一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車。
【背景技術】
[0002]兩輪直立車的控制技術已經成熟，其控制方案由三部分組成:直立控制、速度控制和轉向控制。目前使用的實現直立控制和速度控制的技術，是通過兩輪的前后運動來改變車模重心傾角來實現的。同時陀螺儀、加速度計等傳感器獲得實時重心傾角，從而形成重心傾角的閉環反饋。但是這樣的依靠兩輪移動改變重心傾角，實現速度控制和直立控制的方法，存在加速時需要兩輪向后運動以獲得向前的加速度、減速時需要兩輪向前移動以獲得向后的加速度的矛盾，導致加減速時車模運動滯緩的缺陷。轉向控制是采用雙輪差速的方法來實現的，但由于兩輪直立車自身結構的特點，高速轉向時會由于向心力不足而導致車模側翻。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車，是一種特殊機械結構的兩輪直立車，尤其是可以通過改變重心位置來實現直立、控制速度和改善轉向性能的兩輪直立車。
[0004]為達到上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的:
一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車，包括車身、第一舵機、齒輪、齒條、滑片、滑軌、電池、第一軸承、小連桿、第二舵機、大連桿、第二軸承、電池底座、第三軸承、第四軸承、支架；所述第一舵機與車身固定連接，所述滑軌通過支架與車身固定連接；所述滑片與滑軌滑動連接，滑片能夠沿滑軌左右移動，齒輪固定安裝于第一舵機上，齒條固定安裝于滑片上，齒輪與齒條嚙合；所述第二舵機與滑片固定連接，小連桿與舵機固定連接，大連桿通過第一軸承與小連桿轉動連接，通過第二軸承與電池底座轉動連接，電池底座通過第三軸承和第四軸承與滑片轉動連接，電池固定安裝在電池底座上。
[0005]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
I)本發明通過設置舵機、可轉動電池底座和大小連桿，可以很好地克服一般兩輪直立車存在的加減速滯緩的缺陷。車模需要靜止直立時，不需要前后移動車輪，直接通過調整重心位置使重心傾角為零。通過設置舵機、滑片、滑軌和傳動齒輪，可以很好地克服兩輪直立車在高速轉向時易側翻的問題，保證了兩輪直立車的轉向性能。
[0006]2)轉動的轉點處采用軸承替代以往的干性摩擦，保證了轉動的順滑和可靠性，同時也增大了兩輪直立車的耐受力，延長了保養的周期。
[0007]3)滑軌和滑片接觸處采用光滑堅硬鋼材，可以保證滑片滑動的順暢，保護舵機，延長滑片和滑軌的使用周期。
[0008]4)固定舵機和滑片連接處采用齒輪嚙合傳動，保證了傳動的效率，同時也保證了傳動的實時響應速度。
[0009]5)可以簡化原有的直立控制算法，降低直立算法的復雜度，大大提高兩輪直立車代碼執行效率。所以本發明具有很高的實用效益，在未來會具有廣泛的應用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明機械構造示意圖。
[0011]圖2為本發明重心移動裝置正面圖。
[0012]圖3為本發明重心移動裝置背面圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖，對本發明的具體實施例做進一步的說明。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車，包括車身1、第一舵機2、齒輪3、齒條4、滑片5、滑軌6、電池7、第一軸承8、小連桿9、第二舵機10、大連桿11、第二軸承12、電池底座13、第三軸承14、第四軸承15、支架16 ;所述第一舵機2與車身I固定連接，所述滑軌6通過支架16與車身I固定連接；所述滑片5與滑軌6滑動連接，滑片5能夠沿滑軌6左右移動，齒輪3固定安裝于第一舵機2上，齒條4固定安裝于滑片5上，齒輪3與齒條4嚙合；所述第二舵機10與滑片5固定連接，小連桿9與舵機10固定連接，大連桿11通過第一軸承8與小連桿9轉動連接，通過第二軸承12與電池底座13轉動連接，電池底座13通過第三軸承14和第四軸承15與滑片5轉動連接，電池7固定安裝在電池底座13上。
[0015]本發明的操作過程和原理如下:
當需要車身I靜止直立時，通過第二舵機10轉動小連桿9，通過小連桿9帶動大連桿11，通過大連桿11帶動電池底座13和電池7，就可以改變電池7與車身I的相對位置，從而實現前后移動重心位置，改變重心傾角，通過陀螺儀、加速度計等傳感器獲得實時重心傾角反饋，實現車身I的靜止直立。
[0016]當兩輪直立車需要從靜止啟動時，或者在前進過程中需要向前加速時，通過控制第二舵機10轉動小連桿9，通過小連桿9帶動大連桿11，通過大連桿11向前調整電池底座13和電池7的位置，使重心傾角向前，從而重力產生向前的分力，實現無滯緩啟動或加速的目的。同理，前進過程中需要減速時，通過控制第二舵機10向后調整電池底座13和電池7的位置，使重心傾角向后，從而重力產生向后的分力，實現無滯緩減速的目的。
[0017]第一舵機2的雙向轉動，可以帶動滑片5及滑片5上所安裝的電池7等其他零件沿滑軌6左右移動，這樣就實現了對兩輪直立車重心左右位置的控制。在兩輪直立車轉向時，向待轉方向移動滑片5，使車身I整體的重心偏向待轉向一側，這樣就可避免兩輪直立車在高速轉向時側翻，改善兩輪直立車的轉向性能。
【主權項】
1.一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車，其特征在于:包括車身(I)、第一舵機(2)、齒輪(3)、齒條(4)、滑片(5)、滑軌(6)、電池(7)、第一軸承(8)、小連桿(9)、第二舵機(10)、大連桿(11)、第二軸承(12)、電池底座(13)、第三軸承(14)、第四軸承(15)、支架(16);所述第一舵機(2)與車身(I)固定連接，所述滑軌(6)通過支架(16)與車身(I)固定連接；所述滑片(5)與滑軌(6)滑動連接，滑片(5)能夠沿滑軌(6)左右移動，齒輪(3)固定安裝于第一舵機(2)上，齒條(4)固定安裝于滑片(5)上，齒輪(3)與齒條(4)嚙合；所述第二舵機(10 )與滑片(5 )固定連接，小連桿(9 )與舵機(10 )固定連接，大連桿(11)通過第一軸承(8 )與小連桿(9 )轉動連接，通過第二軸承(12 )與電池底座(13 )轉動連接，電池底座(13)通過第三軸承(14)和第四軸承(15)與滑片(5)轉動連接，電池(7)固定安裝在電池底座(13)上。
【專利摘要】本發明公開了一種能夠實時調整重心位置的兩輪直立車，包括車身、舵機、小連桿、大連桿、用于安裝電池及其他較大質量器件的電池底座、連接大連桿和電池底座的軸承、連接小連桿和大連桿的軸承、連接電池底座和車模車身的軸承、滑軌、滑片、齒輪、條狀齒輪；本發明兩輪直立車可以前后調整重心位置使車模保持靜止直立、實現加速和減速，可以左右調整重心位置改善轉向性能。
【IPC分類】A63H17-36, A63H17-00, A63H29-22
【公開號】CN104826342
【申請號】CN201510206976
【發明人】陳永東, 王燕, 陳萬米, 黃慎之, 徐威
【申請人】上海大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月28日