自平衡車的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機、內部設置有壓力傳感器的踏板以及控制器，所述車輪包括前車輪和后車輪，所述前車輪和后車輪一前一后設置在踏板上；所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器和設置在踏板后段的后置壓力傳感器，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接。本發明的自平衡車，設置有前車輪和后車輪，使得在電機無電力供給的時候，使用者也可以平穩地踩踏在車體上，從而顯著地提高了使用的安全性。另外，通過前置壓力傳感器和后置壓力傳感器來采集重力數值，提供至控制器控制電機正反轉以維持平衡，該種平衡系統省去了陀螺儀等元件，從而可顯著降低生產成本。
【專利說明】
自平衡車
技術領域
[0001 ]本發明屬于交通工具技術領域，尤其涉及一種自平衡車。
【背景技術】
[0002]目前的，電動平衡車，又叫體感車、思維車、攝位車等。市場上主要有獨輪和雙輪兩類。其運作原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定” (Dynamic Stabilizat1n)的基本原理上，利用車體內部的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，以保持系統的平衡。是現代人用來作為代步工具、休閑娛樂的一種新型的綠色環保的產物。然而，目前的電動平衡車具有以下不足:I)在沒有電力或電力不足的時候，就無法維持車體平衡;2)需要陀螺儀或角度傳感器等元件，制造成本較高。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本發明的目的是提供一種自平衡車，該自平衡車省去了陀螺儀或角度傳感器等元件，同時在沒有電力的情況下，使用者也可安全地站在車上，顯著地提高了車的安全性和穩定性。
[0004]本發明通過以下技術手段解決上述技術問題:
[0005]本發明的自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機、內部設置有壓力傳感器的踏板以及控制器，所述車輪包括前車輪和后車輪，所述前車輪和后車輪一前一后設置在踏板上;所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器和設置在踏板后段的后置壓力傳感器，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接。
[0006]進一步，所述電機為內置在車輪中的輪轂電機。
[0007]進一步，還包括電池和與電池連接的電源插頭，所述踏板側面設置有能夠與電源插頭連接的電源接口，所述電源接口與控制器連接。
[0008]進一步，所述前車輪和后車輪各設置有兩個。
[0009]進一步，所述踏板的寬度和長度與人體腳部的寬度和長度相應，所述踏板上設置有固定件，所述固定件用于將使用者的腳部固定在踏板上。
[0010]進一步，所述固定件為可捆綁住使用者腳部的帶體。
[0011 ]進一步，所述固定件為鞋體。
[0012]進一步，所述踏板上設置有平衡板，所述平衡板的中部通過鉸接軸與所述踏板鉸接，所述鉸接軸將所述平衡板分隔出前板塊和后板塊，所述前置壓力傳感器對應設置在前板塊的下方，所述后置壓力傳感器對應設置在后板塊的下方。優選的，所述鉸接軸偏平衡板的后側設置，使得鉸接軸更加靠近腳的重心位置。
[0013]進一步，還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述控制器連接。
[0014]本發明的有益效果:
[0015]I)本發明的自平衡車，設置有前車輪和后車輪，使得在電機無電力供給的時候，使用者也可以平穩地踩踏在車體上，從而顯著地提高了使用的安全性。
[0016]2)本發明的自平衡車，通過前置壓力傳感器和后置壓力傳感器來采集重力數值，通過控制器可計算出重力的偏心量，從而控制電機正反轉以維持平衡，該種平衡系統省去了陀螺儀等元件，從而可顯著降低生產成本。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0018]圖1為實施例1中本發明自平衡車的側面結構示意圖；
[0019]圖2為實施例2中本發明自平衡車的側面結構示意圖；
[0020]圖3為實施例3中本發明自平衡車的側面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ]以下將結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0022]實施例1自平衡車
[0023]如圖1所示，本實施例中的自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機2、內部設置有壓力傳感器5的踏板3以及控制器，所述電機2為內置在車輪中的輪轂電機，所述車輪包括前車輪Ia和后車輪Ib，所述前車輪和后車輪一前一后設置在踏板下方，所述踏板的寬度和長度與人體腳部的寬度和長度相應，所述踏板上設置有固定件4，所述固定件用于將使用者的腳部固定在踏板上，所述固定件為可捆綁住使用者腳部的帶體;所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器和設置在踏板后段的后置壓力傳感器，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接，所述前置壓力傳感器用于測量來自使用者前腳掌處的踩踏壓力，所述后置壓力傳感器用于測量來自使用者腳跟處的踩踏壓力。還包括電池6，本實施例中，所述電池設置在踏板下方，所述電池與控制器連接。還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述控制器連接，加速度傳感器用于采集自平衡車的加速度信息，以便控制器及時調整速度。
[0024]本實施例中的自平衡車，其原理如下:使用者可單腳踩踏在自平衡車踏板上，然后通過固定件固定住使用者的腳部，接通電源后，通過前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別來采集壓力數據，通過控制器數據處理后可判斷使用者重心是靠前還是靠后，然后通過控制器控制電機正反轉以維持平衡，該種平衡方式省去了陀螺儀等元件，而可顯著降低生產成本。更為具體地，設前置壓力傳感器和后置壓力傳感器上的力分別為Fl和F2，同時假設一個啟動系數R，當(F1-F2)/(F1+F2)的值大于等于R時，系統則認為操作者的重心發生了前移，控制器控制電機驅動車輪正轉，產生一加速度從而使(F1-F2)/(F1+F2)的值小于R;當(F卜F2)/(F1+F2)的值為負數，且小于負R時，系統則認為操作者的重心發生了后移，控制器控制電機驅動車輪反轉，產生一負加速度從而使(F1-F2)/(F1+F2)的值大于負R;F1-F2的絕對值越大，車輪產生的加速度或轉速越高。
[0025]實施例2自平衡車
[0026]如圖2所示，本實施例中的自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機2、內部設置有壓力傳感器5的踏板3以及控制器，所述電機2為內置在車輪中的輪轂電機，所述車輪包括前車輪Ia和后車輪Ib，所述前車輪和后車輪一前一后設置在踏板下方，所述踏板的寬度和長度與人體腳部的寬度和長度相應，所述踏板上設置有固定件4，所述固定件4為鞋體;所述踏板上設置有平衡板7，所述鞋體設置在踏板的上方，所述平衡板的中部通過鉸接軸8與所述踏板鉸接，所述鉸接軸將所述平衡板分隔出前板塊和后板塊;所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器5a和設置在踏板后段的后置壓力傳感器5b，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接，所述前置壓力傳感器用于測量來自使用者前腳掌處的踩踏壓力，所述后置壓力傳感器用于測量來自使用者腳跟處的踩踏壓力，所述前置壓力傳感器對應設置在前板塊的下方，所述后置壓力傳感器對應設置在后板塊的下方;所述鉸接軸8與后置壓力傳感器5b的距離大于所述鉸接軸8與前置壓力傳感器5a之間的距離，使得鉸接軸的位置更加貼近人體正常站立時的重心；當然作為替換，所述前置壓力傳感器和后置壓力傳感器也可以分別設置在平衡板的下面，同樣也可以達到本發明的目的。還包括電池和與電池連接的電源插頭，所述踏板側面設置有能夠與電源插頭連接的電源接口，所述電源接口與控制器連接，優選的，可在電池外殼上設置卡勾，通過卡勾將電池懸掛在使用者的腰帶上。還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述控制器連接。
[0027]實施例3自平衡車
[0028]如圖3所示，本實施例中的自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機2、內部設置有壓力傳感器的踏板3以及控制器，所述踏板的長度允許使用者雙腳同時踩踏在上面，所述車輪包括一對前車輪和一對后車輪，所述前車輪和后車輪設置在踏板下方，所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器5a和設置在踏板后段的后置壓力傳感器5b，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接，所述前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別用于檢測來自兩只腳的踩踏壓力。還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述控制器連接。使用時，使用者重心偏向一側時，自平衡車將向該側運動以平衡重心。本實施例中自平衡車的外形及大小與目前市面上的滑板車相近，可以作為目前滑板車的替代產品。
[0029]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種自平衡車，包括車輪、驅動車輪轉動的電機、內部設置有壓力傳感器的踏板以及控制器，其特征在于:所述車輪包括前車輪和后車輪，所述前車輪和后車輪一前一后設置在踏板上;所述壓力傳感器包括設置在踏板前段的前置壓力傳感器和設置在踏板后段的后置壓力傳感器，所述電機、前置壓力傳感器和后置壓力傳感器分別與所述控制器連接。2.根據權利要求1所述的自平衡車，其特征在于:所述電機為內置在車輪中的輪轂電機。3.根據權利要求2所述的自平衡車，其特征在于:還包括電池和與電池連接的電源插頭，所述踏板側面設置有能夠與電源插頭連接的電源接口，所述電源接口與控制器連接。4.根據權利要求3所述的自平衡車，其特征在于:所述前車輪和后車輪各設置有兩個。5.根據權利要求3所述的自平衡車，其特征在于:所述踏板的寬度和長度與人體腳部的寬度和長度相應，所述踏板上設置有固定件，所述固定件用于將使用者的腳部固定在踏板上。6.根據權利要求5所述的自平衡車，其特征在于:所述固定件為可捆綁住使用者腳部的帶體。7.根據權利要求5所述的自平衡車，其特征在于:所述固定件為鞋體。8.根據權利要求1所述的自平衡車，其特征在于:所述踏板上設置有平衡板，所述平衡板的中部通過鉸接軸與所述踏板鉸接，所述鉸接軸將所述平衡板分隔出前板塊和后板塊，所述前置壓力傳感器對應設置在前板塊的下方，所述后置壓力傳感器對應設置在后板塊的下方。9.根據權利要求1所述的自平衡車，其特征在于:還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與所述控制器連接。
【文檔編號】B62K3/00GK105857466SQ201610343499
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】王帥
【申請人】重慶花金王科技開發有限公司