[發(fā)明專利]壓控式電動平板車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610096958.4
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105644391A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘升
• 申請（專利權(quán)）人: 鐘升
• 主分類號: B60L15/28
• 分類號: B60L15/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種代步工具，具體地說是一種壓控式電動平板車。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，代步工具越來越受到人們的推崇和歡迎，目前，市面上很多代步電動平衡車均為獨輪和雙輪設(shè)計，傳統(tǒng)的這種電動平衡車，其工作是基于動態(tài)穩(wěn)定的原理，利用車體內(nèi)部陀螺儀和加速度傳感器來檢測車體姿態(tài)調(diào)整伺服控制系統(tǒng)，由此使使用者能夠在電動平衡車上平衡，傳統(tǒng)的這種電動平衡車，由于僅僅利用車體內(nèi)部陀螺儀和加速度傳感器來檢測車體姿態(tài)，其可靠性較差，對使用者的協(xié)調(diào)能力有所要求，上手有一定的難度，小孩、老人使用尤為不方便，并且會存在嚴(yán)重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠克服現(xiàn)有平衡車對使用者身體協(xié)調(diào)能力的要求，平衡性好，安全性高的壓控式電動平板車。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的壓控式電動平板車，包括平板以及設(shè)置在平板下方的行走輪構(gòu)成的車體，平板下方集成有惠斯通阻抗電橋模塊，惠斯通阻抗電橋模塊經(jīng)過A/D采樣放大連接MCU控制單元，行走輪中具有車輪馬達，MCU控制單元連接能夠?qū)︸R達進行控制的伺服控制系統(tǒng)，MCU控制單元與車輪馬達之間還連接有用來補償壓力感應(yīng)控制誤差的姿態(tài)感知系統(tǒng)。

所述行走輪設(shè)置有四個，四個行走輪分別安裝在平板下方的四個邊角部位，前部兩個行走輪中具有車輪馬達作為該車體的驅(qū)動輪，后部兩個行走輪作為該車體的轉(zhuǎn)向輪。

所述姿態(tài)感知系統(tǒng)由陀螺儀和加速度傳感器組成。

所述平板由金屬材料制成。

采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于設(shè)置的惠斯通阻抗電橋模塊以及姿態(tài)感知系統(tǒng)，由此可直接利用人體重量壓力觸發(fā)惠斯通應(yīng)變阻抗電橋的平衡來控制車輛行走，同時通過姿態(tài)感知系統(tǒng)補償壓力感應(yīng)控制誤差，進一步有效地控制了四輪平板小車方向及其速度，其結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙簡單，控制方式簡單，采用前兩輪驅(qū)動，降低了使用者對身體平衡協(xié)調(diào)能力的要求，消除了傳統(tǒng)車體不平衡而導(dǎo)致使用危險的狀況發(fā)生，有效保證了使用者的人身安全，從而擴大了使用人群及其范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明壓控式電動平板車的原理框圖；

圖2為本發(fā)明壓控式電動平板車的結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖3為本發(fā)明中惠斯通應(yīng)變阻抗電橋的原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明的壓控式電動平板車作進一步詳細說明。

如圖所示，本發(fā)明的壓控式電動平板車，包括平板1以及設(shè)置在平板下方的行走輪2構(gòu)成的車體，所說的平板由金屬材料制成，平板下方集成有惠斯通阻抗電橋模塊，惠斯通阻抗電橋模塊經(jīng)高精度A/D采樣放大連接MCU控制單元，行走輪中具有車輪馬達，MCU控制單元連接能夠?qū)︸R達進行控制的伺服控制系統(tǒng)，MCU控制單元與車輪馬達之間還連接有用來補償壓力感應(yīng)控制誤差的姿態(tài)感知系統(tǒng)，所說的姿態(tài)感知系統(tǒng)由陀螺儀和加速度傳感器組成，另外需要說明的是本發(fā)明壓控式電動平板車的各個模塊單元及電路均通過電源系統(tǒng)供電。

本實施例的結(jié)構(gòu)如圖2所示，惠斯通應(yīng)變阻抗電橋模塊設(shè)置有兩個，兩個惠斯通應(yīng)變阻抗電橋模塊分別安裝在平板下面，兩個惠斯通應(yīng)變阻抗電橋模塊分別具有應(yīng)變阻抗感應(yīng)點3，通過凸起的小點（應(yīng)變阻抗感應(yīng)點）來感應(yīng)在左右兩個感應(yīng)區(qū)域（如圖2所示的區(qū)域）施加的壓力，MCU控制單元則通過采集的兩個壓力的大小來控制電動車體前進的速度，通過兩個壓力差值的比較來控制電動車體前進的方向，而惠斯通應(yīng)變阻抗電橋模塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示，電阻R1,R2,R3,R4為電橋的四個臂；當(dāng)四個臂處于平衡狀態(tài)時，沒有電流流過，B,D兩點電勢相等，之間沒有電勢差ΔV=0;而當(dāng)應(yīng)變電阻阻抗值由于外界的形變壓力導(dǎo)致阻抗變化，打破電橋平衡，ΔV≠0；ΔV輸出的大小，直接反應(yīng)了形變壓力的大小。

其中，本實施例中的行走輪設(shè)置有四個，四個行走輪分別安裝在平板下方的四個邊角部位，由圖可見，車體的前部兩側(cè)分別設(shè)置有一個行走輪，車體的后部兩側(cè)分別設(shè)置有一個行走輪，前部的兩個行走輪中具有車輪馬達作為該車體的驅(qū)動輪，后部兩個行走輪作為該車體的轉(zhuǎn)向輪。

其工作原理如下：

利用人體本體重量壓力改變惠斯通電橋阻抗平衡值，導(dǎo)致的輸出電壓的微小變化；電壓的微量變化經(jīng)高精度A/D采樣放大輸出到MCU控制單元,其控制單元輸出電路分別對前兩輪的伺服系統(tǒng)進行調(diào)解,同時通過由陀螺儀和加速度傳感器組成的姿態(tài)感知系統(tǒng)補償壓力感應(yīng)控制誤差，有效控制四輪平板小車方向及其速度。