高稳定智能自平衡装置及其控制方法.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CN104608859A(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201510001777.4(22)申请日2015.01.05(71)申请人颜伟荣地址300071天津市南开区南开大学信息化建设与管理办公室(72)发明人颜伟荣(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人刘昕(51)Int.Cl.B62J99/00(2009.01)F42B15/01(2006.01)B63B39/00(2006.01)B64D47/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称高稳定智能自平衡装置及其控制方法(57)摘要本发明提供一种高稳定智能自平衡装置及其控制方法，包括外框、可转动设置于所述外框上的封闭外壳、可转动设置于所述外壳内的旋转体、驱动所述外壳的第二驱动装置、驱动旋转体的第一驱动装置、检测组件、处理装置和控制装置，所述外壳的转动轴与所述旋转体的转动轴相垂直，所述检测组件包括用于采集数据的角度传感器、转速传感器、陀螺仪传感器和加速度传感器，所述处理装置分别连接所述检测组件和控制装置，所述控制装置连接所述第一驱动装置和第二驱动装置。本发明的高稳定智能自平衡装置，可安装在各种需要维持平衡的设备，尤其是动态不稳定设备(如两轮车辆)上，具有高的抗干扰性，稳定性强。CN104608859ACN104608859A权利要求书1/1页1.高稳定智能自平衡装置，其特征在于：包括外框、可转动设置于所述外框上的封闭外壳、可转动设置于所述外壳内的旋转体、驱动所述外壳的第二驱动装置、驱动旋转体的第一驱动装置、检测组件、处理装置和控制装置，所述外壳的转动轴与所述旋转体的转动轴相垂直，所述检测组件包括用于采集数据的角度传感器、转速传感器、陀螺仪传感器和加速度传感器，所述处理装置分别连接所述检测组件和控制装置，所述控制装置连接所述第一驱动装置和第二驱动装置。2.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述旋转体为飞轮，所述飞轮远离其转动轴的部分厚，而靠近其转动轴的部分薄。3.根据权利要求2所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述飞轮上下面靠近其转动轴处分别周向设有凹槽。4.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述外壳为一真空封闭的壳体。5.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述旋转体的转动轴通过第一离合器连接所述第一驱动装置，所述第一驱动装置安装在所述外壳上，可带动所述旋转体进行高速旋转。6.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述外壳的转动轴通过第二离合器连接所述第二驱动装置，第二驱动装置安装在所述外框上。7.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述外壳的转动轴上设有用于采集旋转体偏移角度的所述角度传感器，旋转体上设有用于采集其转速的所述转速传感器，所述外框上设有主控盒，所述主控盒内设有所述处理装置、控制装置、陀螺仪传感器和加速度传感器。8.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置，其特征在于：所述旋转体和外壳至少有一组，每组中的所述旋转体均设置于所述外壳中，旋转体连接第一驱动装置，外壳连接第二驱动装置，旋转体的转动轴与外壳的转动轴相垂直，所述外壳均设置于所述外框上。9.根据权利要求1所述的高稳定智能自平衡装置的控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，1)所述转速传感器采集旋转体转速数据，将数据信号传输给所述处理装置，当旋转体转速达到需求的最低值后，装置进入平衡控制状态；2)所述陀螺仪传感器和加速度传感器分别采集装置的角度和加速度数据，并将采集到的信号传输给所述处理装置，处理装置对信号进行分析处理，当发现装置偏离平衡状态时，对控制装置发出指令，使控制装置控制第二驱动装置发生改变，控制外壳的偏转方向和偏转速度，调节装置的倾斜角度，直到恢复平衡状态；3)所述角度传感器采集飞轮转动轴的偏转角度数据，并将该数据信号传输给所述处理装置，处理装置对该数据信号进行分析和处理，当发现偏转角度过大或持续增加时，处理装置对控制装置发出指令，使控制装置控制第二驱动装置发生改变，调节装置使其在维持装置稳定的状态下自动将外壳偏转角恢复至零点。2CN104608859A说明书1/4页高稳定智能自平衡装置及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及机械电子平衡技术领域，尤其是涉及一种高稳定智能自平衡装置及其控制方法。背景技术[0002]无论是汽车、摩托车、船舶还是火箭飞机等高科技产品，我们身边的很多装置必须维持稳定平衡才能良好运作。一个强大的平衡系统不仅可以成为众多设备得以使用的关键也可以为更多的产品带来额外的附加体验和价值，甚至催生出更高层次的用途。[0003]目前常见的