一种自行平衡车轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106394113A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201611000257.2(22)申请日2016.11.15(71)申请人杨光梓地址030031山西省太原市小店区黄陵路19号(72)发明人杨光梓(51)Int.Cl.B60B19/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种自行平衡车轮(57)摘要一种自行平衡车轮，其特征是车轮在静态和动态都能自行调整车轮姿态恢复保持平衡。本发明主要特征是将控制力矩陀螺置于车轮轮毂中部并与车轴安装。应对倾斜状态的车轮，控制力矩陀螺输出对应的力矩调整车轮姿态恢复车轮平衡。因此车轮可以自行调整车轮姿态恢复车轮平衡。使用本发明车轮制造的车辆可以拥有自行调整车身姿态恢复平衡的性能。本发明自行平衡车轮用于摩托车、电动自行车、双轮平衡车的制造。CN106394113ACN106394113A权利要求书1/1页1.一种自行平衡车轮,是将控制力矩陀螺整合到轮毂内，控制力矩陀螺调整车轮姿态恢复保持平衡。2.一种自行平衡车轮，它由如下部件所构成：一个车轮，可转动与一个车轴配接，可在车轮内装控制力矩陀螺;一个车轴，中部带有可以安装控制力矩陀螺的框架;一个控制力矩陀螺,安装在车轴中部并置于车轮轮毂中间。3.根据权利要求2所述的自行平衡车轮，其特征在于，所述的车轮的轮毂具有一定体积的空腔，可容纳控制力矩陀螺。4.根据权利要求2所述的自行平衡车轮，其特征在于，所述的车轴的中部具有框架结构，可安装控制力矩陀螺。5.根据权利要求2所述的自行平衡车轮，其特征在于，所述的控制力矩陀螺由一个圆环形电机、一个陀螺转子元件构成。6.根据权利要求5所述的控制力矩陀螺，其特征在于，所述的控制力矩陀螺中的陀螺仪转子元件旋转轴与圆环形电机转子旋转轴互相垂直，陀螺转子元件与圆环形电机内部转子十字交叉接触安装。2CN106394113A说明书1/3页一种自行平衡车轮技术领域[0001]本发明提出一种自行平衡车轮，此车轮内装控制力矩陀螺，可自行调整车轮姿态恢复保持平衡，本发明可用于双轮车辆的制造。背景技术[0002]在车轮轮毂中安装元件较成熟的是轮毂电机技术，轮毂电机技术的技术特点是将动力系统整合到轮毂内，本发明将控制力矩陀螺整合到轮毂内，构成了一种可以自行调节车轮姿态恢复保持平衡的车轮。[0003]陀螺仪被用作稳定器已有一段历史，20世纪初期使用的施利克被动式稳定器实质上是一个二自由度重力陀螺仪。根据不同原理方案使用不同种类的陀螺仪元件制造不同的陀螺仪仪器用在各种装置上，其中以控制力矩陀螺为核心元件的姿态调整执行器普遍用于航天器姿态调整。控制力矩陀螺姿态调整器也可以用在摩托车上用于调整摩托车姿态保持摩托车平衡，LITMotorsC1电动摩托车就是使用了控制力矩陀螺姿态调整器。LITMotorsC1电动摩托车是将两个控制力矩陀螺置于驾驶员座位下方保持车身平衡，这样的设计占用很大一部分车身空间，影响车辆其它元件的布局，使用本发明自行平衡车轮制造的车辆则不会占用车身空间，给车身腾出更多设计空间，用于车辆其它元件的安装布局。[0004]目前市场上销售的双轮平衡车大多是采用动态平衡方案，通过车辆的加速和减速来维持车辆平衡。这种方案需要驾驶员尽量控制自身的重心变化从而维持车辆静态平衡，很难保证舒适安全的驾驶体验。本发明使用控制力矩陀螺主动调整车轮姿态维持车轮平衡，使用本发明制造的双轮平衡车不需要驾驶员刻意控制重心变化，带来更舒适的驾驶体验。本发明自行平衡车轮给摩托车、电动自行车、双轮平衡车带来更出色的新的平衡解决方案，可以用于车辆制造并推广使用。发明内容[0005]本发明的目的是克服上述技术的缺陷，提供一种更简捷高效的双轮车辆平衡解决方案。本发明给摩托车、电动自行车、双轮平衡车提供高效的自行平衡性能。本发明是一种自行平衡车轮，本发明通过以下技术方案来实现。[0006]本发明提出一种自行平衡车轮，其特征在于所述的自行平衡车轮由以下部件构成：一个车轮，车轮轮毂拥有一定体积的空腔，可绕车轴旋转；一个车轴，车轴中部具有圆环形框架；一个圆环形电机，可双向转动；一个陀螺仪转子元件。[0007]本发明特征在于所述的自行平衡车轮通过以下方式组装和工作：陀螺仪转子元件旋转轴与圆环形电机内部转子旋转轴相互垂直的前提下，陀螺仪转子元件与圆环形电机内部转子十字交叉接触安装。也就是陀螺仪转子元件与圆环形电机形成了控制力矩陀螺。控制力矩陀螺部件安装在车轴中部的圆环形框架上并置于车轮轮毂空腔中。圆环形电机旋转会对陀螺仪转子元件施加一个垂直于其旋转轴的力矩，陀螺仪转子和圆环形电机构成的控制力矩陀螺部件会输出一个垂直于陀螺仪转子旋转轴且垂直于圆环形电机转子旋转轴