專利名稱：一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，確切地說，涉及一種由人駕駛的智能化控制載人兩輪交通工具，屬于陸地交通工具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自行車是中國乃至全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種普及交通工具或健身器材。自從 1818年,德國人德萊斯(Baron Karl von Drais)在法國巴黎發(fā)明了帶車把的木制兩輪自行車以來，自行車給人類生活帶來了極大的便利，同時，人們也在使用過程中，對其進行不斷的改進。例如，電動自行車就是利用電力全部或部分地替代人的動力，以節(jié)省騎行人的體力。但是，人們的愿望遠遠不能滿足。近年來，對于能夠自主行駛的自行車的研究已經(jīng)相當廣泛和深入，人們期望研制和生產(chǎn)一種能夠自主保持平衡，甚至通過GPS實現(xiàn)自主駕駛的電動自行車，以便替代汽車，緩解日趨惡化的都市交通，還能夠?qū)崿F(xiàn)低碳環(huán)保。另一方面，近年來一種名為Segway的兩輪小車涌現(xiàn)出來，并在許多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。Segway早先源于1987年東京電信大學自動化系的山騰一雄教授提出的設(shè)計思想。1995 年美國發(fā)明家Dean Kamen就開始研制Segway,直到2001年12月才公布了這項新發(fā)明成果。并于2003年3月在美國市場正式上市，并被認為是一種極好的健身工具和未來汽車的替代品。上述兩種設(shè)備都屬于交通工具，雖然其外形差異很大，但是其結(jié)構(gòu)有很多相似的地方，例如它們都有兩個車輪，又如它們自身都是一種自然不穩(wěn)定，需要是加強有力控制手段才能穩(wěn)定的系統(tǒng)。為了表述方便，現(xiàn)對兩輪車做以下定義兩個車輪中心連線的方向為車身的縱向， 在同一水平面內(nèi)，與之相垂直的方向為車身的橫向，通過前面描述，不難看出上述兩種兩輪車的最大區(qū)別是行駛方向與車身方向的不同，前者行駛方向為沿著車身的縱向，后者則是沿著車身的橫向。由于結(jié)構(gòu)和功能的限制，這兩種兩輪車都是只能沿著特定方向運動，大大限制了兩輪車的運動靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，本發(fā)明兩輪車依靠電力驅(qū)動，通過其改進的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新的控制電路，使得該兩輪車既能沿著車身的縱向前進，也能沿著車身的橫向前進，并在行駛過程中能夠隨意實現(xiàn)兩個狀態(tài)間的切換。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于該兩輪車的整體呈對稱結(jié)構(gòu)，設(shè)有車身裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)把裝置和電控裝置四個組成部件， 其中，車身裝置整體呈U型下凹狀，由兩側(cè)對稱的、用于供駕駛員遠距離駕駛時乘坐休息的車座與中間位置較低的、供駕駛員站立駕駛的載人踏板、以及將車座與踏板固接為一體的立板所組成；其中車座與載人踏板都是中空箱體，車座箱體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置，踏板箱體內(nèi)設(shè)有電控裝置；驅(qū)動裝置是由兩個垂直于車身并位于車身縱向中線上的輪架，兩個分別鉸接于該兩個輪架下方、并繞其固設(shè)于輪架的輪軸轉(zhuǎn)動的車輪，為該兩個輪架和兩個車輪分別提供動力和受控于電控裝置的四個驅(qū)動電機，以及傳動齒輪和蓄電池所組成；轉(zhuǎn)把裝置是由位于踏板中心的轉(zhuǎn)把底座、轉(zhuǎn)把、卷彈簧以及轉(zhuǎn)把電機所組成，并在轉(zhuǎn)把上方設(shè)有操控車輛行駛的主控面板；電控裝置是由包括數(shù)字信號處理DSP芯片的主控電路與分別位于各個檢測部位的包括傾角、角度和速度的多個不同傳感器及其控制電路，以及電控電源所組成，用于控制驅(qū)動裝置和轉(zhuǎn)把裝置的五個電機的運轉(zhuǎn)，進而控制該兩輪車的行駛。所述驅(qū)動裝置中的輪架通過其上方的輪架套鉸接于車座箱體底板，以便能夠環(huán)繞垂直于該底板的固定軸自由轉(zhuǎn)動；固裝在該底板上的輪架轉(zhuǎn)向電機通過傳動齒輪驅(qū)動輪架及其輪軸上的車輪一起沿著該固定軸轉(zhuǎn)動，固裝在輪架上的車輪電機通過其輸出軸齒輪以及車輪輪圈內(nèi)側(cè)周邊的內(nèi)齒輪帶動車輪轉(zhuǎn)動；輪架轉(zhuǎn)向電機和車輪電機的驅(qū)動器都固裝于輪架轉(zhuǎn)向電機下方的底板，以節(jié)約空間；為驅(qū)動裝置提供動力的蓄電池固裝在車座箱體底板上。所述轉(zhuǎn)把裝置中的轉(zhuǎn)把電機固裝于踏板下側(cè)的中心，其轉(zhuǎn)軸通過螺栓與踏板上方的轉(zhuǎn)把底座緊固為一體；轉(zhuǎn)把底座與其上方的轉(zhuǎn)把藉由卷彈簧實現(xiàn)鉸接，轉(zhuǎn)把電機驅(qū)動轉(zhuǎn)把底座，再通過卷彈簧帶動轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)把朝向車輪前進方向；或者手動操作轉(zhuǎn)把，再由轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器測量轉(zhuǎn)把與其底座之間的相對角度，即轉(zhuǎn)把與前進方向的角度，并將該參數(shù)上傳電控裝置；電控裝置根據(jù)該參數(shù)計算獲得兩個輪架與其車輪的轉(zhuǎn)彎信號，再下達給驅(qū)動裝置，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)把頂端設(shè)有主控面板，以供駕駛員通過該主控面板掌握其行駛狀況和及時下達相應(yīng)指令。所述電控裝置中的傳感器包括分別檢測兩個輪架轉(zhuǎn)向與角度的輪架轉(zhuǎn)角傳感器，分別檢測兩個車輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，檢測轉(zhuǎn)把相對于轉(zhuǎn)把底座的轉(zhuǎn)向與角度的轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器，位于主控面板的中空箱體內(nèi)安裝的測量其行駛姿態(tài)和方向的傾角傳感器。所述輪架轉(zhuǎn)角傳感器和轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器分別通過其連接板固定在輪架套和轉(zhuǎn)把底座上，轉(zhuǎn)速傳感器固裝于輪架，該三種傳感器都是通過傳感器齒輪檢測各自的輪架、轉(zhuǎn)把和車輪轉(zhuǎn)動的方向、角度和轉(zhuǎn)速。所述兩輪車橫向行駛時，通過輪架轉(zhuǎn)向電機及其傳動齒輪鎖定兩個輪架、即兩個車輪的前進方向垂直于車身的縱向中心線；此時，傾角傳感器檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制兩個車輪電機驅(qū)動兩個車輪轉(zhuǎn)動，使該兩輪車以設(shè)定速度橫向前行。所述兩輪車縱向行駛時，通過輪架轉(zhuǎn)向電機及其傳動齒輪驅(qū)動兩個輪架、即兩個車輪的前進方向與車身的縱向中心線相重疊，即先確定其行進方向；然后，鎖定后輪輪架轉(zhuǎn)向電機，此時，傾角傳感器檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制前輪輪架轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動前輪輪架擺動，以使該兩輪車能隨時調(diào)整前行方向，自動維持穩(wěn)定行駛；電控裝置還控制兩個車輪電機同時或單獨工作而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，使該兩輪車縱向前行。所述兩輪車在轉(zhuǎn)彎時，電控裝置先接收轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器檢測到的轉(zhuǎn)彎請求信號或來自主控面板的轉(zhuǎn)彎請求信號，若此時處于縱向行駛狀態(tài)時，則將轉(zhuǎn)彎指令下達給前輪架轉(zhuǎn)向電機，驅(qū)動前輪架轉(zhuǎn)過設(shè)定角度而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；若此時處于橫向行駛狀態(tài)時，則電控裝置根據(jù)該轉(zhuǎn)彎請求信號計算得出兩個車輪的速差，同時發(fā)出相應(yīng)指令，控制兩個車輪差速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。所述兩輪車在縱向與橫向的兩種行駛狀態(tài)之間進行互相轉(zhuǎn)換時，電控裝置根據(jù)駕駛?cè)藛T從主控面板發(fā)出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，控制兩個輪架電機驅(qū)動兩個輪架保持彼此平行地同速轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，完成行駛狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；且在轉(zhuǎn)換過程中，電控裝置運算并控制兩個車輪電機轉(zhuǎn)動，以維持車體平衡并繼續(xù)向前行駛。本發(fā)明變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車的特點是使用數(shù)字信號處理和計算機控制技術(shù)來控制多個驅(qū)動電機，并通過配套軟、硬件實現(xiàn)了多模式控制。不同于現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)兩輪車， 本發(fā)明兩輪車的結(jié)構(gòu)有重大改進，能夠向前、后、左、右四個方向行駛，并在行駛過程中能隨意切換行駛方向；從而在保留原有兩輪車優(yōu)點的同時，大大彌補了其行駛方向單一的缺陷， 而且，本發(fā)明兩輪車的功能多，操作靈活，行駛方便。


圖I是本發(fā)明變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車整體組成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明兩輪車的車身裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖3是本發(fā)明兩輪車的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)組成正視圖。
圖4是本發(fā)明兩輪車的驅(qū)動裝置的上視圖。
圖5是本發(fā)明兩輪車車把裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
圖6是本發(fā)明兩輪車在橫向行駛狀態(tài)下的示意圖。
圖7是本發(fā)明兩輪車在縱向行駛狀態(tài)下的示意圖。
圖8是本發(fā)明兩輪車在兩種行駛狀態(tài)間進行切換時的正視圖。
圖9是本發(fā)明兩輪車在兩種行駛狀態(tài)間切換時的上視圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
參見圖I 圖9，介紹本發(fā)明變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車的結(jié)構(gòu)組成該兩輪車整體呈對稱結(jié)構(gòu)，設(shè)有四個組成部件車身裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)把裝置和電控裝置，下面分別說明之
車身裝置整體呈U型下凹狀(參見圖2)，由兩側(cè)對稱的、用于供駕駛員遠距離駕駛
時乘坐休息的車座2與中間位置較低的、供駕駛員站立駕駛的載人踏板3、以及將車座2與踏板3固接為一體的立板4所組成；其中車座2與載人踏板3都是中空箱體，車座2箱體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置，踏板3箱體內(nèi)設(shè)有電控裝置。參見圖3和圖4，介紹為兩輪車的前進及轉(zhuǎn)向提供動力的驅(qū)動裝置的構(gòu)組成包括兩個垂直于車座2并位于車座2縱向中線上的輪架6，兩個分別鉸接于該兩個輪架6下方、 并繞其固設(shè)于輪架6的輪軸15轉(zhuǎn)動的車輪14，為該兩個輪架6和兩個車輪14分別提供動力和受控于電控裝置的四個驅(qū)動電機(輪架轉(zhuǎn)向電機8和車輪電機18)，以及輪架傳動齒輪
10、車輪傳動齒輪17和蓄電池22所組成。其中輪架套7固定在車座2的箱體底板5上，兩個輪架6分別通過其上方的輪架套7鉸接于車座2箱體底板5，以使其能環(huán)繞垂直于該底板 5的固定軸自由轉(zhuǎn)動。輪架轉(zhuǎn)向電機8通過其固定立柱9固裝在該底板5上，其轉(zhuǎn)軸通過輪架傳動齒輪10驅(qū)動輪架6及其輪軸15上的車輪14 一起沿著該固定軸轉(zhuǎn)動。車輪電機16 固裝在輪架6上，并通過車輪傳動齒輪17以及車輪14輪圈內(nèi)側(cè)周邊的內(nèi)齒輪帶動車輪14 轉(zhuǎn)動。輪架轉(zhuǎn)向電機8和車輪電機14的驅(qū)動器21都固裝于輪架轉(zhuǎn)向電機8下方的底板， 以節(jié)約空間；為驅(qū)動裝置各個零部件提供動力的蓄電池22固裝在車座2的箱體底板5上。 上述輪架套7、輪架轉(zhuǎn)向電機8與其固定立柱9、輪架轉(zhuǎn)向齒輪10和輪架轉(zhuǎn)角傳感器11與其連接板12和傳動齒輪13、驅(qū)動器21和電池組22均布置在車座2下方的箱體內(nèi)。圖4表明該驅(qū)動裝置位于車身的縱向中線上。參見圖5，介紹轉(zhuǎn)把裝置的結(jié)構(gòu)組成由位于踏板3中心的轉(zhuǎn)把底座24、轉(zhuǎn)把29、 卷彈簧25以及轉(zhuǎn)把電機23所組成，并在轉(zhuǎn)把29上方設(shè)有操控車輛行駛的主控面板30。該轉(zhuǎn)把裝置中的轉(zhuǎn)把電機23固裝于踏板3下側(cè)的中心，其轉(zhuǎn)軸通過螺栓與踏板3上方的轉(zhuǎn)把底座24緊固為一體。轉(zhuǎn)把底座24與其上方的轉(zhuǎn)把29藉由卷彈簧25實現(xiàn)鉸接，轉(zhuǎn)把電機 23驅(qū)動轉(zhuǎn)把底座24，再通過卷彈簧25帶動轉(zhuǎn)把29轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)把29朝向車輪前進方向； 或者手動操作轉(zhuǎn)把29，再由轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器26 (其藉由連接板27固定于轉(zhuǎn)把29的底部) 通過轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器齒輪28測量轉(zhuǎn)把29與其底座24之間的相對角度，即轉(zhuǎn)把29與前進方向的角度，并將該參數(shù)上傳電控裝置。電控裝置根據(jù)該參數(shù)計算獲得兩個輪架6與其車輪14的轉(zhuǎn)彎信號，再下達給驅(qū)動裝置，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)把29頂端設(shè)有供駕駛員通過其掌握車輛行駛狀況和及時下達相應(yīng)指令的主控面板30。電控裝置是由包括數(shù)字信號處理DSP芯片的主控電路與分別位于各個檢測部位的包括傾角、角度和速度的多個不同傳感器及其控制電路，以及電控電源所組成，用于控制驅(qū)動裝置和轉(zhuǎn)把裝置的五個電機的運轉(zhuǎn)，進而控制該兩輪車的行駛。其中的傳感器包括分別檢測兩個輪架6轉(zhuǎn)向與角度的輪架轉(zhuǎn)角傳感器11，分別檢測兩個車輪14轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器18，檢測轉(zhuǎn)把29相對于轉(zhuǎn)把底24座的轉(zhuǎn)向與角度的轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器26，以及位于主控面板30的中空箱體內(nèi)安裝的測量其行駛姿態(tài)和方向的傾角傳感器31。輪架轉(zhuǎn)角傳感器11 通過其連接板12固定在輪架套7上，并通過其傳動齒輪13測量輪架6轉(zhuǎn)動的方向和角度。 轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器26通過其連接板27固定于轉(zhuǎn)把29的底部，也是通過其傳動齒輪28測量轉(zhuǎn)把29相對于轉(zhuǎn)把底座24轉(zhuǎn)動的方向和角度。車輪轉(zhuǎn)速傳感器18通過其連接板19固定于輪架6，并通過傳動齒輪20測量車輪14的轉(zhuǎn)動速度。由于本發(fā)明兩輪車結(jié)構(gòu)對稱，當其向前、后、左、右四個方向前進時，所述的前輪， 后輪僅是針對前進方向而描述的，車輪本身沒有結(jié)構(gòu)上的差異。參見圖6，介紹本發(fā)明兩輪車在橫向行駛狀態(tài)下的示意圖。此時，通過輪架轉(zhuǎn)向電機8及其傳動齒輪10鎖定兩個輪架6、即兩個車輪14的前進方向垂直于車身的縱向中心線；此時，傾角傳感器31檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制兩個車輪電機16驅(qū)動兩個車輪14轉(zhuǎn)動,使該兩輪車以設(shè)定速度橫向前行。參見圖7，介紹本發(fā)明兩輪車在縱向行駛狀態(tài)下的示意圖。此時，通過輪架轉(zhuǎn)向電機8及其傳動齒輪10驅(qū)動兩個輪架6、即兩個車輪14的前進方向與車身的縱向中心線相重疊，即先確定其行進方向；然后，鎖定后輪14的輪架轉(zhuǎn)向電機8，此時，傾角傳感器31檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制前輪輪架轉(zhuǎn)向電機8驅(qū)動前輪輪架6擺動，使該兩輪車能隨時調(diào)整前行方向，自動維持穩(wěn)定行駛；電控裝置還控制兩個車輪電機16同時或單獨工作而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，使該兩輪車縱向前行。
參見圖8和圖9，介紹本發(fā)明兩輪車在兩種行駛狀態(tài)間切換時的正視圖和上視圖。 兩輪車在縱向與橫向的兩種行駛狀態(tài)之間進行互相轉(zhuǎn)換時，電控裝置根據(jù)駕駛?cè)藛T從主控面板30發(fā)出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，控制兩個輪架電機8驅(qū)動兩個輪架6保持彼此平行地同速轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，完成行駛狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；且在轉(zhuǎn)換過程中，電控裝置運算并控制兩個車輪電機 16轉(zhuǎn)動，以維持車體平衡并繼續(xù)向前行駛。此時，通過輪架轉(zhuǎn)角傳感器11的反饋控制，保證在任何時刻，兩個車輪14都處于平行狀態(tài)，并通過轉(zhuǎn)把電機23與其底座24，以及卷彈簧 25，使得轉(zhuǎn)把29也隨著兩個輪架6轉(zhuǎn)動，保持轉(zhuǎn)把29處于自然狀態(tài)下始終垂直于車輪14 所在平面，直至檢測到變換結(jié)束。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于該兩輪車的整體呈對稱結(jié)構(gòu)，設(shè)有車身裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)把裝置和電控裝置四個組成部件，其中，車身裝置整體呈U型下凹狀，由兩側(cè)對稱的、用于供駕駛員遠距離駕駛時乘坐休息的車座與中間位置較低的、供駕駛員站立駕駛的載人踏板、以及將車座與踏板固接為一體的立板所組成；其中車座與載人踏板都是中空箱體，車座箱體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動裝置，踏板箱體內(nèi)設(shè)有電控裝置；驅(qū)動裝置是由兩個垂直于車身并位于車身縱向中線上的輪架，兩個分別鉸接于該兩個輪架下方、并繞其固設(shè)于輪架的輪軸轉(zhuǎn)動的車輪，為該兩個輪架和兩個車輪分別提供動力和受控于電控裝置的四個驅(qū)動電機，以及傳動齒輪和蓄電池所組成；轉(zhuǎn)把裝置是由位于踏板中心的轉(zhuǎn)把底座、轉(zhuǎn)把、卷彈簧以及轉(zhuǎn)把電機所組成，并在轉(zhuǎn)把上方設(shè)有操控車輛行駛的主控面板；電控裝置是由包括數(shù)字信號處理DSP芯片的主控電路與分別位于各個檢測部位的包括傾角、角度和速度的多個不同傳感器及其控制電路，以及電控電源所組成，用于控制驅(qū)動裝置和轉(zhuǎn)把裝置的五個電機的運轉(zhuǎn)，進而控制該兩輪車的行駛。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述驅(qū)動裝置中的輪架通過其上方的輪架套鉸接于車座箱體底板，以便能夠環(huán)繞垂直于該底板的固定軸自由轉(zhuǎn)動；固裝在該底板上的輪架轉(zhuǎn)向電機通過傳動齒輪驅(qū)動輪架及其輪軸上的車輪一起沿著該固定軸轉(zhuǎn)動，固裝在輪架上的車輪電機通過其輸出軸齒輪以及車輪輪圈內(nèi)側(cè)周邊的內(nèi)齒輪帶動車輪轉(zhuǎn)動；輪架轉(zhuǎn)向電機和車輪電機的驅(qū)動器都固裝于輪架轉(zhuǎn)向電機下方的底板，以節(jié)約空間；為驅(qū)動裝置提供動力的蓄電池固裝在車座箱體底板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述轉(zhuǎn)把裝置中的轉(zhuǎn)把電機固裝于踏板下側(cè)的中心，其轉(zhuǎn)軸通過螺栓與踏板上方的轉(zhuǎn)把底座緊固為一體；轉(zhuǎn)把底座與其上方的轉(zhuǎn)把藉由卷彈簧實現(xiàn)鉸接，轉(zhuǎn)把電機驅(qū)動轉(zhuǎn)把底座，再通過卷彈簧帶動轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)把朝向車輪前進方向；或者手動操作轉(zhuǎn)把，再由轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器測量轉(zhuǎn)把與其底座之間的相對角度，即轉(zhuǎn)把與前進方向的角度，并將該參數(shù)上傳電控裝置；電控裝置根據(jù)該參數(shù)計算獲得兩個輪架與其車輪的轉(zhuǎn)彎信號，再下達給驅(qū)動裝置，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)把頂端設(shè)有主控面板，以供駕駛員通過該主控面板掌握其行駛狀況和及時下達相應(yīng)指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述電控裝置中的傳感器包括分別檢測兩個輪架轉(zhuǎn)向與角度的輪架轉(zhuǎn)角傳感器，分別檢測兩個車輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，檢測轉(zhuǎn)把相對于轉(zhuǎn)把底座的轉(zhuǎn)向與角度的轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器，位于主控面板的中空箱體內(nèi)安裝的測量其行駛姿態(tài)和方向的傾角傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述輪架轉(zhuǎn)角傳感器和轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器分別通過其連接板固定在輪架套和轉(zhuǎn)把底座上，轉(zhuǎn)速傳感器固裝于輪架， 該三種傳感器都是通過傳感器齒輪檢測各自的輪架、轉(zhuǎn)把和車輪轉(zhuǎn)動的方向、角度和轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述兩輪車橫向行駛時， 通過輪架轉(zhuǎn)向電機及其傳動齒輪鎖定兩個輪架、即兩個車輪的前進方向垂直于車身的縱向中心線；此時，傾角傳感器檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制兩個車輪電機驅(qū)動兩個車輪轉(zhuǎn)動，使該兩輪車以設(shè)定速度橫向前行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述兩輪車縱向行駛時，通過輪架轉(zhuǎn)向電機及其傳動齒輪驅(qū)動兩個輪架、即兩個車輪的前進方向與車身的縱向中心線相重疊，即先確定其行進方向；然后，鎖定后輪輪架轉(zhuǎn)向電機，此時，傾角傳感器檢測車身姿態(tài)，電控裝置運算并控制前輪輪架轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動前輪輪架擺動，以使該兩輪車能隨時調(diào)整前行方向，自動維持穩(wěn)定行駛；電控裝置還控制兩個車輪電機同時或單獨工作而驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，使該兩輪車縱向前行。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述兩輪車在轉(zhuǎn)彎時，電控裝置先接收轉(zhuǎn)把轉(zhuǎn)角傳感器檢測到的轉(zhuǎn)彎請求信號或來自主控面板的轉(zhuǎn)彎請求信號，若此時處于縱向行駛狀態(tài)時，則將轉(zhuǎn)彎指令下達給前輪架轉(zhuǎn)向電機，驅(qū)動前輪架轉(zhuǎn)過設(shè)定角度而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；若此時處于橫向行駛狀態(tài)時，則電控裝置根據(jù)該轉(zhuǎn)彎請求信號計算得出兩個車輪的速差，同時發(fā)出相應(yīng)指令，控制兩個車輪差速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其特征在于所述兩輪車在縱向與橫向的兩種行駛狀態(tài)之間進行互相轉(zhuǎn)換時，電控裝置根據(jù)駕駛?cè)藛T從主控面板發(fā)出的狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號，控制兩個輪架電機驅(qū)動兩個輪架保持彼此平行地同速轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，完成行駛狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；且在轉(zhuǎn)換過程中，電控裝置運算并控制兩個車輪電機轉(zhuǎn)動，以維持車體平衡并繼續(xù)向前行駛。
全文摘要
一種變結(jié)構(gòu)自平衡兩輪車，其整體呈對稱結(jié)構(gòu)，設(shè)有車身裝置、驅(qū)動裝置、轉(zhuǎn)把裝置和電控裝置四個組成部件，車身裝置由兩側(cè)對稱的車座與中間位置較低的載人踏板、以及將其固接為一體的立板組成。車座與踏板都是中空箱體，分別裝有驅(qū)動裝置和電控裝置。驅(qū)動裝置由兩個輪架與車輪，為輪架和車輪分別提供動力和受控于電控裝置的四個驅(qū)動電機與其傳動齒輪和蓄電池組成。轉(zhuǎn)把裝置由轉(zhuǎn)把底座、轉(zhuǎn)把、卷彈簧和轉(zhuǎn)把電機與主控面板組成，電控裝置由主控電路與多個不同傳感器及其控制電路和電控電源組成。其特點是用計算機和數(shù)字技術(shù)控制多個驅(qū)動電機，能向前、后、左、右四個方向行駛，并在行駛過程中能切換行駛方向；功能多，操作靈活，行駛方便。
文檔編號B62M7/12GK102582738SQ201110392828
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者孟祥珺, 郭磊, 魏世民 申請人:北京郵電大學