立坐两用式自平衡两轮车制造技术

本发明专利技术涉及一种交通工具，更具体地说是一种由人驾驶的智能化电脑控制的载人两轮交通工具，其两个车轮是电动的并且是水平横向布置的。本发明专利技术的目的是要推出一种立坐两用自平衡两轮车，它有可折叠的坐椅，有可夜间行驶的照明设备，有防倾倒机构和简明扼要的控制系统。它是一种立坐两用自平衡两轮车，包括有：两个分别独立受控于计算机微处理系统控制并且横向布置而不同轴连接的轮子，车轮被横向固定在一个绕车轴有转动自由度的载人踏板上；一个用于控制所述轮子工作的操纵控制计算机系统，它包括有重力传感器，倾角传感器，姿态传感器等共同组成控制车体的平衡模块，车轮速度传感器和左右动力驱动模块，控制环路，反馈环路，中央控制单元ＣＰＵ，功率放大器，电源；所述的载人踏板上固定有倾角传感器；一个可手动把握龙头执行车辆转弯的转向开关；一个固定在转向龙头上的操作车辆行驶的人机界面控制屏；本发明专利技术解决了传统自平衡两轮车因站立驾驶疲劳不适合远距离行驶及健康人和身残体弱者两者兼用的技术上的问题。

Self standing dual purpose self balancing two wheel vehicle

The invention relates to a vehicle, more specifically, a manned two wheeled vehicle driven by an intelligent computer driven by a human being, wherein the two wheels are electrically powered and horizontally arranged transversely. The purpose of the invention is to introduce a dual purpose self balancing two wheeled vehicle for sitting and lowering, which has a folding chair, a night running lighting device, an anti dumping mechanism and a concise control system. It is a kind of standing and sitting dual-purpose two wheeled vehicles, including: two independently controlled by micro computer processing system and control lateral arrangement without coaxial connection with the wheels, the wheels are fixed on a transverse axle around a rotational freedom manned pedal; one is used to control the wheel work the computer control system, which comprises a gravity sensor, angle sensor, attitude sensor and balance module composed of control of the vehicle, the wheel speed sensor and power drive module, control loop, feedback loop, central control unit CPU, power amplifier, power supply; a tilt sensor for fixing the pedal on a manned; manual execution grasp the leading vehicle turning steering switch; a fixed on the steering control screen man-machine interface operation of the vehicle on the tap running; The invention solves the traditional self balancing two wheeled vehicle because of standing driving fatigue not suitable for long-distance running and healthy people and the disabled and infirm both technical problems.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交通工具，更具体地说是一种由人驾驶的智能化电脑控制的载人两轮交通工具，其两个车轮是电动的并且是水平横向布置的。
技术介绍
最早的相关研究在1987年，由东京电信大学自动化系的山藤一雄教授提出类似的设计思想，并在1996年日本通过了相似的专利申请。1995年美国著名专利技术家Dean Kamen开始研制segway，直到2001年12月这项新专利技术才被公布出来。2003年3月正式在美国市场上市，被认为是一种极好的健身工具和未来的汽车替代品。已应用于邮政系统、警察局、大商场、公园、仓库、办公室、企业、大学和政府机构现有的自平衡两轮车其控制系统相当昂贵复杂，而且由于只能站立行驶，不适合身残体弱者使用。因此，设计出一种能用坐立两种姿态进行驾驶操作的控制系统相对来说更加简单而成本更低的智能化电脑控制自平衡两轮车是一种社会的需要，然而这种车辆目前还没有。现有技术中的自平衡两轮车还缺少夜间使用的照明工具。立坐两用式自平衡两轮车是一种两轮左右平行布置的单人电动车，像传统的倒立摆一样，本身是一个自然不稳定体，必须施加强有力的控制手段才能使之稳定。作为一个被控对象，它又相当复杂，是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性的系统。行为与火箭飞行以及两足机器人行走有很大的相似性。推出一种残障者在有人陪同下可自由外出“行走”的代步工具是社会的需要。实现残障人能上下楼梯那更是令人鼓舞的大好事。
技术实现思路
本专利技术的目的是要推出一种立坐两用自平衡两轮车，它有可折叠的坐椅，有可夜间行驶的照明设备，有防倾倒机构和简明扼要的控制系统。本专利技术解决了传统自平衡两轮车因站立驾驶疲劳不适合远距离行驶及健康人和身残体弱者两者兼用的技术上的问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种立坐两用自平衡两轮车，它包括有1)两个分别独立受控于计算机微处理系统控制并且横向布置而不同轴连接的轮子，所述的轮子通过减速齿轮系与各自属于自己的电机相连接，所述的车轮被横向固定在一个绕车轴有转动自由度的载人踏板上，它与所述的载人踏板相互固定连接成为一个整体；2)一个用于控制所述轮子工作的操纵控制计算机系统，它包括有重力传感器，倾角传感器，姿态传感器等共同组成控制车体的平衡模块，车轮速度传感器和左右动力驱动模块，控制环路，反馈环路，中央控制单元CPU，功率放大器，电源；3)所述的载人踏板上固定有倾角传感器，所述的倾角传感器反映的是以铅为基准的踏板或立杆相对于铅垂线所成的动态变化的几何夹角；4)一个可手动把握龙头执行车辆转弯的转向开关；5)一个固定在转向龙头上的操作车辆行驶的人机界面控制屏； 6)一个与踏板相连接的采用可锁定铰接的并且顶端带有可操纵转向的龙头的立杆。载人踏板的左右两侧有用于接纳左右两轮轮轴的轮壳，踏板通过悬挂装置与两个车轮相互连接，左右两轮的驱动装置包含有分别属于自己一个驱动电机，它通过与电机同轴的小齿轮传动到宝塔齿轮，最后再由宝塔齿轮将动力转动到固定在车轮内圈上的一个大直径的内齿轮上。所述的载人踏板上布置有可伸缩抽拉并定位固定的插入式电池板以及电脑控制系统和各类传感器。这样载人踏板的空间得以合理利用。控制立柱上可以装有可折叠收起和展开使用的座椅。这对残障者有重要的作用，当然健康者也可以使用作坐式驾驶。座椅被配置在所述的控制立柱上并按预定的位置状态锁定椅子。座椅下有一根撑杆，它的上下两端均有其旋转角度可锁定的铰接点，控制立柱除了在其头尾两端有其旋转角度可锁定的铰接点以外，其在头尾两端之间的位置上还有一个与座椅撑杆相互铰接的连接点，立柱通过其最下面的一个铰支点与载人踏板形成可锁定的铰接，铰支点是通过与载人踏板相互垂直固定的两块壳板及相应的横销构成，在每一块立板上开有供销子滑动的弧形槽。所述的车体上配有供乘坐者遮风挡雨的罩蓬。。有固定与龙头上的两根前撑竿和固定与坐椅上的两根后撑竿为其提供支撑。立杆可以有上下两段通过其中间的铰接点连接一体。所述的转向开关是通过带车把的龙头转动来实现开关动作进行控制和操作车辆的向开关它包含有霍尔传感元件和相互作用的磁块，其信号输出的强度与龙头的转动角速度正比率。所述的转向开关是安装在立杆上或立杆与龙头过渡的连接处。所述的转向开关也可以安装在龙头的把手上。在车体的把手转向开关上设有二个霍尔元件，分别控制二只车轮的转速，通过车身把手的转动带动安装在把手上磁体的转动，电子转向控制开关能把得到不同的转向(速度和加速度度)信号送入操纵控制计算机，操纵控制计算机接收到的电子转向控制开关传感到的信号进行运算后输出控制信号，在操纵控制计算机的控制下车体二只轮子分别能作出相同和不同的转速的转动，作出直行、左右、大小转弯、快速度转向和慢速度转弯等动作。电子转向控制开关是一种基于霍尔效应的磁传感器——霍尔线性器件，这种材料它在和磁性材料侧移通过和接近时，它将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，在本机动车中转变成电量来被操纵控制计算机进行检测和控制。电子转向控制开关，在转向时输出电压与龙头的转动角速度成线性的变化，其输出电量和加在霍尔元件上的磁感强度成比例，转向的的时间短(快速)，它的输出电压在瞬间的电量变化很大，转向开关磁感强度过渡时间长(慢速)，转向开关输出的电量至额定的电压经历有一个变化的过程，电量的相对变化时间就长，采用这种这种材料的开关过去常应各种电子控制设备上。操纵控制计算机接收到的电子转向控制开关的信号进行运算后输出控制信号，能模拟人的力度和速度控制机动车进行机械的转向动作。本专利技术的立坐两用自平衡两轮车作为一个轮子的X-Y-Z三个方向的行动矢量都受到动态控制的。X是与地面相平行的坐标，Y是与铅垂线相一致的坐标，X-Y构成车轮的平面坐标，Z是与车轮平面相垂直正交的按右手定则的以四个手指的方向代表车轮的旋转方向，以大拇指的方向代表轴旋转矢量的方向的坐标。操纵和控制所述的两个轮子工作的是两个完全对称的驱动模块和控制模块。为了安全起见在载人踏板上安装有防倾倒装置，它是一个与所述载人踏板相固接的弹性伸缩杆，与载人踏板斜交布置，伸缩杆末端带有滚轮。在需要时它弹出撑地为车辆提供自稳定的停车功能，不会发生倾倒。在载人踏板上安装有防倾倒装置，它们分别被布置在载人踏板的前方和/或后方。它是一个与所述载人踏板相斜交连接的总成体，它包含有一个一端封闭另一端敞口的外筒体，其内可伸缩地包含有伸缩杆总成。伸缩杆总成包含有内筒，它是两端畅口的筒体，筒体内有弹簧，弹簧一端与外筒体的底面相抵，另一端与固定有滚轮的堵头相抵，外筒的柱面和内筒的柱面上都有一个定位孔，当两个定位孔对准位置时有一个锁销穿过这两个定位孔，此时弹簧被压缩，伸缩杆处于被收缩状态，伸缩杆末端带有用于搁地的滚轮此时被收起。锁销的插拔动作是受电磁阀控制的。当电磁阀作动时锁销被拔出，在弹簧的作用下滚轮被弹出着地。滚轮是通过销子和堵头支架被固定的，防倾翻的安全装置在机动车电池电力不足和意外情况时能即时驱动电磁锁定开关释放机构弹出的弹性伸缩杆前小轮和后小轮，防止一些特发事故以保证驾驶者的安全。绕车轴有转动自由度的载人踏板它通过悬挂装置与车轮相互连接固定。其平面所处的位置低于二个行动车轮轴心的中心线高度。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立坐两用式自平衡两轮车，它包括有：１）两个分别独立受控于计算机微处理系统控制并且横向布置而不同轴连接的轮子，所述的轮子通过减速齿轮系与各自属于自己的伺服电机相连接，所述的车轮被横向固定在一个绕车轴有转动自由度的载人踏板上，它与所 述的载人踏板相互固定连接成为一个整体；２）一个用于控制所述轮子工作的操纵控制计算机系统，它包括重力传感器，倾角传感器，姿态传感器等共同组成控制车体的平衡模块，车轮转速传感器、左右动力驱动模块，控制环路，反馈环路，中央控制单元ＣＰＵ， 功率放大器，电源；３）所述的载人踏板上固定有倾角传感器，所述的倾角传感器反映的是以铅垂线为基准的踏板或立杆相对于铅垂线所成的动态变化的几何夹角；４）一个可手动把握龙头执行车辆转弯的转向开关；５）一个固定在转向龙头上的 操作车辆行驶的人机界面控制屏；６）一个与载人踏板相连接的采用可锁定铰接的并且顶端带有可操纵转向的龙头的立杆；７）控制立柱上装有可折叠收起和展开使用的座椅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈养彬，郭启寅，郑远聪，
申请(专利权)人：宁波GQY视讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]