專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能自平衡多輪電動(dòng)車(chē)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配備姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計(jì))，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，和電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的智能微型多輪(三輪以上)平臺(tái)系統(tǒng)，能夠行駛在不同路面和上下臺(tái)階，用于代步和運(yùn)送貨物。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)代城市的公共交通系統(tǒng)主要由地鐵，公交車(chē)，有軌或無(wú)軌電車(chē)，出租車(chē)等，以及城市間飛機(jī)，鉄路，公共汽車(chē)等組成，這些公共交通工具共同的缺陷是站與站之間需要?dú)i行，特別是在攜帯行李的情況下，乘客步行比較辛苦，需要一種微型的代步工具來(lái)代替步行和幫助運(yùn)送行李，并且能夠進(jìn)入車(chē)站，機(jī)場(chǎng)，超市，旅游景點(diǎn)等公共場(chǎng)合，以提高交通效率，提高人民生活質(zhì)量。目前電動(dòng)車(chē)使用較多，但存在速度較快，易發(fā)生交通事故，不環(huán)保等缺點(diǎn)。類(lèi)似于兒童車(chē)，老年人四輪車(chē)等的交通工具只能在較平穩(wěn)的路面上行駛，不能在崎嶇路面上行駛，不能上下臺(tái)階等，因而受到較多限制。另外，普通電動(dòng)車(chē)耗電量較大，因此不能用太陽(yáng)能板充電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是，提供一種能夠智能自平衡的三輪，四輪，或更多輪的可折疊的環(huán)保型微型電動(dòng)車(chē)，能夠在公路和崎嶇路面上行駛，能夠上下臺(tái)階，能夠代步或運(yùn)送貨物，解決上述現(xiàn)有公共交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題，為高效率交通和提高生活質(zhì)量做出貢獻(xiàn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是在一個(gè)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的微型平臺(tái)上安裝有姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計(jì))，中央控制單元MCU，和平衡伺服系統(tǒng)，當(dāng)姿態(tài)傳感器檢測(cè)到平臺(tái)有傾斜吋，發(fā)送傾斜角信號(hào)到中央控制單元MCU，該MCU計(jì)算需要將平臺(tái)恢復(fù)水平的平衡伺服系統(tǒng)的位置和伸縮量，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的平衡伺服系統(tǒng)伸縮，使平臺(tái)恢復(fù)水平。本發(fā)明的有益效果是能夠低成本地滿(mǎn)足城市中需要代步和運(yùn)送貨物的需要，更好地推廣公共交通，無(wú)污染，乘客舒適等，同時(shí)由于本發(fā)明所需電量較少，可以用太陽(yáng)能板充電，即可以在行駛或停放時(shí)使用太陽(yáng)能板充電，因此更加環(huán)保和低能耗。


在所附的圖中，以非限制性的舉例形式，說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，隨后，在詳細(xì)的描述中，較清楚地顯示本發(fā)明的另外ー些特性和優(yōu)點(diǎn)。在所附的圖中
圖I是配備有智能自平衡系統(tǒng)的三輪電動(dòng)車(chē)的示意側(cè)面透視圖。圖2是姿態(tài)傳感器，中央控制單元，和平衡伺服系統(tǒng)的示意電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是姿態(tài)傳感器，中央控制單元，和平衡伺服系統(tǒng)的示意電路圖。圖4是中央控制單元自適應(yīng)算法的計(jì)算機(jī)流程示意圖。圖5是便攜式太陽(yáng)能充電器示意圖。
圖中I.站人或載物平臺(tái)，2.姿態(tài)傳感器，3.中央控制單元MCU，4.平衡伺服系統(tǒng)-電液伸縮桿，5.行駛驅(qū)動(dòng)電機(jī),6.驅(qū)動(dòng)輪,7.導(dǎo)向輪,8.電池,9.地面，10.信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)，
11.可伸縮可收起導(dǎo)向桿和扶手桿，12.把手及控制桿，13.速度控制把手，14.電源管理模塊，15.太陽(yáng)能板，16.太陽(yáng)能充電器電源線(xiàn)，17.太陽(yáng)能充電器通用型插頭，18.太陽(yáng)能充電器掛鉤，19.折疊后的太陽(yáng)能充電器。
具體實(shí)施例方式參閱附圖I,載有一名乘客或貨物的電動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)I在路面上行駛,當(dāng)?shù)孛?有坡度時(shí)，平臺(tái)I上的姿態(tài)傳感器2檢測(cè)到俯仰角或橫滾角，將角度信號(hào)經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)10傳送至中央控制單元3，中央控制單元3經(jīng)計(jì)算后，控制相應(yīng)的平衡伺服系統(tǒng)4，即伸縮電液推桿，使平臺(tái)I恢復(fù)平衡和水平位置，以此種方式使平臺(tái)I無(wú)論在行駛狀態(tài)中還是靜止?fàn)顟B(tài)下均使平臺(tái)保持水平和平穩(wěn)。參閱附圖2，中央控制單元MCU3的設(shè)計(jì)思路如下采用ー塊單獨(dú)的MCU板，設(shè)計(jì)了一套控制算法，動(dòng)態(tài)控制平臺(tái)I的水平平衡；需采集的信號(hào)是兩軸角速度和角度(俯仰角和橫滾角)，控制ー組電動(dòng)液壓桿4調(diào)節(jié)水平面。其具體電路示意圖參閱附圖3。參閱附圖4，其智能自適應(yīng)自平衡算法為
1.姿態(tài)傳感器2檢測(cè)到平臺(tái)I傾斜，獲得俯仰角和橫滾角角度量信號(hào)；
2.傾角信號(hào)傳送至中央控制單元MCU3;
3.判斷某個(gè)或某幾個(gè)電液伸縮桿4需要伸縮來(lái)使平臺(tái)恢復(fù)水平；
4.如果某個(gè)電液伸縮桿4已經(jīng)有過(guò)伸縮，則首先試圖將該伸縮桿恢復(fù)零伸出位置，判斷是否能夠使平臺(tái)I恢復(fù)水平位置；
5.中央控制單元MCU3輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電液伸縮桿4進(jìn)行平衡平臺(tái)I的動(dòng)作；
6.當(dāng)姿態(tài)傳感器2檢測(cè)到平臺(tái)I恢復(fù)水平后，傳送信號(hào)至中央控制單元3，中央控制單元3控制電液伸縮桿4停止動(dòng)作。當(dāng)乘客站立在平臺(tái)上行駛時(shí)，手扶方向桿上方的扶把12，控制方向和通過(guò)速度控制把手13控制速度。因該電動(dòng)車(chē)速度較慢，僅比人歩行速度稍快ー些，因此不用剎車(chē)系統(tǒng)，速度控制桿13具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能，松開(kāi)速度控制把手13，速度控制桿13自動(dòng)回到零速度位置，平臺(tái)I速度即降為0，使平臺(tái)I停止行駛。當(dāng)運(yùn)送貨物或拖曳行李時(shí)，貨物或行李放在平臺(tái)I上，控制桿12可以放傾斜，人握把手13控制方向和速度，而不用用力拖拉。參閱附圖5，由于該電動(dòng)車(chē)所需電量較少，可以用太陽(yáng)能板充電，即可以在行駛或停放時(shí)使用太陽(yáng)能板充電。本發(fā)明設(shè)計(jì)了ー種可折疊的太陽(yáng)能充電器，方便隨身攜帯，可隨時(shí)為該電動(dòng)車(chē)充電。同時(shí)，采用通用性插頭，如USB插頭，因此也可為手機(jī)等便攜設(shè)備充電。
權(quán)利要求
1.ー種智能自平衡多輪電動(dòng)車(chē)系統(tǒng),它包括 配備有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的智能自平衡結(jié)構(gòu)和平臺(tái)，用于代步或運(yùn)送貨物； 由姿態(tài)傳感器，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)組成的智能自平衡系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)保持水平和平穩(wěn)； 平衡算法能夠自適應(yīng)不同路況的路面，坡道，臺(tái)階等，使平臺(tái)無(wú)論在任何情況下均處于水平姿態(tài)； 具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能的速度控制桿； 可折疊式太陽(yáng)能充電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種智能自平衡多輪電動(dòng)車(chē)系統(tǒng)，其特征在于，配備有姿態(tài)傳感器，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，和方向速度控制系統(tǒng)，通過(guò)智能系統(tǒng)自平衡和自適應(yīng)不同路面，控制車(chē)輛的平穩(wěn)地行駛。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種自平衡和自適應(yīng)算法，其特征在于 當(dāng)姿態(tài)傳感器檢測(cè)到平臺(tái)傾斜時(shí)，由中央控制單元MCU計(jì)算需要?jiǎng)幼鞯乃欧到y(tǒng)，控制伺服系統(tǒng)動(dòng)作使平臺(tái)恢復(fù)水平； 當(dāng)伺服系統(tǒng)原來(lái)有過(guò)動(dòng)作時(shí)，首先使該伺服系統(tǒng)恢復(fù)零動(dòng)作位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種速度控制桿具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能，當(dāng)手離開(kāi)速度控制桿時(shí)，速度控制桿自動(dòng)回到零速度位置，使平臺(tái)停止行駛，而不需要?jiǎng)x車(chē)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種可折疊式太陽(yáng)能充電器，方便隨身攜帯，可隨時(shí)給本電動(dòng)車(chē)充電，無(wú)論在行駛中還是停放狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明包括一種配備姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計(jì))，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，和電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的智能微型多輪(三輪以上)平臺(tái)系統(tǒng)，該平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，通過(guò)姿態(tài)傳感器獲得平臺(tái)傾斜角度的信號(hào)，中央控制單元MCU計(jì)算需要調(diào)節(jié)的伺服系統(tǒng)位置，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使平臺(tái)恢復(fù)和保持水平性和平穩(wěn)，因而使該平臺(tái)在電動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下平穩(wěn)地行駛在不同路況的地面上，能夠上下臺(tái)階，且能夠保持該平臺(tái)的水平，因而可以用于代步和運(yùn)送貨物。本發(fā)明可采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的彈性速度桿控制速度和便攜式太陽(yáng)能充電器充電。
文檔編號(hào)B62K5/00GK102910235SQ20121036684
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者吳亞軍 申請(qǐng)人:北京龍德天地科技有限公司