自平衡电动车制造技术

自平衡电动车可以包括细长平台，该细长平台具有彼此刚性联接的第一脚部放置部分和第二脚部放置部分，分别联接到平台的相对端的第一和第二车轮。可基于骑乘人在平台中引起的应变来确定骑乘人的存在和转向意图。应变可以通过一个或多个应变仪系统检测。应变仪系统中的一个可以被配置为用于转向控制电路中，并且可以包括相对于平台的长轴对角地安装的应变仪传感器，使得应变仪仅检测扭转引起的应变。

Self balancing electric vehicle

Self balancing electric vehicle can include an elongate platform, the platform has a first elongated foot placed each other rigid connection part and the second foot placement part are respectively connected to the first and the second wheels of the opposite end of the platform. The rider's presence and steering intention can be determined based on the strain caused by the rider on the platform. Strain can be detected by one or more strain gauge systems. A strain gauge system can be configured to the steering control circuit, and can include the installation of diagonal axis relative to the platform of strain gauge sensor, only torsion strain caused by the strain gauge.

【技术实现步骤摘要】
自平衡电动车交叉引用本申请案基于美国专利法35U.S.C第119(e)主张申请号为62/241,772(2015年10月15日提交)，62/246,615(2015年10月27日提交)，62/258,230(2015年11月20日提交)，及62/288,460(2016年1月29日提交)的美国临时专利申请的优先权权利，上述申请的全文以引用的方式并入本文中。
本技术涉及电动车
，尤其涉及一种自平衡电动车。
技术介绍
在过去几年中，双轮、前向、自平衡电动车(通常被称为“悬浮板”)的普及已经显著增长。许多公司已经进入了悬浮板市场，只是设计略有不同。一般来说，用于这些车辆的平衡和转向控制系统已经遭遇了各种问题，例如安全性和可靠性问题，包括大量移动部件，相关的制造复杂性和费用，以及缺乏骑乘特性的可定制性。这就对用于电动车上更简单和更可靠的控制系统提出了需求。
技术实现思路
根据本申请公开的两轮自平衡电动车辆通过使用一个或多个应变仪系统来检测刚性骑乘者平台上的乘客诱导的应变来克服上述问题。本申请中公开所提供的系统，装置，和方法是关于自平衡车辆。在一些实施例中，自平衡电动车可包括：定义一长轴的平台，第一脚部放置部分，与第一脚部放置部分刚性连接的第二脚部放置部分；第一车轮设置在邻近所述平台的第一横向端及第二车轮设置在邻近所述平台的第二横向端，其中所述第一和第二车轮共享平行于所述平台的长轴的公共旋转轴线；平衡位置传感器附接于该平台并且被配置为感测平台的倾斜；第一应变仪，其附接到所述平台并且被配置为感测由施加在所述第一和第二脚部放置部分上的不平衡力引起的所述平台中的扭曲应变；第一驱动马达被配置为驱动第一车轮，并且第二驱动马达被配置为驱动第二车轮，其中驱动马达被配置为响应于平衡位置传感器感测到的平台的倾斜，驱动车轮，以使平台自平衡，并且响应第一应变仪感测到的应变，以差变方式驱动车轮，使车转弯。在一些实施例中，自平衡电动车可包括：具有第一脚部放置部分和第二脚部放置部分的刚性平台，第二脚部放置部分基本上与第一脚部放置部分刚性连接；第一车轮与第一脚部放置部分关联，并且第二车轮与第二脚部放置部分关联，其中第一和第二车轮间隔开并且基本彼此平衡；第一驱动马达配置为驱动第一车轮，并且第二驱动马达配置为驱动第二车轮；车辆平衡位置传感器与刚性平台耦接；并且应变仪与刚性平台耦接；其中所述驱动马达被配置成响应于来自车辆平衡位置传感器的数据，驱动所述车轮，以使平台自平衡，驱动马达被配置成响应于来自于应变仪的指示所述第一和第二脚部放置部分上的不平衡力的数据而差动地驱动所述车轮以便促使车辆转弯，并且驱动马达被配置为响应于所述第一和第二脚部放置部分上的平衡力而一致地驱动所述车轮以便促使车辆线性移动。在一些实施例中，自平衡电动车可包括：平台，包括基本上刚性地彼此附接的第一脚部放置部分和第二脚部放置部分；与所述平台的第一横向侧相关联的第一车轮和与所述平台的第二横向侧相关联的第二车轮，其中所述第一车轮和第二车轮间隔开并且共享公共旋转轴，所述公共旋转轴基本上平行于所述平台的长轴；平衡位置传感器，其被配置为感测所述平台绕其长轴的转动；第一应变仪，配置为感测由施加到所述第一脚部放置部分和所述第二脚部放置部分的不平衡力在所述平台中引起的应变；第一驱动马达被配置为驱动所述第一车轮，以及第二驱动马达被配置为驱动所述第二车轮，其中驱动马达被配置为响应平衡位置传感器感测到的平台的转动驱动车轮，以使平台自平衡，并且响应第一应变仪感测到的应变差动的驱动车轮，以使车辆转弯。特征，功能和优点可以在本申请目前公开的各种实施例中单独地实现，也可以在其他实施例的组合中实现，其进一步的细节可以参考以下描述和附图得出。附图说明图1根据本申请的公开示出了具有引发应变的骑乘人检测和转弯控制的两轮自平衡车辆的等距前视立体图。图2是图1中所示车辆的前视图。图3是图1中所示车辆的底部平面图。图4是适用于本文所述的车辆中的示例性的全桥应变仪传感器的平面图。图5是适用于本文所述的车辆中的示例性的应变仪传感器和放大电路的电路原理图。图6是描述响应于扭曲应变来控制车辆转向特性的示例性的方法中的步骤的流程图。图7是描述根据本申请所公开的用于骑乘人检测的示例性方法中的步骤的流程图。图8是描述根据本申请所公开的示例性的控制系统中的选定组件的框图。图9是描述用于使用诸如图8所示的控制系统来控制自平衡车辆的电动机的示例性的方法中的步骤的流程图。图10根据本申请所公开的另一示例性的两轮自平衡车的后倾斜等轴视图。图11是图10的车辆的俯视图。图12是图10的车辆的底部平面图。图13是从车辆的平面上方截取的图10的车辆的前等轴视图。图14是图10的车辆的后视图。图15图10的车辆的侧视图。具体实施方式具有基于应变的控制的两轮自平衡电动车的各个方面与示例，以及相关方法，都在下面描述及相关附图中说明。除非另有规定，根据本申请所公开的自平衡车和/或其各种部件，可以，但不要求，包含至少一个在本文中描述的、说明的和/或引入的结构、部件、功能和/或变型。此外，除非特别说明，本文中描述的、说明的、和/或在本文中引入的工艺步骤，结构，成分，功能，和/或变化，可能包括在其他类似的设备和方法中的，并在公开的实施例之间可以互换。以下各种例子的描述只是说明性的，并不旨在限制披露其应用或使用。此外，所描述的例子和实施例所描述的优点是说明性的，而不是所有的例子和实施例都提供相同的优点或相同的优势。定义下列定义适用于本申请，除非另有说明。“基本上”的意思是基本上符合特定的尺寸，范围，形状，概念，或其他方面修改的术语，例如，一个功能或组件不需要完全符合。例如，一个“基本上圆柱形”的对象意味着该对象类似于一个圆柱体，但可能有与一个真正的圆柱体之间的一个或多个的偏差。“包含”“包括”和“具有”(及它们的结合)交替使用是指包括但不限于，并且是开放性的术语，并不排除额外的非引述的元素或方法步骤。诸如“第一”，“第二”和“第三”的术语用于区分或标识组的各种成员等，或类似的，并且不旨在示出串行或数字限制。概述一般来说，根据本申请所公开的两轮自平衡电动车可包括具有刚性乘坐平台的个人交通工具，该刚性乘坐平台在每个横向端部处具有车轮，该平台包括与彼此刚性附接的一对脚放置部分。骑乘人的脚可以以脚趾大致指向行驶方向的方式放置在脚放置部分上。每个脚放置部分可具有相关联的车轮和马达，其中各个马达被控制以驱动车辆趋于自平衡。包括一个或多个应变仪系统的控制被配置为测量骑乘人引起的力对脚放置部分的影响，赋予骑乘人对偏转(即转向)运动的幅度和方向的精确控制。本文公开了各种实施例，包括具有用于通过检测骑乘人的重量来检测骑乘人的存在的附加应变仪系统的示例。在一些示例中，骑乘人的重量的测量可以用于调节平衡控制的积极性或其他特性。在一些示例中，无线通信连接可以用于定制乘坐体验。在本文所述的车辆中，骑乘人可以通过在一个脚放置部分上施加脚趾压力并且同时在另一个脚放置部分上施加脚跟压力来命令期望的转动。车辆的转向控制器做出响应，使用应变仪系统来检测由骑乘人在车辆上的差动施加的力所引起的扭转应变。因此，可以使用有效并简单的系统来控制例如具有单个刚性平台(或者刚性连接的一对脚放置部分)的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自平衡电动车，其包括：限定长轴的平台，第一脚部放置部分，及刚性地联接到所述第一脚部放置部分的第二脚部放置部分；邻近所述平台的第一横向端设置的第一车轮以及邻近所述平台的第二横向端设置的第二车轮，其中所述第一车轮和第二车轮共享平行于所述平台的长轴的公共旋转轴；平衡位置传感器，其附接到所述平台并且配置为感测所述平台的倾斜；第一应变仪，其附接到所述平台并且配置为感测由施加在所述第一脚部放置部分和第二脚部放置部分上的不平衡力引起的所述平台中的扭转应变；第一驱动马达配置为驱动所述第一车轮，以及第二驱动马达配置为驱动所述第二车轮，其中所述驱动马达被配置为响应于所述平衡位置传感器感测到的所述平台的倾斜，朝向自平衡所述平台的方向驱动所述车轮，并且响应于由所述第一应变仪感测到的扭转应变从而差动地驱动所述车轮以便促使车转向。

【技术特征摘要】
2015.10.15 US 62/241,772;2015.10.27 US 62/246,615;1.一种自平衡电动车，其包括：限定长轴的平台，第一脚部放置部分，及刚性地联接到所述第一脚部放置部分的第二脚部放置部分；邻近所述平台的第一横向端设置的第一车轮以及邻近所述平台的第二横向端设置的第二车轮，其中所述第一车轮和第二车轮共享平行于所述平台的长轴的公共旋转轴；平衡位置传感器，其附接到所述平台并且配置为感测所述平台的倾斜；第一应变仪，其附接到所述平台并且配置为感测由施加在所述第一脚部放置部分和第二脚部放置部分上的不平衡力引起的所述平台中的扭转应变；第一驱动马达配置为驱动所述第一车轮，以及第二驱动马达配置为驱动所述第二车轮，其中所述驱动马达被配置为响应于所述平衡位置传感器感测到的所述平台的倾斜，朝向自平衡所述平台的方向驱动所述车轮，并且响应于由所述第一应变仪感测到的扭转应变从而差动地驱动所述车轮以便促使车转向。2.根据权利要求1所述的自平衡电动车，进一步包括附接到所述平台的第二应变仪，所述第二应变仪被配置为感测由施加到所述平台上的骑乘人的重量而引起的所述平台中的应变。3.根据权利要求2所述的自平衡电动车，其中所述第一应变仪和第二应变仪设置在所述第一脚部放置部分和所述第二脚部放置部分之间。4.根据权利要求2所述的自平衡电动车，其中所述第一驱动马达和所述第二驱动马达被配置为当所述第二应变仪感测到超过预定最小值的应变时被激活，并且当所述第二应变仪感测到小于所述预定最小值的应变时被停用。5.根据权利要求2所述的自平衡电动车，其中所述第一驱动马达和第二驱动马达被配置为响应于由所述平衡位置传感器感测的所述平台的倾斜以及还响应于由所述第二应变仪感测的应变的大小从而朝向自平衡所述平台的方向驱动所述车轮。6.根据权利要求2所述的自平衡电动车，其中所述第一驱动马达和第二驱动马达被配置为响应于由所述第一应变仪感测的扭转应变以及还响应于由所述第二应变仪感测的应变的大小而差动地驱动所述车轮以便促使车转向。7.根据权利要求1所述的自平衡电动车，其中所述第一驱动马达和第二驱动马达被配置为响应于由所述第一应变仪感测的扭转应变以及还响应于骑乘人选择的骑乘特性设置而差动地驱动所述车轮以便促使车转向。8.一种自平衡电动车，其包括：刚性平台，其包括第一脚部放置部分及刚性地附接到第一脚部放置部分的第二脚部放置部分；与所述第一脚部放置部分相关联的第一车轮和与所述第二脚部放置部分相关联的第二车轮，其中所述第一车轮和第二车轮间隔开并且彼此平行；被配置为驱动所述第一车轮的第一驱动马达，以及被配置为驱动所述第二车轮的第二驱动马达；联接到所述刚性平台的车辆平衡位置传感器；以及联接到所述刚性平台的应变仪；其中所述驱动马达被配置为响应于来自所述车辆平衡位置传感器的数据从而朝向自平衡所述平台的方向驱动车轮，所述驱动马达被配置为响应于来自所述应变仪的指示在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·伍德，
申请(专利权)人：D·伍德，
类型：新型
国别省市：美国,US