自平衡车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机、内部设置有压力传感器的踏板以及控制器，所述车轮包括前车轮和后车轮，所述前车轮和后车轮一前一后设置在踏板上；所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器和设置在踏板后段的后置压力传感器，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接。本发明的自平衡车，设置有前车轮和后车轮，使得在电机无电力供给的时候，使用者也可以平稳地踩踏在车体上，从而显著地提高了使用的安全性。另外，通过前置压力传感器和后置压力传感器来采集重力数值，提供至控制器控制电机正反转以维持平衡，该种平衡系统省去了陀螺仪等元件，从而可显著降低生产成本。
【专利说明】
自平衡车
技术领域
[0001 ]本发明属于交通工具技术领域，尤其涉及一种自平衡车。
【背景技术】
[0002]目前的，电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定” (Dynamic Stabilizat1n)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，以保持系统的平衡。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。然而，目前的电动平衡车具有以下不足:I)在没有电力或电力不足的时候，就无法维持车体平衡;2)需要陀螺仪或角度传感器等元件，制造成本较高。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的是提供一种自平衡车，该自平衡车省去了陀螺仪或角度传感器等元件，同时在没有电力的情况下，使用者也可安全地站在车上，显著地提高了车的安全性和稳定性。
[0004]本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
[0005]本发明的自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机、内部设置有压力传感器的踏板以及控制器，所述车轮包括前车轮和后车轮，所述前车轮和后车轮一前一后设置在踏板上;所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器和设置在踏板后段的后置压力传感器，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接。
[0006]进一步，所述电机为内置在车轮中的轮毂电机。
[0007]进一步，还包括电池和与电池连接的电源插头，所述踏板侧面设置有能够与电源插头连接的电源接口，所述电源接口与控制器连接。
[0008]进一步，所述前车轮和后车轮各设置有两个。
[0009]进一步，所述踏板的宽度和长度与人体脚部的宽度和长度相应，所述踏板上设置有固定件，所述固定件用于将使用者的脚部固定在踏板上。
[0010]进一步，所述固定件为可捆绑住使用者脚部的带体。
[0011 ]进一步，所述固定件为鞋体。
[0012]进一步，所述踏板上设置有平衡板，所述平衡板的中部通过铰接轴与所述踏板铰接，所述铰接轴将所述平衡板分隔出前板块和后板块，所述前置压力传感器对应设置在前板块的下方，所述后置压力传感器对应设置在后板块的下方。优选的，所述铰接轴偏平衡板的后侧设置，使得铰接轴更加靠近脚的重心位置。
[0013]进一步，还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]I)本发明的自平衡车，设置有前车轮和后车轮，使得在电机无电力供给的时候，使用者也可以平稳地踩踏在车体上，从而显著地提高了使用的安全性。
[0016]2)本发明的自平衡车，通过前置压力传感器和后置压力传感器来采集重力数值，通过控制器可计算出重力的偏心量，从而控制电机正反转以维持平衡，该种平衡系统省去了陀螺仪等元件，从而可显著降低生产成本。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0018]图1为实施例1中本发明自平衡车的侧面结构示意图；
[0019]图2为实施例2中本发明自平衡车的侧面结构示意图；
[0020]图3为实施例3中本发明自平衡车的侧面结构示意图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下将结合附图对本发明进行详细说明:
[0022]实施例1自平衡车
[0023]如图1所示，本实施例中的自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机2、内部设置有压力传感器5的踏板3以及控制器，所述电机2为内置在车轮中的轮毂电机，所述车轮包括前车轮Ia和后车轮Ib，所述前车轮和后车轮一前一后设置在踏板下方，所述踏板的宽度和长度与人体脚部的宽度和长度相应，所述踏板上设置有固定件4，所述固定件用于将使用者的脚部固定在踏板上，所述固定件为可捆绑住使用者脚部的带体;所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器和设置在踏板后段的后置压力传感器，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接，所述前置压力传感器用于测量来自使用者前脚掌处的踩踏压力，所述后置压力传感器用于测量来自使用者脚跟处的踩踏压力。还包括电池6，本实施例中，所述电池设置在踏板下方，所述电池与控制器连接。还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接，加速度传感器用于采集自平衡车的加速度信息，以便控制器及时调整速度。
[0024]本实施例中的自平衡车，其原理如下:使用者可单脚踩踏在自平衡车踏板上，然后通过固定件固定住使用者的脚部，接通电源后，通过前置压力传感器和后置压力传感器分别来采集压力数据，通过控制器数据处理后可判断使用者重心是靠前还是靠后，然后通过控制器控制电机正反转以维持平衡，该种平衡方式省去了陀螺仪等元件，而可显著降低生产成本。更为具体地，设前置压力传感器和后置压力传感器上的力分别为Fl和F2，同时假设一个启动系数R，当(F1-F2)/(F1+F2)的值大于等于R时，系统则认为操作者的重心发生了前移，控制器控制电机驱动车轮正转，产生一加速度从而使(F1-F2)/(F1+F2)的值小于R;当(F卜F2)/(F1+F2)的值为负数，且小于负R时，系统则认为操作者的重心发生了后移，控制器控制电机驱动车轮反转，产生一负加速度从而使(F1-F2)/(F1+F2)的值大于负R;F1-F2的绝对值越大，车轮产生的加速度或转速越高。
[0025]实施例2自平衡车
[0026]如图2所示，本实施例中的自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机2、内部设置有压力传感器5的踏板3以及控制器，所述电机2为内置在车轮中的轮毂电机，所述车轮包括前车轮Ia和后车轮Ib，所述前车轮和后车轮一前一后设置在踏板下方，所述踏板的宽度和长度与人体脚部的宽度和长度相应，所述踏板上设置有固定件4，所述固定件4为鞋体;所述踏板上设置有平衡板7，所述鞋体设置在踏板的上方，所述平衡板的中部通过铰接轴8与所述踏板铰接，所述铰接轴将所述平衡板分隔出前板块和后板块;所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器5a和设置在踏板后段的后置压力传感器5b，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接，所述前置压力传感器用于测量来自使用者前脚掌处的踩踏压力，所述后置压力传感器用于测量来自使用者脚跟处的踩踏压力，所述前置压力传感器对应设置在前板块的下方，所述后置压力传感器对应设置在后板块的下方;所述铰接轴8与后置压力传感器5b的距离大于所述铰接轴8与前置压力传感器5a之间的距离，使得铰接轴的位置更加贴近人体正常站立时的重心；当然作为替换，所述前置压力传感器和后置压力传感器也可以分别设置在平衡板的下面，同样也可以达到本发明的目的。还包括电池和与电池连接的电源插头，所述踏板侧面设置有能够与电源插头连接的电源接口，所述电源接口与控制器连接，优选的，可在电池外壳上设置卡勾，通过卡勾将电池悬挂在使用者的腰带上。还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。
[0027]实施例3自平衡车
[0028]如图3所示，本实施例中的自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机2、内部设置有压力传感器的踏板3以及控制器，所述踏板的长度允许使用者双脚同时踩踏在上面，所述车轮包括一对前车轮和一对后车轮，所述前车轮和后车轮设置在踏板下方，所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器5a和设置在踏板后段的后置压力传感器5b，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接，所述前置压力传感器和后置压力传感器分别用于检测来自两只脚的踩踏压力。还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。使用时，使用者重心偏向一侧时，自平衡车将向该侧运动以平衡重心。本实施例中自平衡车的外形及大小与目前市面上的滑板车相近，可以作为目前滑板车的替代产品。
[0029]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种自平衡车，包括车轮、驱动车轮转动的电机、内部设置有压力传感器的踏板以及控制器，其特征在于:所述车轮包括前车轮和后车轮，所述前车轮和后车轮一前一后设置在踏板上;所述压力传感器包括设置在踏板前段的前置压力传感器和设置在踏板后段的后置压力传感器，所述电机、前置压力传感器和后置压力传感器分别与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的自平衡车，其特征在于:所述电机为内置在车轮中的轮毂电机。3.根据权利要求2所述的自平衡车，其特征在于:还包括电池和与电池连接的电源插头，所述踏板侧面设置有能够与电源插头连接的电源接口，所述电源接口与控制器连接。4.根据权利要求3所述的自平衡车，其特征在于:所述前车轮和后车轮各设置有两个。5.根据权利要求3所述的自平衡车，其特征在于:所述踏板的宽度和长度与人体脚部的宽度和长度相应，所述踏板上设置有固定件，所述固定件用于将使用者的脚部固定在踏板上。6.根据权利要求5所述的自平衡车，其特征在于:所述固定件为可捆绑住使用者脚部的带体。7.根据权利要求5所述的自平衡车，其特征在于:所述固定件为鞋体。8.根据权利要求1所述的自平衡车，其特征在于:所述踏板上设置有平衡板，所述平衡板的中部通过铰接轴与所述踏板铰接，所述铰接轴将所述平衡板分隔出前板块和后板块，所述前置压力传感器对应设置在前板块的下方，所述后置压力传感器对应设置在后板块的下方。9.根据权利要求1所述的自平衡车，其特征在于:还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述控制器连接。
【文档编号】B62K3/00GK105857466SQ201610343499
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】王帅
【申请人】重庆花金王科技开发有限公司