一种基于光传感器进行转向控制的平衡车的制作方法

本发明涉及一种代步工具，特别是涉及一种基于光传感器进行转向控制的平衡车。

背景技术：

随着城市交通越来越拥挤，以及汽车尾气排放量的日益增多，人们越来越倾向于使用轻便及环保的交通工具。平衡车由于其携带方便、环保等诸多优点，逐渐成为人们短途出行首选代步工具。

同时随着人们生活水平的提高，工作和生活的节奏加快，特别是的一线城市的快节奏生活，为了适应快节奏的生活，人们会使用平衡车作为代步工具。

例如，专利号cn201420521500.5的一种自平衡双轮车，包括两独轮车，其特征在于，还包括连接板，所述连接板两端分别与一独轮车固定，该平衡车甚至能够进行独轮和双轮的转换。

但这样依靠调节重心来进行平衡车控制的方式对于重心不稳的人是难以接受的，本发明提供了一种新型的平衡车转向控制操作方式以适应该部分人群的需求。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种对重心平衡要求较低的转向盘和平衡车。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于光传感器进行转向控制的平衡车，其中，包括：

平衡车主体，设置在平衡车主体两端的车轮，以及设置在平衡车主体上的左踏板和右踏板；

所述右踏板上设置有凹槽，所述凹槽内设置有基于光传感器进行转向控制进行转向控制的转向盘所述转向盘还包括用于控制旋转踏板转动的推力球轴承，所述光传感器设置在所述旋转踏板和推力球轴承之间；

所述光传感器包括设置在所述旋转踏板和推力球轴承之间，与所述旋转踏板同步转动的码盘光栅，以及与所述码盘光栅配合，用于检测码盘光栅转动方向和角度的光耦；

所述光耦通过检测检测码盘光栅转动方向和角度并生成转向控制信息。

进一步的，所述平衡车还包括用于接收所述转向控制信息的控制平衡车工作的电路板；

所述转向盘包括与所述电路板耦合的旋转踏板，所述光传感器用于检测所述旋转踏板转动方向和幅度，并生成转向控制信息以发送给电路板；

当所述旋转踏板处于操作状态时，所述光传感器触发进行旋转踏板的角度检测，并向所述电路板发送转向控制信息。在平衡车内设置有用于控制平衡车工作的电路板，光传感器检测生成的转向控制信息发送给电路板后，由电路板处理并最终控制平衡车转向。

进一步的，所述凹槽底部对应所述光耦设置有供电插座，所述光耦通过所述供电插座供电。设置供电插座供电，以便光耦发光，与码盘光栅进行配合工作。

进一步的，所述码盘光栅包括一圈圆环状的光栅；

所述光耦包括设置在所述光栅上部的发光元件，以及设置在所述光栅对应下部的感光元件，以及用于进行信号输出的信号输出引脚，所述信号输出引脚耦合于所述电路板。光耦和码盘光栅配合工作，通过检测穿过的光栅数量，即可获知旋转踏板的转动方向和幅度，进行较为精确的转向控制。

进一步的，所述旋转踏板为圆形踏板；所述旋转踏板的上表面设置有防滑花纹。防滑花纹用于进行防滑控制，并可以在一定程度上通过设置好看以提高转向盘的美观程度，当然，也可以根据用户的需求设置花纹，以满足用户的个性需求。

进一步的，所述转向盘对应设置在右踏板前脚掌的位置，大小设置为8-15cm直径。该转向盘的大小和具体位置，是对应前脚掌的大小和位置进行设置的，如此，即可用后脚跟支撑，又能通过前脚掌有效控制转向盘工作。

进一步的，所述转向盘对应设置在右踏板中部，大小设置为15-25cm直径。该转向盘的大小和具体位置，是对应右脚的大小和位置进行设置的，具体根据定位是成人或儿童而区别设置。

进一步的，所述旋转踏板包括底板和盖板，所述盖板上表面设置有防滑花纹；

所述盖板可拆卸的安装在底板上。如此，不仅可以方便的更换防滑较差的盖板；而且，用户可以根据自己的个性需求不同进行选择。

本发明还提供了一种平衡车，使用了本发明公开的任一所述的基于自光传感器的转向盘。

本发明的有益效果是：本发明通过转向盘进行转向控制，其中，该转向盘设置在右踏板上的凹槽内；左踏板和右踏板是固定于平衡车主体的，在操控平衡车时，用户左脚起到主要支撑作用，而右脚起到辅助支撑作用，同时，右脚通过适当的左旋或者右旋对转向盘进行操作，如此用户无须在站在平衡车上的时候再去通过前倾或者控制左右踏板相对转动来进行转向控制，这使得该平衡车的控制对于用户重心的控制要求相对较低了；而同时，又避免了手控杆类型的平衡车过分占据空间的问题；

另外，本发明中，转向盘的转向检测由光传感器检测，光传感器的使用，使得转动的方向和幅度可以得到较为准确的控制，减少小幅度转动转向盘，平衡车却进行大幅度转弯的情况发生，避免不必要的危险；如此，本发明提供了一种不同于现有操作方式的技术方案，运用光传感器间接的检测转向盘的转动方向和幅度，并生成用于控制平衡车转向的转向控制信息发送给平衡车的控制系统，以达到控制转向的目的；

另外，由于设置了推力球轴承，该推力球轴承保证了旋转踏板可旋转，用户可以通过操作旋转踏板达到控制转向的目的；光传感器中的码盘光栅与推力球轴承耦合，与旋转踏板进行同步或相关运动，如此，通过与之匹配的光耦，可以通过检测码盘光栅而得知旋转踏板转过的方向和幅度，从而生成相匹配的转向控制信息以发送给电路板。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是一种基于光传感器进行转向控制的平衡车的示意图；

图2是本发明实施例转向盘的结构示意图；

图3是本发明实施例检测转动方向和幅度的原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1是一种基于光传感器进行转向控制的平衡车的示意图，图2是本发明转向盘的结构示意图，本发明的示意图仅做示意；其中，包括：

平衡车主体10，设置在平衡车主体两端的车轮20，以及设置在平衡车主体10上的左踏板11和右踏板12；

右踏板12上设置有凹槽13，凹槽13内设置有基于光传感器进行转向控制进行转向控制的转向盘14。

本发明的有益效果是：本发明通过转向盘进行转向控制，其中，该转向盘设置在右踏板上的凹槽内；左踏板和右踏板是固定于平衡车主体的，在操控平衡车时，用户左脚起到主要支撑作用，而右脚起到辅助支撑作用，同时，右脚通过适当的左旋或者右旋对转向盘进行操作，如此用户无须在站在平衡车上的时候再去通过前倾或者控制左右踏板相对转动来进行转向控制，这使得该平衡车的控制对于用户重心的控制要求相对较低了；而同时，又避免了手控杆类型的平衡车过分占据空间的问题；

另外，本发明中，转向盘的转向检测由光传感器检测，光传感器的使用，使得转动的方向和幅度可以得到较为准确的控制，减少小幅度转动转向盘，平衡车却进行大幅度转弯的情况发生，避免不必要的危险；如此，本发明提供了一种不同于现有操作方式的技术方案，运用光传感器间接的检测转向盘的转动方向和幅度，并生成用于控制平衡车转向的转向控制信息发送给平衡车的控制系统，以达到控制转向的目的。

本实施例优选的，平衡车还包括用于控制平衡车工作的电路板(图中未示出)；

转向盘14包括与电路板耦合的旋转踏板15，光传感器用于检测旋转踏板15转动方向和幅度，并生成转向控制信息以发送给电路板；

当旋转踏板15处于操作状态时，光传感器触发进行旋转踏板15的角度检测，并向电路板发送转向控制信息。在平衡车内设置有用于控制平衡车工作的电路板，光传感器检测生成的转向控制信息发送给电路板后，由电路板处理并最终控制平衡车转向。

本实施例优选的，转向盘14还包括用于控制旋转踏板转动的推力球轴承16，光传感器设置在旋转踏板15和推力球轴承16之间；

光传感器包括设置在旋转踏板15和推力球轴承16之间，与旋转踏板15同步转动的码盘光栅31，以及与码盘光栅31配合，用于检测码盘光栅31转动方向和角度的光耦32；

光耦32通过检测检测码盘光栅31转动方向和角度并生成转向控制信息发送给电路板。本方案中，设置了推力球轴承，该推力球轴承保证了旋转踏板可旋转，用户可以通过操作旋转踏板达到控制转向的目的；光传感器中的码盘光栅与推力球轴承耦合，与旋转踏板进行同步或相关运动，如此，通过与之匹配的光耦，可以通过检测码盘光栅而得知旋转踏板转过的方向和幅度，从而生成相匹配的转向控制信息以发送给电路板。

本实施例优选的，凹槽13底部对应光耦32设置有供电插座33，光耦32通过供电插座33供电。设置供电插座供电，以便光耦发光，与码盘光栅进行配合工作。

本实施例优选的，码盘光栅31包括一圈圆环状的光栅34；

光耦32包括设置在光栅34上部的发光元件35，以及设置在光栅34对应下部的感光元件36，以及用于进行信号输出的信号输出引脚37，信号输出引脚37耦合于电路板。光耦和码盘光栅配合工作，通过检测穿过的光栅数量，即可获知旋转踏板的转动方向和幅度，进行较为精确的转向控制。

图3是本发明检测转动方向和幅度的原理图，码盘光栅与旋转踏板的转动关联，光耦通过检测码盘光栅的转动方向和角度以反应旋转踏板的转动，并将其生成对应脉冲信号发送给电路板，并基于收到的脉冲信号的不同控制平衡车的转向。

本实施例优选的，旋转踏板15为圆形踏板；旋转踏板15的上表面设置有防滑花纹(图中未示出)。防滑花纹用于进行防滑控制，并可以在一定程度上通过设置好看以提高转向盘的美观程度，当然，也可以根据用户的需求设置花纹，以满足用户的个性需求。

本实施例优选的，转向盘14对应设置在右踏板前脚掌的位置，大小设置为8-15cm直径。该转向盘的大小和具体位置，是对应前脚掌的大小和位置进行设置的，如此，即可用后脚跟支撑，又能通过前脚掌有效控制转向盘工作。

本实施例优选的，转向盘对应设置在右踏板中部，大小设置为15-25cm直径。该转向盘的大小和具体位置，是对应右脚的大小和位置进行设置的，具体根据定位是成人或儿童而区别设置。

本实施例优选的，旋转踏板15包括底板(图中未示出)和盖板(图中未示出)，盖板上表面设置有防滑花纹；

盖板可拆卸的安装在底板上。如此，不仅可以方便的更换防滑较差的盖板；而且，用户可以根据自己的个性需求不同进行选择。

本发明还提供了一种平衡车，使用了本发明公开的任一所述的基于自光传感器的转向盘。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。