[發(fā)明專利]一種直驅(qū)型兩輪自平衡電動車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510043425.5
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104724233A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁珠玉;樊利;楊繼東;鐘昌余
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學
• 主分類號: B62K11/00
• 分類號: B62K11/00
• 代理公司: 四川君士達律師事務(wù)所 51216
• 代理人: 芶忠義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通工具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種直驅(qū)型兩輪自平衡電動車。

背景技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車化進程不斷加快，機動車消費需求逐漸旺盛，汽車保有量不斷飆升。能源短缺和環(huán)境污染成為了人類面臨的社會問題，交通堵塞與汽車停靠問題也面臨著嚴峻的考驗。因此，研究新型的小型輕便、節(jié)約能源、方便實用、成本低廉的智能化交通工具，將為緩解我國目前車輛耗油量大、能源消耗多、環(huán)境污染大、道路交通擁擠、停車難等問題提供一條有效的解決途徑。

目前有專利與直驅(qū)型兩輪自平衡電動車有關(guān):《一種單軸驅(qū)動的兩輪自平衡車》(CN103600796A)，其特征在于：電機固定架和軸承固定架均設(shè)置在車體上,電機設(shè)置在電機固定架上,電機驅(qū)動齒輪與電機固定連接,電機驅(qū)動齒輪與傳動齒輪相嚙合,傳動齒輪與傳動軸聯(lián)接配合,轉(zhuǎn)向桿與轉(zhuǎn)向傳動齒輪相聯(lián)接,轉(zhuǎn)向齒條與車輪轉(zhuǎn)向節(jié)互相鉸接。《一種雙控型兩輪自平衡智能車》(CN103612695A)，其特征在于：機械結(jié)構(gòu)和安裝于該機械結(jié)構(gòu)上的操控系統(tǒng),操控系統(tǒng)以通過雙手進行的手控操作方式或者通過身體的協(xié)調(diào)活動進行的體控操作方式來控制所述智能車實現(xiàn)在豎直方向小傾角范圍內(nèi)的平穩(wěn)運行。《一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車》(CN102582738A),其特征在于：該兩輪車的整體呈對稱結(jié)構(gòu),由車身裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)把裝置和電控裝置四個部件組成。

以上發(fā)明專利其缺點在于：

1、機械結(jié)構(gòu)上：傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)方式中的車輪軸承與車體分離，機械結(jié)構(gòu)復雜，制造零部件多，生產(chǎn)成本高。

2、控制方式上：傳統(tǒng)控制方式不靈活，多采用手控操作或者采用電位計調(diào)整，可靠性和靈敏度不高，具有較大的安全隱患等。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點，如：

1、本發(fā)明的左右車輪及輪轂采用8吋單邊軸無刷電機車輪一體化。存在：①傳動軸與輪轂一體化的傳動系統(tǒng)是封閉的，將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，使機械部分簡化；②內(nèi)部電機直接帶動車輪轉(zhuǎn)動，在騎行過程中泥沙等異物不會進入，傳動軸因為沒有鏈條，所以不存在會生銹或者斷鏈現(xiàn)象。有低干擾、低行駛噪音、運轉(zhuǎn)順暢、壽命長和維護成本低等優(yōu)點。所以本發(fā)明大大降低了能源消耗，實現(xiàn)了行駛噪音低，整車重量輕的目的，可以提高電池續(xù)航能力。

2、本發(fā)明的控制方式為利用人體站立姿態(tài)判斷向前后、左右四個方向的加減速與轉(zhuǎn)向，采用新型電容式數(shù)字陀螺儀。較傳統(tǒng)機械式陀螺儀：①采集數(shù)據(jù)更簡單，數(shù)據(jù)處理更方便，信號干擾更小；②由于機械式陀螺儀輸出的信號為模擬信號，需要對模擬信號進行放大整形濾波，再由MCU對每個軸的輸出進行AD轉(zhuǎn)換，需要占用3個(3軸輸出)AD通道，需要精確的參考源，受溫度影響大，對RC濾波電路的要求也較高，影響電路的設(shè)計與制作。而采用數(shù)字式陀螺儀則不需要在電路設(shè)計上采用放大整形濾波電路，使電路設(shè)計簡單，采集精度高，追蹤速度可控，對環(huán)境溫度耐受性能好，能有效提高車體平穩(wěn)性，減少車體自平衡的判斷過程，提高乘坐人員的安全性和舒適性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種直驅(qū)型兩輪自平衡電動車，解決了現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)方式中的車輪軸承與車體分離，機械結(jié)構(gòu)復雜，體積大，生產(chǎn)成本高的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括底盤，底盤上部垂直安裝有轉(zhuǎn)向桿，轉(zhuǎn)向桿能夠伸縮調(diào)整高度，以適應(yīng)不同高度的操作人員，轉(zhuǎn)向桿底部連接安裝在底盤內(nèi)的轉(zhuǎn)向電位器，轉(zhuǎn)向桿頂部設(shè)有把手，操作人員手握在把手上進行轉(zhuǎn)向控制，轉(zhuǎn)動把手，改變轉(zhuǎn)向電位器的電阻值，轉(zhuǎn)向電位器通過電路連接微控制器，微控制器通過電路連接電機驅(qū)動模塊，電機驅(qū)動模塊分別通過電路連接左輪轂電機和右輪轂電機，微控制器檢測轉(zhuǎn)向電位器的電阻值大小，從而通過電機驅(qū)動模塊對左輪轂電機和右輪轂電機進行差速控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，左輪轂電機和右輪轂電機分別連接設(shè)置在底盤兩側(cè)的滾輪，微控制器通過電路連接姿態(tài)檢測模塊，實時監(jiān)測車體的傾斜姿態(tài)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給微控制器進行處理，微控制器通過電路連接無線通信模塊，無線通信模塊用于系統(tǒng)在調(diào)試運行過程中與上位機的數(shù)據(jù)交換，微控制器通過電路連接三維感應(yīng)器件，三維感應(yīng)器件內(nèi)部包含三軸陀螺儀和三軸加速器，三軸陀螺儀感測車體姿態(tài)信號并傳輸?shù)轿⒖刂破髋c三軸加速器的加速信號進行混合處理，輸出混合后的信號作為車體姿態(tài)判斷的依據(jù)，微控制器還通過電路連接安裝在把手上的按鍵電路和液晶顯示模塊，按鍵電路包括按鍵S1、S2、S3，S1調(diào)用當前陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，S2為左右輪轂轉(zhuǎn)動的數(shù)據(jù)，S3為切換按鍵以及確認按鍵，液晶顯示模塊用于配合按鍵電路進行數(shù)據(jù)顯示，電源模塊給系統(tǒng)進行供電。