[實用新型]一種雙輪載人自平衡小車

有效

• 申請號: 201520284312.X
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN204846210U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 曹青松;周繼惠;陳剛;黃和平;張璐;樂享榮
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B62K11/00
• 分類號: B62K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種雙輪載人自平衡自新能源車技領域，尤其涉及一種結構簡單、節能環保且可調節伸縮桿高度適應不同的使用者的雙輪載人自平衡小車。

背景技術

隨著社會科學技術的不斷進步、生活水平的提高，交通工具正朝著小型、輕巧、節能、環保的趨勢發展，電動車在這種環境下應運而生，并且已被人們熟知和使用。隨著我國化石燃料的儲量的不斷減少及全球環保意識的提高，電能產生來源廣，電能就成為當今最為環保的能源，電動車將成為以后的主要交通工具。

目前使用電能作為動力主要有電力機車、電動汽車、電動摩托車及電動自行車。電動汽車結構復雜、造價成本高且不便遠距離行駛，電動摩托車和電動自行車需要在非機動車道上行駛，不能在廣場、休閑場所使用等局限。本實用新型雙輪載人自平衡小車具有結構簡單、耗能少、造價成本低、攜帶也方便，可供警察廣場巡邏、小孩公園玩或上班離公交站臺較遠者等不同人使用。

20世紀80年代，科學家提出了兩輪自平衡機器人的概念，這種兩輪機器人能夠自我保持平衡，它的行駛速度與傾斜角度都可以調節，通過差動控制還可以實現零半徑回轉和U形轉彎，可以用于復雜環境下的任務執行。雙輪自平衡機器人的諸多優點，使它成為了國內外專業學者研究的焦點。近年來，隨著汽車工業的高速發展，汽車的數量不斷增多，交通擁堵的情況很普遍，對人們的出行效率有很大的影響。這就有必要向行工作人員或行人提供一處更加小型化的交通工具。雙輪自平衡機器人作為交通工具的優勢非常顯著，給這種機器人增加載人的功能，使其實現前進、后退、原地轉圈、停車等動作，于是雙輪載人自平衡小車就應運而生。雙輪載人自平衡小車的最初模型來源于倒立擺，既可以作為各種控制算法的檢驗平臺，又可以設計成為便捷式的交通工具。對于這種兩輪代步車的研究是很有意義的。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種雙輪載人自平衡小車，該小車可以供成人駕駛，運行速度大約為15-20km/h，能實現雙輪小車在道路上行駛時保持自平衡的運行功能。

本實用新型是這樣實現的，它包括方向操縱桿、伸縮桿、踏板、驅動電機、車輪、電池盒、控制板、控制處理器、陀螺儀、角度傳感器、加速度計，其特征在于：踏板的上表面中心連接伸縮桿，伸縮桿的頂端連接方向操縱桿，所述踏板的上表面的兩側分別通過驅動電機對稱平行連接車輪，驅動電機連接控制處理器，控制處理器連接控制板上的陀螺儀、角度傳感器和加速度計，所述控制板和驅動電機分別連接電池盒。方向操縱桿由可調節高度的伸縮桿和緊固接頭組成，擺動操縱桿、控制重心，小車即可行走、轉向和制動。

所述驅動電機、陀螺儀和加速度計分別選直流減速電機、雙軸陀螺儀和雙軸加速度傳感器。

所述電池盒中的電池由兩個鋰電池并聯供電，每個鋰電池是一個內部由七個電池串聯成的鋰電池組，內部的安全電路提供過壓保護、過流保護、過放保護和短路保護等保護。

本實用新型的技術效果是：其能保持載人情況下的自平衡，通過實驗測試表明，小車在空載和載人的情況下能保持穩定自平衡，且具有一定的抗干擾能力；具有車身輕巧、結構簡單、靈活性高及環保節能等特點，有較好的市場推廣前景。

附圖說明

圖1是本實用新型機構示意圖；

圖2是本實用新型控制結構示意圖。

在附圖中：1-方向操縱桿、2-伸縮桿、3-緊固接頭、4-踏板、5-驅動電機、6-車輪、7-電池盒、8-控制板、9-控制處理器、10-陀螺儀、11-角度傳感器、12-加速度計。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實用新型是這樣實現的，踏板4的上表面中心連接伸縮桿2，伸縮桿2的頂端連接方向操縱桿1，所述踏板4的上表面的兩側分別通過驅動電機5對稱平行連接車輪6，驅動電機5連接控制處理器9，控制處理器9連接控制板8上的陀螺儀10、角度傳感器11和加速度計12，所述控制板8和驅動電機5分別連接電池盒7。方向操縱桿1由可調節高度的伸縮桿2和緊固接頭3組成，擺動操縱桿、控制重心，小車即可行走、轉向和制動。兩個驅動電機5在同一軸線上，方向控制桿可以左右擺動。控制板安裝在鋁合金板的下面。使用時，人站在鋁合金板上面。自平衡小車的運動原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定”的基本原理上，也就是車輛本身有自動平衡能力。以內置的傳感器來判斷車身所處的姿勢狀態，驅動電機來做到平衡的效果，并能在保持平衡的狀態下按照使用者的指令要求正常運行。

上述實施例僅是對本實用新型裝置的優選實施方式進行描述，并非對本裝置的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神前提下的對本裝置技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。