[实用新型]两轮自平衡电动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动车，特别涉及一种两轮自平衡电动车，属于交通运输工具。

背景技术

目前，随着中国经济的高速发展和人们生活水平的不断提高，国内城市的汽车数量正在不断增加，随之而来的空气污染、噪声污染、交通堵塞、石油短缺等环境问题、交通问题和能源问题也显得日益突出。设计并制造出高性能的电动车是解决上述问题的有效途径之一。

一般而言，两轮电动车的车轮既可以如传统电动车一样前后布置，也可以平行同轴布置在车体两侧。车轮同轴布置与传统电动车相比，有如下优点：体积小、重量轻、具有很高的灵活性，能够实现原地旋转，有助于缓解交通压力。但是，由于同轴布置的两轮电动车本身独特的机械结构，在非控制状态下为自然不稳定系统，操作复杂，易失去重心，人摔下造成损伤。另外，由于上述两轮平行同轴布置电动车具有自然不稳定的特点，因此在电动车电量耗尽或者控制系统出现严重错误的时候，电动车往往会由于不能自动平衡而倒下并对驾驶者的安全构成威胁，而且在驾驶电动车的过程中还容易造成驾驶者产生一种担心从电动车上意外摔倒的心理。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述问题并克服传统电动车的缺点，提供一种既能够保持自身平衡，又能够按照用户要求实现安全运行功能，并具有灵活性高、机动性强、稳定可靠、智能控制、操作容易、绿色环保、结构简单、维护方便等特点的两轮自平衡电动车。

本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型的一种两轮自平衡电动车，包括：底盘两侧独立支承有两个同轴线布置车轮，底盘下固定有微处理器控制系统、电源供给系统、其中：底盘下固定电动机驱动器、传感器测量系统和辅助驾驶系统，两个轮毂电机布置于两个车轮内，轮毂电机的定子轴为车轮轴通过支座固定在底盘上，轮毂电机的转子与车轮轮毂连接为一体构成车轮。电动车的两个车轮采用平行同轴线布置的形式安装在车体底盘两侧，底盘下方的电源供给系统包括蓄电池组，电压转换板以及传感器测量系统，底盘上方安装电动车机盖，一方面用于保护车内传感器以及各重要电子元器件，另一方面作为驾驶者的支撑脚踏板。电动车上同轴线布置的两个车轮各自由一个独立的直流电动机或直驱电机来驱动。所述的电动车使用轮毂电机作为动力源，它是一种把电机制成轮毂形状的电动机，可以说它既是车轮又是电机。而电机安装在底盘两侧，其定子轴通过支座固定在车体上。在运行时，轮毂电机绕着定子轴进行旋转从而向电动车提供足够的动力，实现电动车平稳前进、后退、转向和原地旋转等多种功能。底盘上方安装由钢板或塑料制成的机盖，高度和角度可调的操纵杆固定连接在底盘上，驾驶者可以通过此操纵杆以及杆上的按钮对电动车进行操控，并可以通过查看操纵杆上的显示装置得知当前电动车的工作状态及其他相关信息。

本实用新型所述的一种两轮自平衡电动车，其中：所述传感器测量系统与微处理器控制系统的控制卡连接，微处理器控制系统通过电机驱动器与电机连接，通过输入电压信号控制电机正反转调整车体处于平衡位置。所述底盘上设置有测量轮毂电机转速的增量式编码器，还设有测量电动车俯仰角的陀螺仪和加速度计构成的组合编码器通过测量支架安装在底盘上。

电动车利用传感器测量系统测量电动车的运行状态、平衡状态和驾驶者的输入信号，并将这些信号反馈到控制器。由于所述的电动车具有3个自由度，为了检测电动车的工作状态，使用陀螺仪和加速度计组合测量电动车的俯仰角，使增量式用编码器测量两个车轮的转速，然后经过计算得出电动车的俯仰角速度、直线运动速度、直线运动加速度、横滚(转向)角和横滚角速度。各个传感器皆与存储有控制程序的控制卡相连接，传感器的输出信号直接或经转换后输入到控制卡，经过控制卡中的微处理器计算后得出保持车体平衡及其正常运行所需要的电机转矩并转化为控制信号，最后通过电机驱动器对电机输出合适的电压，控制电机以一定的转速和方向运行，完成所需要实现的功能。

本实用新型所述的一种两轮自平衡电动车，其中：所述底盘上设置有与车轮轴线具有一定水平距离的保护装置。为了避免驾驶者意外摔倒和保护电动车内部的电子元器件，所述的电动车通过程序以及外加辅助机械装置即保护装置来防止电动车在运行过程中俯仰角过大、速度过高等危险情况的发生，并能够在将要出现危险时通过显示装置警告驾驶者，从而避免绝大部分意外的发生。所述的保护装置为一端铰链活动连接在底盘上、另一端带有支承轮的起落架。

本实用新型所述的一种两轮自平衡电动车，其中：所述底盘上设置有护栏。所述底盘上设置的护栏可以是与车轮平行的两个侧面护栏。