用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动车，具体涉及一种用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车，属于自平衡电动车技术领域。
【背景技术】
[0002]双轮自平衡电动车现已出现在各种代步场合，但传统的双轮自平衡电动车需要骑行者用重心控制前后平衡，用把手控制转向。造成车体结构复杂，体积较大，便携性大大降低。
[0003]为了解决该技术问题，本领域的技术人员也在不断的尝试，市场上新的自平衡电动车大都比较复杂，都采用轮毂电机提供动力，造成车体体积较大，重量较重，便携性大大降低，成本较高，拆卸维修麻烦，因此，迫切的需要一种新的技术方案解决该技术问题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车，该设备是一种结构简单、安全可靠、使用方便、成本低廉的自平衡电动车，通过微处理器通过检测操纵者的左侧和右侧前后重心的变化进而通过分别控制左侧和右侧电机，最终实现车辆的前进、后退、左转和右转。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车，其特征在于，所述电动车包括电动车本体以及设置在电动车外部的外壳，所述电动车本体包括车架以及设置在车架两侧的脚踏板，所述车架内设置有传动组件、支撑组件以及控制电路，所述控制电路通过通过检测操纵者的前后重心的变化进而通过电机控制车辆的前进和后退，通过身体倾斜实现车辆转弯。整个技术方案设计巧妙，节后紧凑、成本较低，该平衡车外形为独特的空心“环轨”形状，空心的外形形成了自然的握持空间，不用额外为平衡车设计把手和握把，可以给骑行者带来更为舒适的骑行体验。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述传动组件包括电机、同步带轮、设置在同步带轮上的同步带、与同步带轮相结合的斜齿轮、无辐轮毂、设置在无辐轮毂上的斜齿内齿圈，电机将动力通过同步带轮和同步带传递给斜齿轮，斜齿轮再与无辐轮毂上的斜齿内齿圈啮合将动力传递给无辐轮毂。该技术方案通过两次减速传动，将转速降低到所需的范围；同时增大了扭矩，保证了行进所需的足够的动力。该技术方案使用体积较小的电机来取代笨重的轮毂电机，极大减轻了车体的重量；体积较小的传动部件可以全部放置在踏板下方，踏板上方的厚度仅为8cm，更加小巧便捷；该技术方案采用无辐轮毂，将电机与传动组件置于轮毂内部，极大减小了车身体积；同时形成了独特的空心“环轨”外形；该技术方案采用两级减速机构，提供稳定的行进速度与强劲的扭矩；该技术方案采用齿轮与内齿圈啮合的齿轮传动方式，次传动方式使得传动件分布在内齿圈内部，自己形成一个相对封闭的空间，防止行进过程道路上的粉尘、石子、积水等杂物进入传动系统内。
[0007]作为本实用新型的一种改进，所述支撑组件包括承重轮、用于支撑承重轮的承重轮轴，所述承重轮轴两端均均设置有L型支撑架，所述承重轮的数量为四个，其中两个承重轮设置在机架车体的下方，另外两个承重轮设置在外壳上，位于车身上方。
[0008]作为本实用新型的一种改进，所述无辐轮毂的支撑面设置为120°的V型，设置在机架车体下方的承重轮支撑面设置为120° V型槽，所述无辐轮毂的支撑面与承重轮支撑面相互配合，形成V型导轨。其中两个承重轮安装在机架中位于车体下方，另外两个安装在外壳上，位于车身上方。上方的承重轮不承受重量，一方面固定轮毂的位置，另一方面限制轮毂的方向起导向作用。轮毂的支撑面为120度的V型，承重轮支撑面为120度的V型槽，两者配合形成V型导轨，既可以承受径向力，又可以承受轴向力。使用过程中，骑行者的重量全部由踏板通过支架传递给承重轮和轮毂，车身的重力集中在机架部分，塑料外壳不承担重量，这种结构可以保证外壳的强度和刚度，使外壳不会变形。
[0009]作为本实用新型的一种改进，所述控制电路包括微处理器、电源模块、温度传感器、电流传感器、霍尔传感器、姿态检测单元、电机驱动电路、蓝牙模块、触摸检测模块、人机交互模块，所述电源模块、温度传感器、电流传感器、霍尔传感器、姿态检测单元，电机驱动电路、蓝牙模块、触摸检测模块、人机交互模块均与微处理器相连，所述姿态检测单元由陀螺仪和加速度计组成，用于检测车体相对于地面的姿态。该技术方案中，电源模块用于控制电池向电路板以及电机供电以及控制电池的充电过程；姿态检测单元由陀螺仪、加速度计组成，陀螺仪和加速度计用于检测车体相对于地面的姿态。人机交互模块主要控制触摸开关，并将车辆的相关信息显示在指示灯或者通过声音提示操纵者；所述的电池组位于车体内部，用于向控制电路、轮毂电机、指示灯供电；充电器用于连接车辆的充电口和插座；所述的客户端为可以与电动车进行无线通讯的设备，从而对车辆的行驶参数进行实时查看，也可以对车辆的限速值进行设置。霍尔传感器用于检测电机的位置，实现无刷电机的磁场矢量定向控制。微处理器模块为总控制单元，控制各个信号的采集，运行控制算法，驱动电机。电机驱动电路将微控制器的逻辑控制信号转化成模拟控制信号驱动电机。所述蓝牙模块用于蓝牙信号的接收和发送，实现车辆与客户端的无线通讯。所述遥控无线模块用于接收遥控器的信号并解码，将解码之后的指令发送给微控制器模块。
[0010]作为本实用新型的一种改进，所述电动车外壳上设置有前照明灯、尾灯、电量显示灯、转向灯中的至少一个，所述前照明灯、尾灯、电量显示灯、转向灯中均采用扣合的方式固定在外壳上，所述外壳上还设置有充电口和滑动触控开关。电量显示灯用于显示电量情况，便于及时充电，照明灯用于照明，转向灯用于转向。设计的照明灯，骑行时可以照亮前方区域，同时可以引起路人的注意，进行避让。在转向时，转向灯会连续闪烁，示意转向的方向，起到转向灯的作用。这些灯的安装采用扣合的方式，省略螺钉等紧固件，安装方便。
[0011]作为本实用新型的一种改进，所述外壳上设置有下防护罩，所述下防护罩设置在脚踏板的下方。该防护罩用于保护平衡车车架内部结构，延长平衡车的使用时间。
[0012]作为本实用新型的一种改进，所述承重轮上包覆有软胶。承重轮包覆具有吸震作用的软胶，缓解了传动中的振动、冲击，降低了噪音；同时也增大了承重轮与轮毂的摩擦力，防止侧滑。
[0013]一种用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下:当驾驶者需要开机时，按下电源开关，平衡车进入待机模式；用手指滑动触控开关，相应的指示灯量，平衡电动车进入平衡模式，陀螺仪开始检测车身状态，如果前后倾角不在±30度，左右倾角不在±45度时，蜂鸣器将发出警报声音，且车辆不会启动；如果前后倾角在±30度，左右倾角在±45度时，则陀螺仪和加速度计将开始每5ms采集车体相对于地面的位置，并将位置信息传递给姿态检测单元，姿态检测单元通过平衡算法计算出车辆平衡所需的车轮力矩值，将此信息传递给驱动电机，电机带动车轮旋转，到下一个周期时，陀螺仪和加速度计继续采集姿态信息，姿态检测单元控制电机转动，反复重复上述过程，车辆即可实现平衡驾驶者开始对车辆进行驾驶，驾驶者站立在脚踏板上，身体前倾时，会使车体产生向前的倾角，微处理器会根据倾角时刻调整车轮的转矩，使车辆向前行驶；如果车辆达到了设定的最高速度即18km/h，车体将向后倾斜，使驾驶者的重心向后，姿态检测单元会根据此时的车辆倾角时刻降低车轮的转速，从而将车速控制在限定的值之内。驾驶者也可以根据上述原理实现车辆行驶过程中的减速。
[0014]车辆开机后，驾驶者通过蓝牙通讯模块，实现电动车与客户端的无线通讯，从而对车辆的行驶参数进行实时查看，也可以对车辆的限速值进行设置；在非骑行状态下，用户按下遥控开关或滑动触控开关，电动车将关机。
[0015]相对于现有技术，本实用新型的优点如下，I)整个技术方案结构设计合理，操作方便；2)该技术方案通过两次减速传动，将转速降低到所需的范围；同时增大了扭矩，保证了行进所需的足够的动力，该技术方案使用体积较小的电机来取代笨重的轮毂电机，极