一种姿态车以及姿态车的控制方法与流程

本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种姿态车以及姿态车的控制方法。

背景技术：

姿态车，又叫体感车、思维车，其运作原理主要是建立在一种“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统精确地驱动电机进行相应的调整，以保证车体的平衡。

目前，姿态车的控制方式有两种：第一，在车体上设有一操作杆，使用者站在车体的脚踏平台上对操作杆进行操作，从而以“手控”方式实现车体的前进、后退以及停止，但是，操作杆增加了整体姿态车的重量，不利于携带；第二，在车体的脚踏区域设有控制踏板，使用者通过对控制踏板前后端施力不同，即以“脚控”方式实现车体的前进、后退、转弯以及停止，但是，该控制踏板因无法相对车体运动，感应灵敏度低，导致使用者实际操控困难，平衡性体验差，尤其是在上车过程中难以保持车体稳定驱动。

技术实现要素：

综上所述，本发明的目的在于提供一种姿态车，旨在解决现有技术中利用控制踏板操控姿态车所面临的操作困难以及感应灵敏度低的问题。

本发明是这样实现的，一种姿态车，包括车体、至少两个滚轮、脚踏板以及两个驱动组件，多个滚轮枢接于车体，脚踏板设置于车体上，两个驱动组件平行间隔设置于车体内且在脚踏板的带动下驱动两个滚轮转动；每个滚轮包括定子固定轴以及动子驱动轮，定子固定轴枢接与车体，动子驱动轮与定子固定轴连接，两个驱动组件分别与两个动子驱动轮电连接，两个驱动组件分别固定连接于两个动子驱动轮对应的定子固定轴，每个驱动组件可相对所述定子固定轴转动并产生倾斜夹角并可向对应的动子驱动轮输出驱动信号以使驱动组件趋于动态水平平衡。

一种姿态车，包括车体、至少两个滚轮、脚踏板、两个驱动组件以及控制系统，多个滚轮两两相对地枢接于车体的两侧，脚踏板盖设于车体上，两个驱动组件平行间隔设置于车体内且分别抵接于脚踏板的两端；每个滚轮包括定子固定轴以及动子驱动轮，定子固定轴的一端伸入车体并与车体连接，定子固定轴的另一端与动子驱动轮枢接，以使动子驱动轮可相对定子固定轴转动，两个驱动组件分别与两个动子驱动轮电连接，两个驱动组件分别连接于两个动子驱动轮对应的定子固定轴；每个驱动组件在脚踏板的带动下可相对定子固定轴转动并可向对应的动子驱动轮输出驱动信号以使驱动组件趋于动态水平平衡。电池组件设置在车体内并分别与两个驱动组件和与两个驱动组件对应的两个动子驱动轮电性连接，用以向驱动组件和滚轮供电。

进一步地，每个驱动组件包括水平板、两个弹性件以及控制系统，水平板设置于车体内且可转动地连接于定子固定轴，两个弹性件分别设置于水平板的两端且可选择性地抵接于车体的内壁，控制系统电连接于动子驱动轮，当水平板相对定子固定轴转动并产生转动倾角时输出驱动信号至动子驱动轮。

进一步地，驱动组件包括水平板、两个弹性件以及控制系统，水平板设置于车体内且可转动地连接于定子固定轴，两个弹性件设置于车体内且可选择性地抵接于水平板的两端，控制系统电连接于动子驱动轮，当水平板相对定子固定轴转动并产生转动倾角时输出驱动信号至动子驱动轮。

进一步地，车体内设有第一支撑座，第一支撑座上设有第一轴承，定子固定轴穿设于第一轴承。

进一步地，车体内还设有第二支撑座，第二支撑座与第一支撑座相对设置，第二支撑座内设有第二轴承，定子固定轴分别穿设于第一轴承与第二轴承并架设于第一支撑座与第二支撑座之间。

一种姿态车的控制方法，用于控制上述的姿态车，姿态车的控制方法包括：脚踏板受压并带动驱动组件转动；检测两驱动组件的转动角度，并相互独立地向对应的动子驱动轮输出驱动信号，以使驱动组件趋于动态水平平衡；两个动子驱动轮分别依据驱动信号相互独立地进行转动；当两个驱动组件的转动角度相同时，两个动子驱动轮接收到的驱动信号相同，以使两个动子驱动轮同步转动，使得姿态车前进或后退；当两个驱动组件的转动角度不同时，两个动子驱动轮接收到的驱动信号不同，以使两个动子驱动轮不同步转动，使得姿态车进行转弯。

进一步地，脚踏板受到为两组相互独立的压力信号，两组压力信号分别对应控制两个驱动组件转动。

进一步地，每个驱动组件上设置有一传感器，传感器与对应的驱动组件电性连接，通过传感器检测到对应的驱动组件的转动角度并反馈至对应的驱动组件，每个驱动组件向对应的动子驱动轮发出驱动信号。

进一步地，每个驱动组件根据每个对应的传感器的反馈实时发送驱动信号，以实时控制对应的动子驱动轮转动。

进一步地，每个驱动组件上具有一速度感应模块，以感应姿态车的速度，当姿态车的速度超过预设值时，速度感应模块生成调整信号并传递至驱动组件，驱动组件相应调整转动角度，以改变所述驱动信号并使得所述动子驱动轮减速。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明提供的姿态车，车体可绕于定子固定轴相对动子驱动轮转动，将驱动组件固定连接于定子固定轴上，驱动组件则可随定子固定轴相对车体摆动，这样，驱动组件与滚轮处于同一工作平面内，即使用过程中，使用者相当于踩在滚轮上，从而消除了车体的平衡状态对驱动组件输出信号的干扰，即姿态车整体驱动方式仅受到驱动组件相对水平平面的调整信号源刺激，因此，使用者只需操控驱动组件，使其相对水平平面产生倾斜夹角则可向相对应的动子驱动轮发出驱动信号，获得相对应的行驶状态，这种连接方式提高了驱动组件判断调整信号的灵敏度，使得使用者更易于操作，尤其是在上车过程变得更加容易，也简化了姿态车的车身结构，降低了产品的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例提供的姿态车的第一视角爆炸图；

图2是本发明第一实施例提供的姿态车的第二视角爆炸图；

图3是本发明第一实施例提供的姿态车结构示意图；

图4是本发明第一实施例提供的姿态车的第三视角的爆炸图；

图5是本发明第一实施例提供的姿态车的控制方法示意图；

图6是本发明第二实施例提供的姿态车的结构示意图。

图标：1、1＇-车体；11-顶壳体；11a-防滑纹路；111-脚踏板；12-底壳体；2-滚轮；21-定子固定轴；22、22＇-动子驱动轮；3、3＇-驱动组件；31-水平板；32-弹性件；33-控制系统；41-第一支撑座；411-第一轴承；42-第二支撑座；421-第二轴承。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参考图1至图3，本发明实施例提供的姿态车，包括车体1、至少两个滚轮2、脚踏板111、两个驱动组件3以及电池组件(图中未标号)，多个滚轮2两两相对地枢接于车体1的两侧，脚踏板111盖设于车体1上，两个驱动组件3平行间隔设置于车体1内且分别抵接于脚踏板111的两端；每个滚轮2包括定子固定轴21以及动子驱动轮22，定子固定轴21的一端伸入车体1内并与车体1连接，定子固定轴21的另一端与动子驱动轮22枢接，以使动子驱动轮22可相对定子固定轴21转动。两个驱动组件3分别与两个动子驱动轮22电连接，两个驱动组件3分别固定连接于两个动子驱动轮22对应的定子固定轴21；每个驱动组件3在脚踏板111的带动下可相对定子固定轴21转动并可向对应的动子驱动轮22输出驱动信号以使驱动组件3趋于动态水平平衡。电池组件设置在车体1内并分别与两个驱动组件3和与两个驱动组件3对应的两个动子驱动轮22电性连接，其工作原理如下：车体1可绕于定子固定轴21相对动子驱动轮22转动，将驱动组件3连接于定子固定轴21上，驱动组件3则可随定子固定轴21相对车体1摆动，这样，驱动组件3与滚轮2处于同一工作平面内，即在使用过程中，使用者相当于踩在滚轮2上，从而消除了车体1的平衡状态对驱动组件3输出信号的干扰，即姿态车整体驱动方式仅受到驱动组件3相对水平平面的调整信号源刺激，因此，使用者只需操控驱动组件3，使其相对水平平面产生倾斜夹角则可向相对应的动子驱动轮22发出驱动信号，获得相对应的行驶状态，这种连接方式提高了驱动组件3判断调整信号的灵敏度，使得使用者更易于操作，尤其是在上车过程变得更加容易，同时，也简化了姿态车的车身结构，降低了产品的生产成本。具体地，请参考图1至图3，在本实施例中，两动子驱动轮22分别设于车体1的两侧，并且两动子驱动轮22之间相互平行，两驱动组件3位于动子驱动轮22之间。这样，两动子驱动轮22之间间距更长，在行驶过程中更加稳定，尤其是在车体1拐弯过程中更加平稳。

在本实施例中，滚轮2的个数为两个，分别设置于车体1的两端。但并不仅仅限于此，滚轮2的个数也可以是四个或者六个，此时车体1也适应性地加宽，多个滚轮2两两相对地设置在车体1的两侧，进一步增加了该姿态车的稳定性。

请继续参考图1至图3，在本实施例中，驱动组件3包括水平板31、两个弹性件32以及控制系统33，水平板31设置于车体1内且可转动地连接于定子固定轴21，两个弹性件32分别设置于水平板31的两端且可选择性地抵接于车体1的内壁，控制系统33电连接于动子驱动轮22，当水平板31相对定子固定轴21转动并产生转动倾角时输出驱动信号至动子驱动轮22。当水平板31与水平平面产生转动倾角时弹性件32便抵接于车体1的内壁，当水平板31与水平平面产生转动倾角时，控制系统33随水平板31一起运动，从而输出驱动信号至对应的动子驱动轮22，实现动子驱动轮22的转动加速度，使得水平板31具有获得与水平平面平行的趋势，设于水平板31前端和后端的弹性件32限制水平板31相对车体1的转动角度，使其不会相对水平平面产生过大倾角夹角。

优选地，在本实施例中，弹性件32为一弹簧，利用弹簧的弹性限定水平板31相对车体1的转动。

优选地，控制系统33设于水平板31下方，并随其一起转动，当然并不仅仅限于此，也可以设于水平板31其他位置，但凡能够检测到水平板31相对水平平面的倾角夹角的位置均在本发明的保护范围之内。控制系统33上具有一传感器(图未示)，用于感应水平板31相对水平平面的夹角。

或者，图中未示，与上述实施例不同之处在于，两弹性件32设于车体1内，水平板31绕于定子固定轴21转动时，其前端或后端抵顶于弹性件32上以限制水平板31相对车体1的转动角度。

请继续参考图1至图3，在本实施例中，车体1内设有用于支撑定子固定轴21的第一支撑座41，第一支撑座41内设有一第一轴承411，定子固定轴21穿设于第一轴承411。这样，定子固定轴21仅一处枢接于车体1上，使得设于定子固定轴21上的水平板31更加灵活性。

或者，请参考图1至图4，在本实施例中，车体1内还设有用于支撑定子固定轴21的第二支撑座42，第二支撑座42与第一支撑座41相对设置，第二支撑座42内设有一第二轴承421，定子固定轴21分别穿设于第一轴承411与第二轴承421并架设于第一支撑座41与第二支撑座42之间。这样，提高了架设于第一支撑座41和第二支撑座42上的定子固定轴21稳定性高，也使得设于定子固定轴21上的水平板31工作过程更加平稳。

进一步地，请参考图1至图3，在实施例中，车体1包括上下扣合的顶壳体11和底壳体12，脚踏板111为设于顶壳体11上的两分别与驱动组件3上下相对应的柔性脚踏区。这样，当使用者双脚踏上柔性脚踏区时，相当于间接踩踏于驱动组件3，实现对驱动组件3的操控。优选地，柔性脚踏区由柔性硅胶材料制成，便于使用者通过硅胶传动作用力至驱动组件3。

具体地，请参考图1至图3，在本实施例中，柔性脚踏区上设有防滑纹路11a。这样，增加脚与柔性脚踏区之间的摩擦力，防止打滑。

每个驱动组件3上具有一速度感应模块(图未示)，以感应姿态车的速度，当姿态车的速度超过预设值时，速度感应模块生成调整信号并传递至驱动组件3，驱动组件3相应调整转动角度，以改变所述驱动信号并使得所述动子驱动轮减速。具体地，驱动组件3减小了水平板31相对于定子固定轴21的夹角，从而改变传感器感应到的夹角，进而改变动子驱动轮22的输出速度，达到减速的目的。需要说明的是，在本实施例中，水平板31相对于定子固定轴21始终是趋于相对平衡状态，当姿态车的速度超过预设值时，转动水平板31从而打破原有的相对平衡状态并重新确立了新的平衡状态，使得感应器感应到的夹角发生变化，进而控制动子驱动轮22进行制动。

在本实施例中，由于车体与驱动组件可相对转动的连接方式，使得驱动组件与水平平面的夹角减小时可显著消除因车体1突然转动带来的使用者失去重心的效果，从而使得减速更加平稳，保障了行车的安全。

特别地，在本实施例中，车体上还具有一报警模块和振动模块，当姿态车的速度超过预设值时，报警模块便生成报警信号并传递至振动模块，所述振动模块接收到报警信号后带动脚踏板振动，从而提醒使用者超速。

参考图5，本实施例还提供了一种姿态车的控制方法，用于控制上述的姿态车，该姿态车的控制方法包括：

步骤s501：脚踏板111受压并带动驱动组件3转动。

在使用时，需要使用者将脚踩在脚踏板111上，并由使用者来控制踩到脚踏板111的压力大小和踩踏方向，从而使得脚踏板111带动水平板31与水平平面产生倾斜夹角。值得注意的是，此处压力参数包括压力的大小和作用位置，通过输入压力参数来使各驱动组件3中的水平板31可相互独立地相对于水平平面产生倾斜夹角。且两只脚输入的压力参数相互独立，以分别对应控制两个水平板31与水平平面产生倾斜夹角。值得注意的是，此处水平平面是相对的一个参考面。

步骤s502：检测两驱动组件3的转动角度，并相互独立地向对应的动子驱动轮22输出驱动信号。

使用者分别踩踏两端的脚踏板111，并使得两端的水平板31相互独立地与水平平面产生倾斜夹角，控制系统33随水平板31一起运动。由于在驱动组件3的控制系统33上设置有一传感器，传感器与对应的控制系统33电性连接，通过传感器检测到对应的水平板31与水平平面产生的倾斜夹角并反馈至对应的控制系统33，每个驱动组件3向对应的动子驱动轮22发出驱动信号。每个控制系统33根据每个对应的传感器的反馈实时发送驱动信号，以实时控制对应的动子驱动轮22转动。

步骤s503：两个动子驱动轮22分别依据驱动信号相互独立进行转动，从而带动姿态车行进或转弯。

特别地，当两个所述驱动组件3与水平平面产生的倾斜夹角相同时，两个所述动子驱动轮22接收到的所述驱动信号相同，以使两个所述动子驱动轮22同步转动，使得所述姿态车前进或后退；当两个所述驱动组件3与水平平面产生的倾斜夹角不同时，两个所述动子驱动轮22接收到的所述驱动信号不同，以使两个所述动子驱动轮22不同步转动，使得所述姿态车进行转弯。

在本实施例中，两水平板31相对于水平平面产生的倾斜夹角可通过脚踏板111来确定，也就是说，可通过使用者的双脚来控制姿态车的行进状态。而且在本实施例中，姿态车的转弯是通过两个动子驱动轮22转速的不同来实现的，也就是说，通过驱动信号的改变可实现姿态车的前进、后退以及转弯的功能。

具体地，当使用者双脚站立在车体1的脚踏板111上均向前倾时，触发了车体1内相对应的水平板31，使得两水平板31均与水平平面产生向前倾的夹角，两水平板31则带动对应控制系统33相对车体1发生向前的倾角，位于控制系统33的传感器(图中未示)检测两水平板31均前倾运动信号，此时，两控制系统33输出正转的驱动信号至各自动子驱动轮22同步向前正转，整体姿态车则向前运动。可以理解的是，当使用者双脚站立在车体1的脚踏板111上均向后倾时，触发了车体1内相对应的水平板31，使得两水平板31均与水平平面产生向后倾的夹角，两水平板31则带动对应控制系统33相对车体1发生向后的倾角，位于控制系统33的传感器(图中未示)检测两水平板31均后倾运动信号，此时，两控制系统33输出反转的驱动信号至各自动子驱动轮22同步向后正转，整体姿态车则向后运动。当左侧水平板31相对水平平面倾斜夹角大于右侧水平板31相对水平平面倾斜时，左侧控制系统33输出快速转动信号至左侧动子驱动轮22，使得左侧的动子驱动轮22转动更快，右侧控制系统33输出慢速转动信号至右侧动子驱动轮22，使得右侧的动子驱动轮22转动更慢，即左侧的动子驱动轮22的速度大于右侧的动子驱动轮22的速度，从而实现整个姿态车向右转弯。同理地，当右侧水平板31相对车体1的转动倾角大于左侧水平板31相对车体1的转动倾角时，整个姿态车向左转弯。

综上所述，本实施例提供一种姿态车的车体1可绕于定子固定轴21相对动子驱动轮22转动，将驱动组件3固定连接于定子固定轴21上，驱动组件3则可随定子固定轴21相对车体1摆动，这样，驱动组件3与滚轮2处于同一工作平面内，即使用过程中，用户相当于踩在滚轮2上，从而消除了车体1的平衡状态对驱动组件3输出信号的干扰，即姿态车整体驱动方式仅受到驱动组件3相对水平平面的调整信号源刺激，因此，用户只需操控驱动组件3，使其相对水平平面产生倾斜夹角则可向相对应的动子驱动轮22发出驱动信号，获得相对应的行驶状态，这种连接方式提高了驱动组件3判断调整信号的灵敏度，使得用户更易于操作，尤其是在上车过程变得更加容易，也简化了姿态车的车身结构，降低了产品的生产成本。同时通过抬升车体1的方式来进行减速，结合车体1与驱动组件3的连接方式，可使得减速过程更加平稳，避免用户因失去重心而发生意外。

第二实施例

请参考图6，在本实施例中，两动子驱动轮22＇设有车体1＇内，两动子驱动轮22＇之间呈一锐角夹角，两驱动组件3＇分别位于两动子驱动轮22＇的外侧。即两动子驱动轮22＇呈内八字设于车体1＇内，这样，两动子驱动轮22＇之间的间距缩短，使得姿态车的转弯半径更小，适合在狭窄的空间内行驶。

本实施例未说明之处与实施例一相同，这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。