CN207817481U - 防护车辆平衡器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种防护车辆平衡器，所述防护车辆平衡器包括平衡架、控制模块以及与控制模块相连的触地感知器，所述平衡架的底面设有伸缩支腿，所述伸缩支腿上安装有电机；所述控制模块包括：运动传感器芯片、单片机控制模块和电机驱动器，所述运动传感器芯片和电机驱动器均与单片机控制模块相连，所述电机驱动器与伸缩支腿上的电机连接；所述运动传感器芯片采集控制模块的倾斜角度信息并传输给单片机控制模块；所述触地感知器采集伸缩支腿的触地状态信息并传输给控制模块的单片机控制模块；所述单片机控制模块根据倾斜角度信息以及触地状态信息控制电机驱动器。本实用新型能够实现平衡器的自动校准平衡，并能有效地防止伸缩支腿悬空。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆和车辆拖挂支撑部件，具体涉及一种多用途新型智能防护车辆平衡器。
背景技术
随着经济发展，国民GDP增加，人们的生活水平在不断的提高，人们对生活品质、户外出行的舒适度的要求也在不断提高。
每当车辆在野外需要固定时，由于户外路面情况复杂，因此车辆会出现固定不稳或车身倾斜的情况，不仅影响乘座者的舒适体验并且还存在安全隐患，这时就需要借助能够平衡车辆的平衡器。
现有技术中的平衡器大都需要手动抬升，手动操作难以保证车身水平，车辆依旧存在固定不稳和车身倾斜的隐患，采用车辆平衡器虽不需要手动操作就能实现自动调整水平，但是车辆平衡器存在收缩支腿悬空的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，从而提供一种多用途新型智能防护车辆平衡器，能够实现平衡器的自动校准平衡，并能有效地防止收缩支腿悬空。
根据本实用新型提供的技术方案，一种防护车辆平衡器，所述防护车辆平衡器包括平衡架、控制模块以及与控制模块相连的触地感知器，所述平衡架的底面设有伸缩支腿，所述伸缩支腿上安装有电机；
所述控制模块包括：运动传感器芯片、单片机控制模块和电机驱动器，所述运动传感器芯片和电机驱动器均与单片机控制模块相连，所述电机驱动器与伸缩支腿上的电机连接；
所述运动传感器芯片能够采集控制模块的倾斜角度信息，并传输控制模块的倾斜角度信息给单片机控制模块；
所述触地感知器能够采集伸缩支腿的触地状态信息，并传输伸缩支腿的触地状态信息给控制模块的单片机控制模块；
所述单片机控制模块根据控制模块的倾斜角度信息以及伸缩支腿的触地状态信息向电机驱动器发送控制信号，所述电机驱动器根据所述控制信号驱动相应的电机动作。
进一步地，所述运动传感器芯片包括：角速度传感器和加速度传感器；
所述角速度传感器，与单片机控制模块连接，能够采集所述运动传感器芯片绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给单片机控制模块；
所述加速度传感器，与单片机控制模块连接，能够采集所述运动传感器芯片在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给单片机控制模块；
所述单片机控制模块能够根据运动传感器芯片绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片坐标系的倾斜角度，并能够根据运动传感器芯片坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器。
进一步地，所述运动传感器芯片包括：角速度传感器、加速度传感器和数据处理子模块；
所述角速度传感器，与数据处理子模块连接，能够采集所述运动传感器芯片绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给数据处理子模块；
所述加速度传感器，与数据处理子模块连接，能够采集所述运动传感器芯片在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给数据处理子模块；
所述数据处理子模块能够根据运动传感器芯片绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片坐标系的倾斜角度，并将运动传感器芯片坐标系的倾斜角度信息传输给单片机控制模块，所述单片机控制模块根据运动传感器芯片坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器。
进一步地，所述伸缩支腿有多个。
进一步地，所述平衡架包括位于同一平面中的矩形框架、工形框架和三角框架，所述工形框架嵌在所述矩形框架中，所述三角框架安装在矩形框架的一侧，所述伸缩支腿安装在工形框架上。
进一步地，所述触地感知器包括压力传感器，所述压力传感器安装在伸缩支腿的底面。
进一步地，所述触地感知器包括位移传感器，所述位移传感器安装在伸缩支腿的底面。
进一步地，所述触地感知器包括光电传感器，所述光电器安装在伸缩支腿的底面。
进一步地，所述触地感知器包括电流检测传感器，所述电流检测传感器安装在控制模块中。
从以上所述可以看出，本实用新型提供的防护车辆平衡器，与现有技术相比具备以下优点：其一，本实用新型采用运动传感器芯片，该运动传感器芯片能够自动识别出车辆的倾斜角度信息，并将车辆的倾斜角度信息传送给单片机控制模块，单片机控制模块能够控制平衡架的伸缩支腿，从而实现车辆的自动平衡固定，保证固定平衡的可靠性。其二，本实用新型中平衡架采用多结构框架组合设计，此种设计能够保证本实用新型对车辆支撑的稳固性和可靠性。其三，采用触地感知器能够感知到所述伸缩支腿的触地状态，防止本伸缩支腿悬空，保证车辆水平固定的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的俯视图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型中控制模块第一种实施例的电连接图。
图4为本实用新型中控制模块第二种实施例的电连接图。
1.平衡架，110.矩形框架，120.工形框架，130.三角框架，2.控制模块，210.运动传感器芯片，211.角速度传感器，212.加速度传感器，213.数据处理子模块，220.单片机控制模块，230.电机驱动器，3.伸缩支腿，4.触地感知器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1和图2所示，所述防护车辆平衡器包括安装在车辆上的包括平衡架1、控制模块2以及与控制模块2相连的触地感知器4，所述平衡架1的底面设有伸缩支腿3，所述伸缩支腿3上安装有电机，在优选实施方式中控制模块2安装在平衡架1上，所述触地感知器4安装在伸缩支腿3的底面或控制模块2上。
如图3所示，所述控制模块2包括：运动传感器芯片210、单片机控制模块220和电机驱动器230，所述运动传感器芯片210和电机驱动器230均与单片机控制模块220相连，所述电机驱动器230与伸缩支腿3上的电机连接；运动传感器芯片210能够将车辆的倾斜角度信息（即控制模块2的倾斜角度信息），并传输车辆的倾斜角度信息给单片机控制模块220；所述触地感知器4能够采集伸缩支腿3的触地状态信息，并传输伸缩支腿3的触地状态信息给控制模块2的单片机控制模块220；所述单片机控制模块220根据车辆的倾斜角度信息以及伸缩支腿3的触地状态信息向电机驱动器230发送控制信号，所述电机驱动器230根据所述控制信号驱动相应的电机动作，直至车身水平。
如图3和图4所示，所述运动传感器芯片210的结构包括如下两种具体实施例：
如图3所示，第一种实施例，所述运动传感器芯片210包括角速度传感器211和加速度传感器212；
所述角速度传感器211，与单片机控制模块220连接，能够采集所述运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给单片机控制模块220；所述加速度传感器212，与单片机控制模块220连接，能够采集所述运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给单片机控制模块220；所述单片机控制模块220能够根据运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度，并能够根据运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器230。
如图4所示，第二种实施例，所述运动传感器芯片210包括角速度传感器211、加速度传感器212和数据处理子模块213；所述角速度传感器211，与数据处理子模块213连接，能够实时采集所述运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给数据处理子模块213。所述加速度传感器212，与数据处理子模块213连接，能够实时采集所述运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给数据处理子模块213。所述数据处理子模块213能够根据运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度，并将运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度信息传输给单片机控制模块220，所述单片机控制模块220根据运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器230。
需要解释的是，第一种实施例中所述的单片机控制模块220具备第二种实施例中所述数据处理子模块213的数据处理功能，在第一种实施例中，运动传感器芯片210的角速度传感器211和加速度传感器212直接将其采集的信息传送给单片机控制模块220处理，能够简化第一种实施例中的运动传感器芯片210的结构，降低生产成本。运动传感器芯片210的坐标系与所述控制模块的坐标系重合，运动传感器芯片210坐标系的定义：令运动传感器芯片210正面朝上，将其正面的文字转至正确角度，此时，以芯片内部中心为原点，水平向右的为X轴，水平向前的为Y轴，竖直向上的为Z轴。在车辆上安装控制模块时需保证控制模块水平安装在车辆上，即保证控制模块的坐标系与车辆的坐标系相同。通常车辆的坐标系定义为：以车辆上的任意点为原点，在此原点上竖直向上的为Z轴，垂直于Z轴并沿车身轴方向延伸的为X轴，沿垂直于车身轴方向延伸的为Y轴。
如图1和图3所示，所述伸缩支腿3有多个，每个伸缩支腿3均垂直于所述平衡架1所形成的平面。所述触地感知器4包括压力传感器，所述压力传感器安装在每个伸缩支腿3的底面，当伸缩支腿3在伸缩过程中接触到地面，所述压力传感器将感知到的压力信号转换为电信号并将所述电信号传送给单片机控制模块220，从而能够防止本伸缩支腿3悬空，保证车辆水平固定的可靠性。所述触地感知器还可以为位移传感器，所述位移传感器安装在伸缩支腿3的底面。所述触地感知器还可以为光电传感器，所述光电器安装在伸缩支腿3的底面。所述触地感知器4还可以为电流检测传感器，所述电流检测传感器安装在控制模块2中，电流检测传感器根据其检测的电流大小判断伸缩支腿3是否悬空。
如图1和图2所示，所述平衡架1包括位于同一平面中的矩形框架110、工形框架120和三角框架130，所述工形框架120嵌在所述矩形框架110中，所述三角框架130安装在矩形框架110的一侧，所述伸缩支腿3安装在工形框架120上。所述平衡架1的结构能够使得本实用新型的结构更加稳固。
本实用新型的使用原理：
运动传感器芯片210的角速度传感器211实时采集所述运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量，并传输给数据处理子模块213；运动传感器芯片210的加速度传感器212实时采集所述运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量，并传输给数据处理子模块213；所述数据处理子模块213能够根据运动传感器芯片210绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片210在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度（即控制模块2的倾斜角度信息），并将运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度信息传输给单片机控制模块220；所述触地感知器4能够采集伸缩支腿3的触地状态信息，并传输采集伸缩支腿3的触地状态信息给控制模块2的单片机控制模块220；所述单片机控制模块220根据运动传感器芯片210坐标系的倾斜角度信息和伸缩支腿3的触地状态信息控制电机驱动器230，使得电机驱动器230驱动相应的电机动作使得伸缩支腿3相应的伸长或缩短直至车辆底盘水平。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防护车辆平衡器，其特征在于，所述防护车辆平衡器包括平衡架（1）、控制模块（2）以及与控制模块（2）相连的触地感知器（4），所述平衡架（1）的底面设有伸缩支腿（3），所述伸缩支腿（3）上安装有电机；
所述控制模块（2）包括：运动传感器芯片（210）、单片机控制模块（220）和电机驱动器（230），所述运动传感器芯片（210）和电机驱动器（230）均与单片机控制模块（220）相连，所述电机驱动器（230）与伸缩支腿（3）上的电机连接；
所述运动传感器芯片（210）能够采集控制模块（2）的倾斜角度信息，并传输控制模块（2）的倾斜角度信息给单片机控制模块（220）；
所述触地感知器（4）能够采集伸缩支腿（3）的触地状态信息，并传输伸缩支腿（3）的触地状态信息给控制模块（2）的单片机控制模块（220）；
所述单片机控制模块（220）根据控制模块（2）的倾斜角度信息以及伸缩支腿（3）的触地状态信息向电机驱动器（230）发送控制信号，所述电机驱动器（230）根据所述控制信号驱动相应的电机动作。
2.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述运动传感器芯片（210）包括：角速度传感器（211）和加速度传感器（212）；
所述角速度传感器（211），与单片机控制模块（220）连接，能够采集所述运动传感器芯片（210）绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给单片机控制模块（220）；
所述加速度传感器（212），与单片机控制模块（220）连接，能够采集所述运动传感器芯片（210）在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给单片机控制模块（220）；
所述单片机控制模块（220）能够根据运动传感器芯片（210）绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片（210）在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片（210）坐标系的倾斜角度，并能够根据运动传感器芯片（210）坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器（230）。
3.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述运动传感器芯片（210）包括：角速度传感器（211）、加速度传感器（212）和数据处理子模块（213）；
所述角速度传感器（211），与数据处理子模块（213）连接，能够采集所述运动传感器芯片（210）绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量信息，并将所述角速度分量信息传输给数据处理子模块（213）；
所述加速度传感器（212），与数据处理子模块（213）连接，能够采集所述运动传感器芯片（210）在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量信息，并将所述加速度分量信息传输给数据处理子模块（213）；
所述数据处理子模块（213）能够根据运动传感器芯片（210）绕其X、Y和Z三个坐标轴旋转的角速度分量和运动传感器芯片（210）在其X、Y和Z三个坐标轴上的加速度分量计算出运动传感器芯片（210）坐标系的倾斜角度，并将运动传感器芯片（210）坐标系的倾斜角度信息传输给单片机控制模块（220），所述单片机控制模块（220）根据运动传感器芯片（210）坐标系的倾斜角度信息控制电机驱动器（230）。
4.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述伸缩支腿（3）有多个。
5.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述平衡架（1）包括位于同一平面中的矩形框架（110）、工形框架（120）和三角框架（130），所述工形框架（120）嵌在所述矩形框架（110）中，所述三角框架（130）安装在矩形框架（110）的一侧，所述伸缩支腿（3）安装在工形框架（120）上。
6.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述触地感知器（4）包括压力传感器，所述压力传感器安装在伸缩支腿（3）的底面。
7.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述触地感知器（4）包括位移传感器，所述位移传感器安装在伸缩支腿（3）的底面。
8.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述触地感知器（4）包括光电传感器，所述光电传感器安装在伸缩支腿（3）的底面。
9.如权利要求1所述防护车辆平衡器，其特征在于，所述触地感知器（4）包括电流检测传感器，所述电流检测传感器安装在控制模块（2）中。
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