[实用新型]一种电动两轮平衡车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动两轮平衡车。

背景技术

电动车辆的发展方向是节能、环保，传统的电动车辆采用内燃机汽车的基本结构，仅仅将驱动设备换成电机与电池组，这种结构使电动汽车的重量增加，成本过高，从能量转换的角度来看，其能量消耗的降低并不明显，虽然电力驱动的效率较高，但是考虑到电池的充放电效率等因素，传统电动车辆的节能增益是有限的。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种电动两轮平衡车，具有重量轻，操纵灵活和行驶平衡的特点，且占地面积小、效率高。

实现上述目的而采取的技术方案，包括主轴，主轴两端设有右驱动轮和左驱动轮，主轴上设踏板和电池，以及转向手柄和控制装置，所述的控制装置包括主陀螺控制器，转向控制电路和无刷电机驱动电路，所述的主陀螺控制器包括中央处理计算机MCU，一组垂直方向的固体角速度传感器，一组水平方向的固体角速度传感器，一个三轴向加速度传感器和一个三轴向地磁场传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，

由于采用了“陀螺电控增稳”的结构设计，省去了传统电动自行车或摩托车所必须的支撑和转向机构，因而具有重量轻，操纵灵活和行驶平稳的特点，且占地面积小、效率高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本装置结构原理示意图。

图2为本装置使用状态示意图。

具体实施方式

包括主轴3，主轴3两端设有右驱动轮1和左驱动轮2，主轴3上设踏板5和电池7，以及转向手柄4和控制装置，所述的控制装置包括主陀螺控制器6，转向控制电路和无刷电机驱动电路8，所述的主陀螺控制器6包括中央处理计算机MCU，一组垂直方向的固体角速度传感器，一组水平方向的固体角速度传感器，一个三轴向加速度传感器和一个三轴向地磁场传感器。

本装置是一种同轴并行的两轮电动小车，通过电子控制使该车无须人力可以自动保持平衡和前进，行驶时乘员站立在主轴部位的踏板上，如图2所示，乘员主动向前倾斜身体，小车即向前行驶，向后倾斜即可制动或后退，无须分神掌握平衡，双手可自由动作。该车采用左右两个积压自带有无刷轮毂电机的车轮，由控制器控制两轮独立驱动，以电池提供能源，采用固体微机械陀螺传感器和地磁场传感器来感测车辆姿态。

控制装置包括主陀螺控制器6，转向手柄电路和和无刷电机驱动电路8，主陀螺控制器6上有中央处理计算机MCU、一组垂直方向的固体角速度传感器、一组水平方向的固体角速度传感器，一个三轴向加速度传感器和一个三轴向地磁场传感器。当车身倾斜时，垂直方向的角速度传感器会发出一个角速度信号，中央处理计算机MCU接收这一信号，通过比例积分运算产生一个矫正控制信号发送给无刷电机驱动器使电机和车轮产生反方向的矫正力矩，令车身恢复平衡，这一过程在20ms内完成。在前进过程中，由于路况变化，行驶方向会产生偏差，水平方向的角速度传感器检测行驶方向变化时，输出角度偏差信号，计算机据此计算出矫正信号控制无刷电机驱动器，使左右车轮差动从而修正行驶方向；地磁场传感器检测空间方向的地球磁场磁通分量，得到三维方向的角度信息，这一角度信息精度可达到5度，该角度信息精度不足以做运动控制但是具有长期稳定性；由于固体角速度传感器会由于温度变化产生固有的“漂移”现象，使得累计角度信息不准确，因此MCU需要通过地磁场传感器获得绝对方向信息，以校正角速度传感器的“漂移”，避免累积误差；三轴向加速度传感器检测车身在各个方向的加速度，以避免剧烈地倾斜、旋转或加减速运动，万一单侧车轮失去控制或失去角度信号，这一机制用于令车身平稳地停止。其中重力加速度的方向也用来校正角速度传感器的累积角度误差。转向手柄是一个活动把手，乘员向左右方向转动把手，主控电路通过手柄内的霍尔传感器检测其转动获得转向信号，从而控制左右车轮差动发言为行驶方向。