CN216684710U - 车辆用舵型平衡仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆用舵型平衡仪，其壳体的中端沿其高度方向活动设置有主轴，所述主轴上固定连接有向主轴一侧延伸的上、下支架，所述上、下支架之间固定连接有配重块；所述上、下支架之间的主轴上通过上下轴承活动套装有套筒；所述壳体内部通过其上端盖固定设置有连接体，所述连接体的一端与所述套筒固定连接、另一端固定连接有开口向下的U型挂槽，所述U型挂槽上通过销轴悬挂设置有单摆；所述套筒的下端通过支架固定连接有电机，所述电机与所述主轴传动连接；所述壳体内设置有与所述单摆匹配的传感装置，用于感知单摆的偏移。本实用新型能感知车辆的倾斜，并作出补偿动作，在额定范围内保持车身平衡。

Description

车辆用舵型平衡仪

技术领域

本实用新型涉及车辆平衡装置，尤其涉及一种两轮式车辆平衡装置。

背景技术

自平衡车也称为体感车，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。自平衡车种类繁多，市场上主要有独轮和双轮两类，双轮又分为串列式和并列式。从用途角度，自平衡车可作为低强度代步工具、休闲娱乐产品。从体量、荷载角度分类，大型的自平衡车可负荷成人体重，小型化的自平衡车可以用于搭载摄像头等设备作为机器人使用。

自平衡车基于被称为"动态稳定"(Dynamic Stabilization)的基本原理设计，该车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，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种车辆用舵型平衡仪，能感知车辆的倾斜，并作出补偿动作，在额定范围内保持车身平衡。

为解决上述技术问题，本实用新型的车辆用舵型平衡仪包括壳体，所述壳体的中端沿其高度方向活动设置有主轴，所述主轴上固定连接有向主轴一侧延伸的上、下支架，所述上、下支架之间固定连接有配重块；所述上、下支架之间的主轴上通过上下轴承活动套装有套筒；所述壳体内部通过其上端盖固定设置有连接体，所述连接体的一端与所述套筒固定连接、另一端固定连接有开口向下的U型挂槽，所述U型挂槽上通过销轴悬挂设置有单摆；所述套筒的下端通过支架固定连接有电机，所述电机与所述主轴传动连接；所述壳体内设置有与所述单摆匹配的传感装置，用于感知单摆的偏移。

所述传感装置包括2个并排布置的对射型传感器，所述单摆的下端穿越所述传感器的发射端与接收端之间的连线，所述单摆的下端部切割有与所述2个对射型传感器匹配的弧形槽。

所述电机的主轴自由端固定有主动齿轮，所述主轴的下端固定有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮互相啮合。

本实用新型通过感知传感器与单摆之间的相对位置变化判断车身倾斜，并通过控制系统向电机下达补偿信号，驱动配重块旋转，对车身整体重心进行纠正，从而在额定范围内实现车身自平衡功能。采用悬垂式单摆与两个传感器配合，可准确识别车辆倾斜方向和倾斜量。

附图说明

图1 是本实用新型的车辆用舵型平衡仪的剖视图；

图2是本实用新型的车辆用舵型平衡仪的爆炸视图；

图3是本实用新型中，主轴、配重块、套筒、单摆、电机之间的配合示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1、图2、图3可见，本实用新型的车辆用舵型平衡仪，包括壳体1，所述壳体1用于容纳多个零部件，本实施例中，所述壳体1包括截面为圆形的轮毂10，所述轮毂10的上下端分别螺栓连接有上端盖11、下端盖12；其特征在于：所述壳体1的中端沿其高度方向活动设置有主轴2，所述主轴2上固定连接有向主轴2一侧延伸的上、下支架30、30’，所述上、下支架30、30’之间固定连接有配重块3；所述上、下支架30、30’之间的主轴2上通过上下轴承40、40’活动套装有套筒4；所述壳体1内部通过其上端盖固定设置有连接体5，所述连接体5的一端与所述套筒4固定连接、另一端固定连接有开口向下的U型挂槽60，所述U型挂槽60上通过销轴61悬挂设置有单摆6；所述套筒4的下端通过支架固定连接有电机7，所述电机7与所述主轴2传动连接；所述壳体1内设置有与所述单摆6匹配的传感装置，用于感知单摆6的偏移。搭载有本平衡仪的车辆平衡状态下，所述单摆6保持直立姿态；当车辆发生倾斜时，单摆6随之偏移，该偏移动作被传感装置捕捉，并反馈给控制系统。

在垂直向，所述套筒4布置在主轴2的中部，从而使主轴2的两端预留空间并作为上、下支架30、30’ 安装等用途。

作为传感装置的一种实现方式，所述传感装置包括2个并排布置的对射型传感器8、8’，所述单摆6的下端穿越所述传感器的发射端与接收端之间的连线，所述单摆6的下端部切割有与所述2个对射型传感器8、8’匹配的弧形槽62。具体而言，当单摆6保持直立姿态时，每个对射型传感器8、8’均能穿过弧形槽62；当单摆6倾斜时，弧形槽62随动，此时至少一个对射型传感器8、8’的发射端与接收端受到单摆6阻挡，该倾斜动作被传送到控制系统。

所述单摆6采用上小下大的扇形结构，便于弧形槽62的设置。

作为传动连接的实现方式之一，所述电机7的主轴自由端固定有主动齿轮70，所述主轴2的下端固定有从动齿轮20，所述主动齿轮70与所述从动齿轮20互相啮合；为了运动顺畅，所述从动齿轮20和主动齿轮70与所述壳体1之间无干涉，具体而言，所述从动齿轮20和主动齿轮70与所述壳体1之间设置有间隙。

所述主轴2通过上下轴承40、40’活动设置在套筒4内，主轴2可相对于套筒4和壳体1自转，本实施例中，主轴2的上部自由端与壳体1之间轴套连接、其下部自由端与壳体1之间无干涉；当主轴2相对于套筒4自转时，带动上、下支架30、30’和配重块3自转；所述配重块3的外侧边缘设置为圆弧形，以便于其在圆形的壳体1内转动。

工作原理：

本舵型平衡仪水平设置在目标车辆上，对于前后串列式两轮车，本平衡仪纵向布置在车身上，主轴2、电机7连线与前后两轮连线平行，车身的左右倾斜能被捕捉并补偿；对于左右并列式两轮车，本平衡仪横向布置，即主轴2、电机7连线与车辆的两轮之间连线垂直，车身的前后倾斜能被捕捉并补偿。

车辆平衡状态下，单摆6自然下垂，此时，2个并排布置的对射型传感器8、8’分别对正弧形槽62的两端，每个传感器的发射端与接收端之间均无遮挡。

由于单摆6采用销轴悬挂设置，故始终保持铅垂线方向。当车身倾斜时，舵型平衡仪随之倾斜，2个对射型传感器8、8’随动，此时单摆6上的弧形槽62与传感器不再对正，倾斜动作被传感器之一捕捉，并向控制系统发出信号。由于采用两个传感器，因而能很方便的识别倾斜方向，并相应给出补偿指令。

控制系统向电机7下达补偿指令；电机7的动力输出轴旋转，经传动机构驱动主轴2旋转，带动上、下支架30、30’和配重块3旋转，使得整体重心发生变化，对车身的倾斜进行补偿，直至两个传感器相对于单摆复位为止。所述电机7的转动方向、运动量均由控制系统实时控制。

本实用新型的具体实施方式包括但不局限于上述实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但仍然落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种车辆用舵型平衡仪，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）的中端沿其高度方向活动设置有主轴（2），所述主轴（2）上固定连接有向主轴（2）一侧延伸的上、下支架（30、30’），所述上、下支架（30、30’）之间固定连接有配重块（3）；所述上、下支架（30、30’）之间的主轴（2）上通过上下轴承（40、40’）活动套装有套筒（4）；所述壳体（1）内部通过其上端盖固定设置有连接体（5），所述连接体（5）的一端与所述套筒（4）固定连接、另一端固定连接有开口向下的U型挂槽（60），所述U型挂槽（60）上通过销轴（61）悬挂设置有单摆（6）；所述套筒（4）的下端通过支架固定连接有电机（7），所述电机（7）与所述主轴（2）传动连接；所述壳体（1）内设置有与所述单摆（6）匹配的传感装置，用于感知单摆（6）的偏移。

2.如权利要求1所述的车辆用舵型平衡仪，其特征在于：所述传感装置包括2个并排布置的对射型传感器（8、8’），所述单摆（6）的下端穿越所述传感器的发射端与接收端之间的连线，所述单摆（6）的下端部切割有与所述2个对射型传感器（8、8’）匹配的弧形槽（62）。

3.如权利要求1所述的车辆用舵型平衡仪，其特征在于：所述电机（7）的主轴自由端固定有主动齿轮（70），所述主轴（2）的下端固定有从动齿轮（20），所述主动齿轮（70）与所述从动齿轮（20）互相啮合。

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