一种变结构自平衡两轮车.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102582738A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102582738A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201110392828.2(22)申请日2011.12.01(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人郭磊魏世民孟祥珺(74)专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人夏宪富(51)Int.Cl.B62K11/00(2006.01)B62M7/12(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图55页(54)发明名称一种变结构自平衡两轮车(57)摘要一种变结构自平衡两轮车，其整体呈对称结构，设有车身装置、驱动装置、转把装置和电控装置四个组成部件，车身装置由两侧对称的车座与中间位置较低的载人踏板、以及将其固接为一体的立板组成。车座与踏板都是中空箱体，分别装有驱动装置和电控装置。驱动装置由两个轮架与车轮，为轮架和车轮分别提供动力和受控于电控装置的四个驱动电机与其传动齿轮和蓄电池组成。转把装置由转把底座、转把、卷弹簧和转把电机与主控面板组成，电控装置由主控电路与多个不同传感器及其控制电路和电控电源组成。其特点是：用计算机和数字技术控制多个驱动电机，能向前、后、左、右四个方向行驶，并在行驶过程中能切换行驶方向；功能多，操作灵活，行驶方便。CN1025873ACN102582738A权利要求书1/2页1.一种变结构自平衡两轮车，其特征在于：该两轮车的整体呈对称结构，设有车身装置、驱动装置、转把装置和电控装置四个组成部件，其中，车身装置整体呈U型下凹状，由两侧对称的、用于供驾驶员远距离驾驶时乘坐休息的车座与中间位置较低的、供驾驶员站立驾驶的载人踏板、以及将车座与踏板固接为一体的立板所组成；其中车座与载人踏板都是中空箱体，车座箱体内设有驱动装置，踏板箱体内设有电控装置；驱动装置是由两个垂直于车身并位于车身纵向中线上的轮架，两个分别铰接于该两个轮架下方、并绕其固设于轮架的轮轴转动的车轮，为该两个轮架和两个车轮分别提供动力和受控于电控装置的四个驱动电机，以及传动齿轮和蓄电池所组成；转把装置是由位于踏板中心的转把底座、转把、卷弹簧以及转把电机所组成，并在转把上方设有操控车辆行驶的主控面板；电控装置是由包括数字信号处理DSP芯片的主控电路与分别位于各个检测部位的包括倾角、角度和速度的多个不同传感器及其控制电路，以及电控电源所组成，用于控制驱动装置和转把装置的五个电机的运转，进而控制该两轮车的行驶。2.根据权利要求1所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所述驱动装置中的轮架通过其上方的轮架套铰接于车座箱体底板，以便能够环绕垂直于该底板的固定轴自由转动；固装在该底板上的轮架转向电机通过传动齿轮驱动轮架及其轮轴上的车轮一起沿着该固定轴转动，固装在轮架上的车轮电机通过其输出轴齿轮以及车轮轮圈内侧周边的内齿轮带动车轮转动；轮架转向电机和车轮电机的驱动器都固装于轮架转向电机下方的底板，以节约空间；为驱动装置提供动力的蓄电池固装在车座箱体底板上。3.根据权利要求1所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所述转把装置中的转把电机固装于踏板下侧的中心，其转轴通过螺栓与踏板上方的转把底座紧固为一体；转把底座与其上方的转把藉由卷弹簧实现铰接，转把电机驱动转把底座，再通过卷弹簧带动转把转动，使得转把朝向车轮前进方向；或者手动操作转把，再由转把转角传感器测量转把与其底座之间的相对角度，即转把与前进方向的角度，并将该参数上传电控装置；电控装置根据该参数计算获得两个轮架与其车轮的转弯信号，再下达给驱动装置，实现车辆转向；转把顶端设有主控面板，以供驾驶员通过该主控面板掌握其行驶状况和及时下达相应指令。4.根据权利要求3所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所述电控装置中的传感器包括：分别检测两个轮架转向与角度的轮架转角传感器，分别检测两个车轮转速的转速传感器，检测转把相对于转把底座的转向与角度的转把转角传感器，位于主控面板的中空箱体内安装的测量其行驶姿态和方向的倾角传感器。5.根据权利要求1所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所述轮架转角传感器和转把转角传感器分别通过其连接板固定在轮架套和转把底座上，转速传感器固装于轮架，该三种传感器都是通过传感器齿轮检测各自的轮架、转把和车轮转动的方向、角度和转速。6.根据权利要求1所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所述两轮车横向行驶时，通过轮架转向电机及其传动齿轮锁定两个轮架、即两个车轮的前进方向垂直于车身的纵向中心线；此时，倾角传感器检测车身姿态，电控装置运算并控制两个车轮电机驱动两个车轮转动，使该两轮车以设定速度横向前行。7.根据权利要求1所述的变结构自平衡两轮车，其特征在于：所