀螺仪和加速度计采集电动双轮车前进的角速度和倾斜角度,并采用卡尔曼滤波算法处理,从而控制电动双轮车行进的速度和平衡。

本实用新型电动双轮车左右转向的实现是根据陀螺仪和加速度计采集左车轮5和右车轮6的角速度,加速度计采集车轮的角速度,主控MCU根据采集到的数据,判断每一个车轮的倾角进行分析。当检测到左车轮5或者右车轮6前倾时，则控制第一电机7和第二电机8使其向前加速，实现向前直行。当检测到左车轮5前倾，右车轮6后倾，则控制第一电机7的电压使其向前加速，第二电机8向后行驶，实现向右转向。当检测到左车轮5后倾，右车轮6前倾，则控制第一电机7电压使其向后行驶，第二电机8向前行驶，实现向左转向。当检测到左车轮5、右车轮6都后倾，则控制第一电机7和第二电机8的电压使其向后加速，实现向后直行。

自平衡电动车不需要人工手动转向，也不需要靠脚力左右用力转向。本实用新型解决了自平衡电动车转向的平衡问题，用户不需要练习，启动自平衡电动车后，直接上车，不会倾倒，彻底解放双手，给用户带来诸多方便，带来不同的体验。通过主控制器控制速度，用户能够很快学会骑行两轮车，并且保障了骑行者的安全。两轮车拥有小轿车的平稳，同时体积小，更方便，使用可充电电池供电，环保、安全。自动转向两轮自平衡电动车解决了两轮车左右转向方向的平衡问题，彻底解放了双手，让驾驶者在行驶过程中可以兼顾很多其他事情。

最后应说明的是：以上实施例仅说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种自动转向两轮自平衡电动车，所述电动车包括车体、固定在所述车体顶部的脚踏板、以及设置在所述车体侧端的左车轮和右车轮，其特征在于，所述车体的内部设置有电池、第一电机、第二电机、第一主控制器和第二主控制器，所述第一电机包括第一传动轴，所述第二电机包括第二传动轴，所述左车轮与所述第一传动轴固定配合，所述右车轮与所述第二传动轴固定配合，所述第一主控制器和第二主控制器均包括主控MCU、电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块，所述电源管理模块、陀螺仪、加速度计和电机驱动模块与所述主控MCU连接。

2.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述左车轮和右车轮的内侧设置有左护板和右护板。

3.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述脚踏板上设置有扶手。

4.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述陀螺仪有4个，所述加速度计有2个，所述2个陀螺仪位于所述第一主控制器内控制所述左车轮的平衡，所述2个陀螺仪位于所述第二主控制器内控制所述右车轮的平衡，所述一个加速度计位于所述第一主控制器内控制所述左车轮的速度，所述一个加速度计位于所述第二主控制器内控制所述右车轮的速度。

5.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述车体包括底板、前侧板、后侧板以及与所述前侧板、后侧板配合的顶板。

6.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述电池有四个，所述四个电池与所述第一电机、第二电机、第一主控制器和第二主控制器连接。

7.根据权利要求2所述的平衡电动车，其特征在于，所述左护板和右护板固定在所述车体上，所述左护板上设置有供所述第一传动轴穿过的第一孔，所述右护板上设置有供所述第二传动轴穿过的第二孔。

8.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述第一电机和第二电机均为无刷电机，所述电池为可充电电池。

9.根据权利要求1所述的平衡电动车，其特征在于，所述第一主控制器和第二主控制器之间上还设有保护板。