用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车及其控制方法.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CN104527909A(43)申请公布日2015.04.22(21)申请号201510019813.X(22)申请日2015.01.15(71)申请人南京快轮智能科技有限公司地址210000江苏省南京市栖霞区新港开发区恒飞路8号大贺科创基地205室(72)发明人刘峰李安家薛祖播陈燕午齐加楼储清(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人杜静静(51)Int.Cl.B62M6/45(2010.01)B62M6/65(2010.01)B62K11/00(2013.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车及其控制方法(57)摘要本发明涉及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。CN104527909ACN104527909A权利要求书1/2页1.一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。2.根据权利要求1所述的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、与同步带轮相啮合的斜齿轮、无辐轮毂、设置在无辐轮毂上的斜齿内齿圈，电机通过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。3.根据权利要求2所述的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。4.根据权利要求3所述的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。5.根据权利要求3或4所述的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。6.根据权利要求5所述的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。7.根据权利要求6所述的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。8.根据权利要求6或7所述的用重心控制的空心无辐独轮自平衡电动车，其特征在于，所述承重轮上包覆有软胶。9.权利要求1-8任一项权利要求所述的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；2CN104527909A权利要求书2/2页驾驶者开始对车辆进行驾驶，驾驶者站立