專利名稱：一種智能自平衡多輪電動車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配備姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計)，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，和電動傳動系統(tǒng)的智能微型多輪(三輪以上)平臺系統(tǒng)，能夠行駛在不同路面和上下臺階，用于代步和運送貨物。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)代城市的公共交通系統(tǒng)主要由地鐵，公交車，有軌或無軌電車，出租車等，以及城市間飛機，鉄路，公共汽車等組成，這些公共交通工具共同的缺陷是站與站之間需要歩行，特別是在攜帯行李的情況下，乘客步行比較辛苦，需要一種微型的代步工具來代替步行和幫助運送行李，并且能夠進入車站，機場，超市，旅游景點等公共場合，以提高交通效率，提高人民生活質(zhì)量。目前電動車使用較多，但存在速度較快，易發(fā)生交通事故，不環(huán)保等缺點。類似于兒童車，老年人四輪車等的交通工具只能在較平穩(wěn)的路面上行駛，不能在崎嶇路面上行駛，不能上下臺階等，因而受到較多限制。另外，普通電動車耗電量較大，因此不能用太陽能板充電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是，提供一種能夠智能自平衡的三輪，四輪，或更多輪的可折疊的環(huán)保型微型電動車，能夠在公路和崎嶇路面上行駛，能夠上下臺階，能夠代步或運送貨物，解決上述現(xiàn)有公共交通系統(tǒng)存在的問題，為高效率交通和提高生活質(zhì)量做出貢獻。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是在一個電動驅(qū)動的微型平臺上安裝有姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計)，中央控制單元MCU，和平衡伺服系統(tǒng)，當(dāng)姿態(tài)傳感器檢測到平臺有傾斜吋，發(fā)送傾斜角信號到中央控制單元MCU，該MCU計算需要將平臺恢復(fù)水平的平衡伺服系統(tǒng)的位置和伸縮量，驅(qū)動相應(yīng)的平衡伺服系統(tǒng)伸縮，使平臺恢復(fù)水平。本發(fā)明的有益效果是能夠低成本地滿足城市中需要代步和運送貨物的需要，更好地推廣公共交通，無污染，乘客舒適等，同時由于本發(fā)明所需電量較少，可以用太陽能板充電，即可以在行駛或停放時使用太陽能板充電，因此更加環(huán)保和低能耗。


在所附的圖中，以非限制性的舉例形式，說明本發(fā)明的一個實施例，隨后，在詳細的描述中，較清楚地顯示本發(fā)明的另外ー些特性和優(yōu)點。在所附的圖中
圖I是配備有智能自平衡系統(tǒng)的三輪電動車的示意側(cè)面透視圖。圖2是姿態(tài)傳感器，中央控制單元，和平衡伺服系統(tǒng)的示意電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是姿態(tài)傳感器，中央控制單元，和平衡伺服系統(tǒng)的示意電路圖。圖4是中央控制單元自適應(yīng)算法的計算機流程示意圖。圖5是便攜式太陽能充電器示意圖。
圖中I.站人或載物平臺，2.姿態(tài)傳感器，3.中央控制單元MCU，4.平衡伺服系統(tǒng)-電液伸縮桿，5.行駛驅(qū)動電機,6.驅(qū)動輪,7.導(dǎo)向輪,8.電池,9.地面，10.信號導(dǎo)線，
11.可伸縮可收起導(dǎo)向桿和扶手桿，12.把手及控制桿，13.速度控制把手，14.電源管理模塊，15.太陽能板，16.太陽能充電器電源線，17.太陽能充電器通用型插頭，18.太陽能充電器掛鉤，19.折疊后的太陽能充電器。
具體實施例方式參閱附圖I,載有一名乘客或貨物的電動機5驅(qū)動的平臺I在路面上行駛,當(dāng)?shù)孛?有坡度時，平臺I上的姿態(tài)傳感器2檢測到俯仰角或橫滾角，將角度信號經(jīng)導(dǎo)線10傳送至中央控制單元3，中央控制單元3經(jīng)計算后，控制相應(yīng)的平衡伺服系統(tǒng)4，即伸縮電液推桿，使平臺I恢復(fù)平衡和水平位置，以此種方式使平臺I無論在行駛狀態(tài)中還是靜止狀態(tài)下均使平臺保持水平和平穩(wěn)。參閱附圖2，中央控制單元MCU3的設(shè)計思路如下采用ー塊單獨的MCU板，設(shè)計了一套控制算法，動態(tài)控制平臺I的水平平衡；需采集的信號是兩軸角速度和角度(俯仰角和橫滾角)，控制ー組電動液壓桿4調(diào)節(jié)水平面。其具體電路示意圖參閱附圖3。參閱附圖4，其智能自適應(yīng)自平衡算法為
1.姿態(tài)傳感器2檢測到平臺I傾斜，獲得俯仰角和橫滾角角度量信號；
2.傾角信號傳送至中央控制單元MCU3;
3.判斷某個或某幾個電液伸縮桿4需要伸縮來使平臺恢復(fù)水平；
4.如果某個電液伸縮桿4已經(jīng)有過伸縮，則首先試圖將該伸縮桿恢復(fù)零伸出位置，判斷是否能夠使平臺I恢復(fù)水平位置；
5.中央控制單元MCU3輸出控制信號驅(qū)動電液伸縮桿4進行平衡平臺I的動作；
6.當(dāng)姿態(tài)傳感器2檢測到平臺I恢復(fù)水平后，傳送信號至中央控制單元3，中央控制單元3控制電液伸縮桿4停止動作。當(dāng)乘客站立在平臺上行駛時，手扶方向桿上方的扶把12，控制方向和通過速度控制把手13控制速度。因該電動車速度較慢，僅比人歩行速度稍快ー些，因此不用剎車系統(tǒng)，速度控制桿13具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能，松開速度控制把手13，速度控制桿13自動回到零速度位置，平臺I速度即降為0，使平臺I停止行駛。當(dāng)運送貨物或拖曳行李時，貨物或行李放在平臺I上，控制桿12可以放傾斜，人握把手13控制方向和速度，而不用用力拖拉。參閱附圖5，由于該電動車所需電量較少，可以用太陽能板充電，即可以在行駛或停放時使用太陽能板充電。本發(fā)明設(shè)計了ー種可折疊的太陽能充電器，方便隨身攜帯，可隨時為該電動車充電。同時，采用通用性插頭，如USB插頭，因此也可為手機等便攜設(shè)備充電。
權(quán)利要求
1.ー種智能自平衡多輪電動車系統(tǒng),它包括 配備有電動機驅(qū)動的智能自平衡結(jié)構(gòu)和平臺，用于代步或運送貨物； 由姿態(tài)傳感器，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)組成的智能自平衡系統(tǒng)使運動平臺保持水平和平穩(wěn)； 平衡算法能夠自適應(yīng)不同路況的路面，坡道，臺階等，使平臺無論在任何情況下均處于水平姿態(tài)； 具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能的速度控制桿； 可折疊式太陽能充電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種智能自平衡多輪電動車系統(tǒng)，其特征在于，配備有姿態(tài)傳感器，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，電動驅(qū)動系統(tǒng)，和方向速度控制系統(tǒng)，通過智能系統(tǒng)自平衡和自適應(yīng)不同路面，控制車輛的平穩(wěn)地行駛。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種自平衡和自適應(yīng)算法，其特征在于 當(dāng)姿態(tài)傳感器檢測到平臺傾斜時，由中央控制單元MCU計算需要動作的伺服系統(tǒng)，控制伺服系統(tǒng)動作使平臺恢復(fù)水平； 當(dāng)伺服系統(tǒng)原來有過動作時，首先使該伺服系統(tǒng)恢復(fù)零動作位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種速度控制桿具有回到零速度的弾性恢復(fù)功能，當(dāng)手離開速度控制桿時，速度控制桿自動回到零速度位置，使平臺停止行駛，而不需要剎車系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的ー種可折疊式太陽能充電器，方便隨身攜帯，可隨時給本電動車充電，無論在行駛中還是停放狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明包括一種配備姿態(tài)傳感器(陀螺儀和加速度計)，中央控制單元MCU，伺服系統(tǒng)，和電動傳動系統(tǒng)的智能微型多輪(三輪以上)平臺系統(tǒng)，該平臺在運動或靜止狀態(tài)時，通過姿態(tài)傳感器獲得平臺傾斜角度的信號，中央控制單元MCU計算需要調(diào)節(jié)的伺服系統(tǒng)位置，驅(qū)動伺服系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，使平臺恢復(fù)和保持水平性和平穩(wěn)，因而使該平臺在電動系統(tǒng)的驅(qū)動下平穩(wěn)地行駛在不同路況的地面上，能夠上下臺階，且能夠保持該平臺的水平，因而可以用于代步和運送貨物。本發(fā)明可采用本發(fā)明設(shè)計的彈性速度桿控制速度和便攜式太陽能充電器充電。
文檔編號B62K5/00GK102910235SQ20121036684
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者吳亞軍 申請人:北京龍德天地科技有限公司