[發明專利]兩輪車中的陀螺儀穩定

在審

• 申請號: 201380021809.6
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104246431A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 丹尼爾·基勇·金;布蘭登·巴索
• 申請（專利權）人: LIT汽車公司
• 主分類號: G01C19/02
• 分類號: G01C19/02;B62D37/06;H02K7/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

優先權聲明

本申請要求2012年2月27日遞交的臨時申請No.61/603,885和2012年2月27日遞交的臨時申請No.61/603,886的優先權。

技術領域

本發明的實施方式總體涉及交通車輛，特別是涉及車輛穩定系統。

背景技術

利用控制力矩陀螺儀(CMG)，通過交換角動量，轉矩可在對象(例如，車體或結構)內生成且施加到該對象上。CMG可被定義為從在給定速度下旋轉的慣性輪交換角動量的方法，通過關于垂直于旋轉慣性輪的軸樞轉或吊掛(gimballing)慣性輪，角動量被轉換成轉矩，然后通過將CMG系統剛性安裝在感興趣的對象的結構上，將角動量施加于感興趣的對象。CMG的輸出轉矩典型地通過陀螺儀旋進而正交于慣性輪軸和萬向架軸而定向，如果CMG的慣性輪是正交的，則不生成有效轉矩。

在陀螺儀裝置中，慣性輪通過驅動軸旋轉，通過接合部，慣性輪連接至該驅動軸。陀螺儀轉矩將傾向于使慣性輪關于中心位置以兩個自由度振動，其中，慣性輪軸與驅動軸的軸對齊。在制造慣性輪期間，缺陷限制了所產生的轉矩的精確性。在目前的解決方案中，為了使陀螺儀裝置產生精確的轉矩水平，慣性輪必須被加工成即使有任何缺陷的話，也有很少的缺陷，這顯著地推進產生這樣的慣性輪的勞動力和成本量。

附圖說明

參照以下附圖，對本發明的非限制性的且非窮盡的實施方式進行了描述，其中，在各視圖中相似的附圖標記指代相似的部件，除非另有說明。應當理解的是，以下附圖可以不按比例繪制。

圖1至圖1B為根據本發明的實施方式的陀螺儀穩定單元的說明。

圖2A和圖2B為根據本發明的一實施方式的多軸旋轉陀螺儀和外罩的說明。

圖3為根據本發明的一實施方式的用于控制一個或多個多軸旋轉陀螺儀的控制系統的說明。

圖4為根據本發明的一實施方式的用來執行系統控制器的計算裝置的說明。

圖5示出包含本發明的一個或多個實施方式的直排兩輪車。

圖6A至圖6E示出根據本發明的一實施方式的利用控制力矩陀螺儀單元的兩輪車。

圖7A至圖7B示出根據本發明的一實施方式的用于陀螺儀穩定單元的慣性輪。

圖8示出根據本發明的一實施方式的包括慣性輪的陀螺儀穩定單元。

接著是對某些細節和實施的描述，包括可以示出以下描述的一些或者全部實施方式的附圖的說明，以及本文提出的創造性概念的其他可能的實施方式或實施的討論。以下提供本發明實施方式的概述，隨后參照附圖，提供更詳細的說明。

具體實施方式

本發明的實施方式描述了用于利用一個或多個多軸旋轉陀螺儀(例如，控制力矩陀螺儀(CMG))的方法、裝置和系統。增大用于所述一個或多個陀螺儀的慣性輪的旋進軸的數目，以便產生確定的控制力矩值。本發明的實施方式考慮對兩輪車的姿態控制(即，pitch(俯仰)、roll(側傾)和yaw(偏航))。

陀螺儀為用來以重型旋轉質量存儲能量的機械裝置。當能量被提取作為特別用于控制目的的轉矩時，該裝置被稱為CMG。在操作上，通過在一個軸上輸入轉矩，以在垂直軸上產生相應的轉矩，將CMG用于姿態控制。本發明的實施方式能夠利用一個或多個具有三個自由度(側傾、俯仰和偏航)的陀螺儀—例如，用于兩輪車或更多輪的車輛的姿態控制。

在下文的描述中，列舉了許多具體細節以提供對實施方式透徹的理解。然而，相關領域的技術人員會意識到本文所述技術可以在沒有所述具體細節中的一個或多個具體細節的情況下，或者利用其他方法、部件、材料等實施。在其他的實例中，公知的結構、材料或操作沒有被示出或詳細描述，以避免使得某些方面含糊不清。

圖1A至圖1B為根據本發明的實施方式的陀螺儀穩定單元的說明。本發明的實施方式中，車輛利用陀螺儀穩定單元來提高車輛在各種駕駛情況下(如靜止，慢速，以及轉彎期間)的穩定性。

圖1A示出了陀螺儀組件100，包括慣性輪102、聯接至慣性輪的慣性輪電動發電機104、聯接至該電動發電機的萬向架106、以及具有驅動部112(用于聯接至萬向架106)和框架部114(用于聯接至包括陀螺儀組件的車輛)的旋進發動機110。在本實施方式中，旋進電動發電機框架部114通過固定安裝在車架上的安裝支架108與車輛聯接。