[發明專利]自平衡電動扭扭車及其控制方法

在審

• 申請號: 201710288909.5
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108791616A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳業發;C·J·魯賓;魏文經
• 申請（專利權）人: C·J·魯賓
• 主分類號: B62K3/00
• 分類號: B62K3/00;B62M6/50;B60L15/28
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 蔡繼清

本發明公開了一種自平衡電動扭扭車及其控制方法。該自平衡電動扭扭車包括控制系統。控制系統包括：采集并輸出電源模塊的電量參數的電池電量管理系統；用于采集自平衡電動扭扭車的車體姿態參數的姿態采集模塊，用于檢測電機的轉速信息的速度檢測模塊，其中根據車體姿態參數和電機的轉速信息計算得出并輸出速度參數；用于檢測自平衡電動扭扭車承載的重量并輸出重量參數的重量檢測系統；控制器模塊，用于采集電量參數、速度參數和重量參數，以及根據該三種參數計算得出并輸出限速抬板參數；限速抬板系統，用于接收限速抬板參數，以及根據限速抬板參數控制電機轉動的轉速。本發明的自平衡電動扭扭車的安全性和可操作性高。

技術領域

本發明屬于自平衡電動車領域，具體涉及一種自平衡電動扭扭車及其控制方法。

背景技術

目前市場上，鑒于自平衡自平衡電動扭扭車的娛樂性高、科技感強、時尚感足等特性，使其深得廣大消費者的喜愛。自平衡電動扭扭車的平衡控制是通過陀螺儀和加速度傳感器，來檢測車體姿態的變化，并利用伺服控制系統，精確地驅動電機進行相應的調整，以保持自平衡電動扭扭車的平衡。平衡控制系統的核心是采用倒立擺算法，當人體向前傾斜越大其車體速度越快，以保持整體的平衡。

平衡控制原理上如手上放一個筷子，當它向前傾斜時人體也要向前運動，以保證筷子的平衡。在原理上，平衡控制的速度可以是無限大的。但考慮到電池的動力是有極限的，電機的扭矩也是限定的，所以會控制電機使自平衡電動扭扭車向上抬板來限定速度與轉彎。例如，電動扭扭車假如設定了10碼為安全速度，當當前車速為5碼時車體的抬板參數為5度，當前車速為7碼時車體的抬板參數為10度，當前車速為8碼時車體的抬板參數為15度，當前車速為10碼時車體的抬板參數為20度。抬板參數為遞增系數。

但這種平衡控制方式不智能化，因為使用者從小孩到大人的體重都不一樣，沒有一個標準的判斷條件，只能以速度控制參數來控制電機的抬板控制參數。另外，電池的電量也會有不同的變化，不同電壓輸出的動力也不一樣。所以當重量重的人在低電壓的車上時很容易在速度快的時候超出所設定的限速范圍，容易摔倒，產品還不夠完善。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種自平衡電動扭扭車，其控制系統采集電源模塊的電量參數、車體載重的重量參數和電機的速度參數，并根據該三種參數計算輸出限速抬板參數，來實現對電機轉動的轉速和角度控制，從而實現自平衡電動扭扭車的平衡控制。進一步地提供了該自平衡電動扭扭車的平衡控制方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

根據本發明的一方面，提供了一種自平衡電動扭扭車，包括電機車輪、電源模塊、底盤以及控制系統，其中電機車輪包含有電機，所述控制系統包括：

電池電量管理系統，用于采集并輸出所述電源模塊的電量參數；

自平衡加速度系統，包括姿態采集模塊和速度檢測模塊，其中，所述姿態采集模塊用于采集所述自平衡電動扭扭車的車體姿態參數，所述速度檢測模塊用于檢測所述電機的轉速信息，以及所述自平衡加速度系統根據所述車體姿態參數和所述電機的轉速信息計算得出并輸出速度參數；

重量檢測系統，包括測重傳感器并用于檢測所述自平衡電動扭扭車承載的重量并輸出重量參數；

控制器模塊，用于采集所述電量參數、所述速度參數和所述重量參數，以及根據該三種參數計算得出并輸出限速抬板參數；

限速抬板系統，用于接收所述限速抬板參數，并根據所述限速抬板參數控制所述電動扭扭車抬起的角度，以及控制所述電機轉動的最高轉速。

一實施例中，所述限速抬板參數反比例于所述速度參數和所述電量參數，以及所述限速抬板參數正比例于所述重量參數。

一實施例中，所述測重傳感器為壓力傳感器，所述壓力傳感器固定安裝于所述底盤，且位于所述腳踏板的下方。