可变形的自平衡电动两轮车的制作方法_3

文档序号:8536802阅读:来源:国知局
边的转向构件旋转一定角度,通过把信号反馈给自平衡控制系统,再通过自平衡控制系统一系列运算,然后把信号输出给左右两边电机车轮,使得左边的电机车轮转速慢,右边的电机车轮转速快,两边并形成速度差,实现向左转弯。当向右转弯时,通过外力作用使得右边转向构件旋转一定角度,通过把信号反馈给自平衡控制系统,再通过自平衡控制系统一系列运算,然后把信号输出给左右两边电机车轮,使得右边的电机车轮转速慢,左边的电机车轮转速快,两边并形成速度差,实现向右转弯。转向机构4可具有多种结构形式,只要其能够实现将自平衡电动车100向左转向和向右转向既可,下文将详细描述转向机构4的多个具体实施例。
[0079]在驾乘期间,用户仅需要通过脚部沿一定方向对自平衡电动两轮车施加作用力,既可实现该自平衡电动两轮车的转向,而不需要如现有的电动独轮车那样通过身体倾斜来控制转向,或者现有的电动两轮车通过手来控制转向,由此操作更便利。
[0080]电机车轮I设有轮胎和轮毂电机,轮毂电机具有单边输出轴,轮胎设置在轮毂电机上。如图5所示,左右电机车轮I设在同一轴线上,电机车轮I通过旋转轴与转向机构4连接。
[0081]自平衡控制系统5设有微处理器、姿态采集模块、电机驱动模块、显示模块、操作模块、速度检测模块、电流/电压监控模块、电源模块、电池保护模块,并置于左机壳21和右机壳23的内部,如图5所示。其中,姿态采集模块是采用加速度计与陀螺仪采集车体的姿态参数,电机驱动模块驱动电机转动,显示模块显示当前车体和电池状态,操作模块可设置运行模式和参数,速度检测模块检测当前电机转速,电流/电压监控模块监控电机驱动电压、电池电压、系统电流,电源模块给整个系统提供电源,电池保护模块对电池的充放电及待机进行保护,中央处理器对各个模块的数据进行运算处理并驱动相关输出模块。所述的自平衡控制系统设在机壳组件2内,最佳地,具有一组以上姿态采集模块,分别设在左机壳21和右机壳23内,分别检测左右电机车轮的角度与加速度。
[0082]电池7分别设在左机壳21和右机壳23的内部,如图5所示,通过给电机车轮提供输出电源,使得整车获得运行的动力。电池通常为锂电池或蓄电池等可充电电池。
[0083]切换感应系统6用于感应车体展开状态与收合状态,并根据这两种状态相应地驱动控制系统。当车体处于收合状态时,所述的切换感应系统6通过感应并反馈给控制系统,通过控制系统切换到收合状态下的控制模式,使得车体按照收合状态运行,也就是独轮车下的双轮车模式运行。当车体处于展开状态时,所述的切换感应系统通过感应并反馈给控制系统,通过控制系统切换到展开状态下的控制模式。使得车体按照展开状态运行,也就是双轮车的模式运行。
[0084]切换感应系统可以为电位器感应或光电感应或开关切换或干簧管。车体变形切换时,通过电位器感应或光电感应或开关切换或干簧管发出信号给于所述的自平衡控制系统上设有的中央处理器上,自平衡控制系统将相应的做出判断来调整车体的运行模式。所述的切换感应系统可视为一个信号模块,通过车体切换时产生的信号可以判断当前车体是在展开模式下或收合模式下,相应的采用展开模式或收合模式下的参数来控制车体。
[0085]另一实施例中,也可通过设置两个姿态采集模块来替代上述的切换感应系统。两个姿态采集模块可分别位于转向机构的左右侧上,或者分别位于两个电机车轮上,用于采集该自平衡电动两轮车的姿态参数。这里,姿态参数包括车体的前后俯仰角度及角速度。根据车体的前后俯仰角度及角速度,中央处理器根据当前的角度及角速度参数输出适当的PDM波调整电机的速度来控制车体的速度与角度。
[0086]以下描述根据本发明的三个实施例的旋转定位机构,应理解,本发明的旋转定位机构不限于下面所描述的实施例。
[0087]旋转定位机构实施例1
[0088]图6示出根据本发明的一实施例的旋转定位机构30的结构示意图。如图6所示,在电动两轮车车体左右两侧各设有一个旋转定位机构30,旋转定位机构30设有旋转连接件一 302、旋转轴304、旋转连接件二 303以及步进电机305,主要用来切换车体展开与收合两种状态,旋转连接件二 303还用于安装左机壳21和23。所述的旋转连接件一 302的一端与脚踏板8可转动连接,另一端通过旋转轴304与旋转连接件二 303的一端连接。旋转连接件二 303另一端通过另一旋转轴304与转向机构连接。步进电机305设于所述的左机壳21和所述的右机壳23内,电动两轮车的两侧各设有两个步进电机305,其中一个通过所述的旋转轴304与旋转连接件一 302和旋转连接件二 303的一端连接,另一个步进电机通过另一旋转轴304与旋转连接件二 303的另一端和转向机构连接。通过自平衡控制系统的输出信号,来控制所述的步进电机的转动,并使得旋转轴304旋转,同时带动旋转连接件一302和旋转连接件二 303 —起旋转90°,实现车体展开与收合两种状态。
[0089]当车体由展开状态切换成收合状态时,即由图1变成图2再变成图3时,通过自平衡控制系统的输出信号,来控制所述的步进电机的转动,并使得旋转轴304旋转,同时带动所述的旋转连接件302 —起旋转90°,可以使所述的电机车轮向下旋转90°,并使得电机车轮处于如图2的位置。接着,步进电机带动另一旋转轴旋转,同时也带动所述的旋转连接件二 303 —起旋转90°,并使得它们处于如图3的位置,即处于收合的状态,电机车轮位于车体的两内侧,机壳组件2位于车体的外侧和上侧。
[0090]当车体由收合状态切换成展开状态时,由图3变成图2再变成图1,通过自平衡控制系统的输出信号,来控制所述的步进电机的转动,并使得旋转轴304旋转,同时带动旋转连接件二 303 —起向左或右旋转90°,并使得车体处于如图2的位置。接着,步进电机带动另一旋转轴旋转,同时也带动旋转连接件一 302向上一起旋转90°,并使得它们处于如图1的位置,即处于展开的状态,电机车轮位于车体的两外侧,机壳组件位于车体的内侧和上侧。
[0091]旋转定位机构实施例2
[0092]图7和8示出根据本发明的另一实施例的旋转定位机构31的结构示意图。如图7-8所示,旋转定位机构31设有旋转连接件一 312、旋转轴组件314和旋转连接件二 313,主要用来切换车体展开与收合两种状态。左机壳21和右机壳23上设置旋转连接件二 313上。旋转连接件一 312的一端与脚踏板8可转动连接,旋转连接件一 312的另一端通过旋转轴组件314与旋转连接件二 313连接。旋转连接件二 313的另一端通过另一旋转轴组件314与转向机构连接。旋转轴组件314由螺栓314a、弹簧314c和螺帽314b组成。当车体由展开状态切换成收合状态或者由收合状态切换成展开状态时,通过给螺帽314b侧的一个适当的外力,使得螺栓受力(如图8所示)向外侧移动,弹簧受外力发生弹性形变,被压缩,当旋转连接件一 312和旋转连接件二 313之间的旋转轴组件中的螺栓314a上的凸起314al完全脱离旋转连接件一 312上的凹槽3121时,以及旋转连接件二 313和转向机构之间的旋转轴组件中的螺栓314a上的凸起314al完全脱离转向机构上的凹槽402a时,可以使旋转连接件一 312和旋转连接件二 313分别旋转一定角度,由此实现车体展开与收合两种状态。
[0093]当车体由展开状态切换成收合状态时,即由图1变成图2再变成图3,通过给螺帽侧一个适当的外力,使得螺栓受力(如图8所示)向外侧移动,弹簧受外力发生弹性形变,被压缩,当螺栓上的凸起完全脱离旋转连接件一和转向机构上的凹槽时,就可以使旋转连接件一旋转90°,实现电机车轮向下旋转90°,并使得电机车轮处于如图2的位置,同时也使得旋转连接件二 313旋转90°,并使得它们处于如图3的位置,即处于收合的状态,此时外力取消,弹簧会自动复位,同时也带动所述的旋转轴组件自动复位,电机车轮位于车体的两内侧,机壳组件位于车体的外侧和上侧。
[0094]当车体由收合状态切换成展开状态时,即由图3变成图2再变成图1,通过给螺帽侧一个适当的外力,使得螺栓受力(如图8所示)向外侧移动,弹簧受外力发生弹性形变,被压缩,当螺栓上的凸起完全脱离旋转连接件一和转向机构上的凹槽时,就可以使旋转连接件二 313旋转90°,并使得它们处于如图3的位置;同时使旋转连接件一 312旋转90°,实现所述的电机车轮向上旋转90°,并使得电机车轮处于如图1的位置,即处于收合的状态,此时外力取消,弹簧会自动复位,同时也带动所述的旋转轴组件自动复位,电机车轮位于车体的两外侧,机壳组件位于车体的内侧和上侧。
[0095]旋转定位机构实施例3
[0096]图9和10示出根据本发明的又一实施例的旋转定位机构32的结构示意图。如图
9-10所示,旋转定位机构32设有旋转连接件一 322、两组棘轮组件324、两个旋转轴325和旋转连接件二 323,主要用来切换车体展开与收合两种状态。左机壳21和右机壳23安装旋转连接件二 322上。旋转连接件一 32
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