JP2020503211A - 自己感知縦型二輪車の制御方法と制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は自己感知縦型二輪車の制御方法と制御システムに関する。【解決手段】制御方法は、体の前傾、後傾の姿勢データを収集し、中央処理装置によってアルゴリズム演算を行い回路駆動モジュールの出力を制御し、さらにモータの回転出力を制御するステップと、モータのモータロータが回路駆動モジュールの出力制御作用下で動きベクトルと加速度を出力して車輪の回転を制御し、モータロータの回転出力中にモータステータが反作用を受け、モータステータが該反作用を機械的構造によって自己感知プラットフォームに伝達するステップと、自己感知プラットフォームが反作用を自己感知プラットフォームに立つユーザーに伝達してフィードバックし、体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、それにより自己感知平衡制御を達成するステップと、を含む。該方法は自己感知平衡制御を達成する。【選択図】図１

Description

本発明は自己感知縦型二輪車の制御方法と制御システムに関する。

電動自転車の発展及び人々の生活水準の向上に伴い、電動自転車は日常的な交通手段となり、特に二輪車は観光又はパトロールにおいてより実用的であり、例えばバランスビークルは車体内部ジャイロスコープと加速度センサによって車体の姿勢変化を検出し、モータの駆動下で車体の運動バランスを実現し、近年、レジャーやパトロール等用の交通手段としてエコツーリズムスポット、大型公園、空港及び高級住宅地で幅広く使用されている。しかしながら、従来から市販されるバランスビークルの速度は一般に１５ヤード／時間以下であることが推奨され、速度が速すぎる場合、電流が大きくなりすぎ、マザーボードが焼損し、且つ従来のバランスビークル（セグウェイ）は方向が狂って転倒する際に、車輪が体の左右両側に設置されており、フロントハンドルが体の前方に設置されているため、ユーザーがバランスビークルからタイムリーに降りることができず、バランスビークルとともに転倒してしまい、安全事故を招きやすい。

上記事情に鑑みて、本発明者は構造が簡単で、安全で信頼できる自己感知縦型二輪車を提供した。
本発明は、二輪車が自動で自己感知平衡に達する自己感知縦型二輪車の制御方法を提供することを目的とする。
本発明のもう一つ目的は、自己感知縦型二輪車の制御方法を使用する自己感知縦型二輪車の制御システムを提供する。

上記目的を達成するために、本発明の技術案は以下のとおりである。

自己感知縦型二輪車の制御方法は、
体の前傾、後傾の姿勢データを収集し、中央処理装置によってアルゴリズム演算を行い回路駆動モジュールの出力を制御し、さらにモータの回転出力を制御するステップと、
モータのモータロータが回路駆動モジュールの出力制御作用下で動きベクトルと加速度を出力して車輪の回転を制御し、モータロータの回転出力中にモータステータが反作用を受け、モータステータが該反作用を機械的構造によって自己感知プラットフォームに伝達するステップと、
自己感知プラットフォームが反作用を自己感知プラットフォームに立つユーザーに伝達してフィードバックし、体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、それにより自己感知平衡制御を達成するステップと、を含む。

好ましくは、人が前傾する時、自己感知プラットフォームが前へ回転し、モータがモータロータの正方向出力を増加させ、車体が前へ加速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを後へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持し、体が後傾する時、自己感知プラットフォームが後へ回転し、モータがモータロータの逆方向出力を増加させ、車体が前へ減速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを前へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持する。

自己感知縦型二輪車の制御システムは、
自己感知プラットフォーム及び自己感知プラットフォーム内に取り付けられる状態姿勢センサを備える自己感知モジュールと、
前記状態姿勢センサにデータ信号を通信可能に接続される中央処理装置と、
前記中央処理装置とモータとの間に設置され、モータがモータロータ及びモータステータを備え、モータロータが車輪に伝動接続され車輪を回転駆動し、モータステータが前記自己感知プラットフォームに機械的に伝動接続される回路駆動モジュールと、を備える。

従来技術に比べて、本発明の有益な効果は主に以下の通りである。

本技術案によれば、ユーザーが体の姿勢を調整するだけで平衡制御の目的を達成でき、一方では、体の姿勢を調整して中央処理装置によってモータの出力を制御し、さらに二輪車の車輪の前進、後退、加速、減速又は停止を制御し、他方では、モータが外へ仕事する時、モータロータとモータステータとの間に相互作用があり、モータステータが受ける反作用を機械的伝動によって、回転軸を取り付けた自己感知プラットフォームにリアルタイムに伝達して負帰還を形成し、それにより体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、さらに自己感知平衡制御を達成する。

本発明の構造模式図。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

図１に示すように、自己感知（体性感覚）縦型二輪車の制御方法は、
体の前傾、後傾の姿勢データを収集し、中央処理装置によってアルゴリズム演算を行い回路駆動モジュールの出力を制御し、さらにモータの回転出力を制御するステップと、
モータのモータロータが回路駆動モジュールの出力制御作用下で動きベクトルと加速度を出力して車輪の回転を制御し、モータロータの回転出力中にモータステータが反作用を受け、モータステータが該反作用を機械的構造によって自己感知プラットフォームに伝達するステップと、
自己感知プラットフォームが反作用を自己感知プラットフォームに立つユーザーに伝達してフィードバックし、体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、それにより自己感知平衡制御を達成するステップと、を含む。

人が前傾する時、自己感知プラットフォームが前へ回転し、モータがモータロータの正方向出力を増加させ、車体が前へ加速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを後へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持し、体が後傾する時、自己感知プラットフォームが後へ回転し、モータがモータロータの逆方向出力を増加させ、車体が前へ減速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを前へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持する。

自己感知縦型二輪車の制御システムは、
自己感知プラットフォーム及び自己感知プラットフォーム内に取り付けられる状態姿勢センサを備える自己感知モジュールと、
前記状態姿勢センサにデータ信号を通信可能に接続される中央処理装置と、
前記中央処理装置とモータとの間に設置され、モータがモータロータ及びモータステータを備え、モータロータが車輪に伝動接続され車輪を回転駆動し、モータステータが前記自己感知プラットフォームに機械的に伝動接続される回路駆動モジュールと、を備える。

本技術案によれば、ユーザーが体の姿勢を調整するだけで平衡制御の目的を達成でき、一方では、体の姿勢を調整して中央処理装置によってモータの出力を制御し、さらに二輪車の車輪の前進、後退、加速、減速又は停止を制御し、他方では、モータが外へ仕事する時、モータロータとモータステータとの間に相互作用があり、モータステータが受ける反作用を機械的伝動によって、回転軸を取り付けた自己感知プラットフォームにリアルタイムに伝達して負帰還を形成し、それにより体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、さらに自己感知平衡制御を達成する。

当業者は、上述した技術案及び考案に基づき、ほかの種々の変更や変形を行うことができ、これらの変更や変形はすべて本発明の特許請求の範囲の保護範囲に属する。

（付記）
（付記１）
体の前傾、後傾の姿勢データを収集し、中央処理装置によってアルゴリズム演算を行い回路駆動モジュールの出力を制御し、さらにモータの回転出力を制御するステップと、
モータのモータロータが回路駆動モジュールの出力制御作用下で動きベクトルと加速度を出力して車輪の回転を制御し、モータロータの回転出力中にモータステータが反作用を受け、モータステータが該反作用を機械的構造によって自己感知プラットフォームに伝達するステップと、
自己感知プラットフォームが反作用を自己感知プラットフォームに立つユーザーに伝達してフィードバックし、体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、それにより自己感知平衡制御を達成するステップと、を含む、
ことを特徴とする自己感知縦型二輪車の制御方法。

（付記２）
人が前傾する時、自己感知プラットフォームが前へ回転し、モータがモータロータの正方向出力を増加させ、車体が前へ加速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを後へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持し、体が後傾する時、自己感知プラットフォームが後へ回転し、モータがモータロータの逆方向出力を増加させ、車体が前へ減速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを前へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持する、
ことを特徴とする付記１に記載の自己感知縦型二輪車の制御方法。

（付記３）
付記１又は２に記載の自己感知縦型二輪車の制御方法を使用する自己感知縦型二輪車の制御システムであって、
自己感知プラットフォーム及び自己感知プラットフォーム内に取り付けられる状態姿勢センサを備える自己感知モジュールと、
前記状態姿勢センサにデータ信号を通信可能に接続される中央処理装置と、
前記中央処理装置とモータとの間に設置され、モータがモータロータ及びモータステータを備え、モータロータが車輪に伝動接続され車輪を回転駆動し、モータステータが前記自己感知プラットフォームに機械的に伝動接続される回路駆動モジュールと、を備える、
ことを特徴とする自己感知縦型二輪車の制御システム。

Claims (3)

1. 体の前傾、後傾の姿勢データを収集し、中央処理装置によってアルゴリズム演算を行い回路駆動モジュールの出力を制御し、さらにモータの回転出力を制御するステップと、
   モータのモータロータが回路駆動モジュールの出力制御作用下で動きベクトルと加速度を出力して車輪の回転を制御し、モータロータの回転出力中にモータステータが反作用を受け、モータステータが該反作用を機械的構造によって自己感知プラットフォームに伝達するステップと、
   自己感知プラットフォームが反作用を自己感知プラットフォームに立つユーザーに伝達してフィードバックし、体の姿勢によって自己感知プラットフォームの姿勢データを二次調整し、それにより自己感知平衡制御を達成するステップと、を含む、
   ことを特徴とする自己感知縦型二輪車の制御方法。
2. 人が前傾する時、自己感知プラットフォームが前へ回転し、モータがモータロータの正方向出力を増加させ、車体が前へ加速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを後へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持し、体が後傾する時、自己感知プラットフォームが後へ回転し、モータがモータロータの逆方向出力を増加させ、車体が前へ減速すると同時に、モータステータの反作用によってプラットフォームを前へと持ち上げ、所定の相対平衡状態を維持する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自己感知縦型二輪車の制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の自己感知縦型二輪車の制御方法を使用する自己感知縦型二輪車の制御システムであって、
   自己感知プラットフォーム及び自己感知プラットフォーム内に取り付けられる状態姿勢センサを備える自己感知モジュールと、
   前記状態姿勢センサにデータ信号を通信可能に接続される中央処理装置と、
   前記中央処理装置とモータとの間に設置され、モータがモータロータ及びモータステータを備え、モータロータが車輪に伝動接続され車輪を回転駆動し、モータステータが前記自己感知プラットフォームに機械的に伝動接続される回路駆動モジュールと、を備える、
   ことを特徴とする自己感知縦型二輪車の制御システム。

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