球形陀螺调节的双轮自平衡车.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106882300A(43)申请公布日2017.06.23(21)申请号201710240054.9(22)申请日2017.04.13(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号(72)发明人庄未孙兵黄用华钟艳如黄美发孙永厚匡兵淮旭鸽钟永全(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人黄玮(51)Int.Cl.B62K3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称球形陀螺调节的双轮自平衡车(57)摘要本发明公开了一种球形陀螺调节的双轮自平衡车，安装于车前、后端的前、后车轮装置，所述前、后车轮装置均包括有车轮转向机构和车轮驱动机构，所述车架上设有车辆平衡装置，所述车辆平衡装置包括前、后球形陀螺机构，所述前、后球形陀螺机构均包括有球壳、于球壳上、下球面上分别圆周均布的三个全向轮组以及设于球壳内的陀螺仪，各全向轮组包括设于对应轮架上的至少三个与球面接触的全向轮，两两全向轮的转轴之间通过万向节连接，首、尾全向轮的转轴分别连接球壳电机和检测全向轮转速的增量式编码器。本发明可以实现原地定车平衡运动、直线平衡运动、转弯平衡运动及复杂曲线平衡运动，运动灵活，结构多变，稳定可靠。CN106882300ACN106882300A权利要求书1/1页1.球形陀螺调节的双轮自平衡车，包括安装于车架(1)前、后端的前、后车轮装置，所述前、后车轮装置均包括有车轮转向机构和车轮驱动机构，所述车架(1)上设有车辆平衡装置，其特征在于：所述车辆平衡装置包括前、后球形陀螺机构(9)，所述前、后球形陀螺机构均包括有球壳(2)、于球壳(2)上、下球面上分别圆周均布的三个全向轮组以及设于球壳(2)内的陀螺仪，各全向轮组包括设于对应轮架(4)上的至少三个与球面接触的全向轮(5)，两两全向轮(5)的转轴之间通过万向节(6)连接，首、尾全向轮(5)的转轴分别连接球壳电机(7)和检测全向轮(5)转速的增量式编码器(8)。2.根据权利要求1所述的球形陀螺调节的双轮自平衡车，其特征在于：所述车轮驱动机构包括车叉(10)和车轮(11)，所述车轮(11)于车叉(10)下部的左、右叉臂内安装，叉臂上设有驱动车轮(11)转动的行走电机(12)和检测车轮(11)转速的增量式编码器(8)。3.根据权利要求2所述的球形陀螺调节的双轮自平衡车，其特征在于：所述车轮转向机构包括固定架(13)、活动架(14)和轴座(15)，所述固定架(13)安装于车架(1)端头，所述活动架(14)通过前、后的转动机构(21)安装于固定架(13)内，所述轴座(15)通过左、右的转动机构(21)安装于活动架(14)内，所述车叉(10)上部的叉轴贯穿轴座(15)安装，所述轴座(15)上设有转动车叉(10)的转向电机(17)和检测车叉(10)转角的绝对式编码器(16)；所述固定架(13)上设有转动活动架(14)的左右倾电机(18)和检测活动架(14)转角的绝对式编码器(16)；所述活动架(14)上设有转动轴座(15)的前后倾电机(19)和检测轴座(15)转角的绝对式编码器(16)。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的球形陀螺调节的双轮自平衡车，其特征在于：所述陀螺仪包括陀螺转子(3)，所述陀螺转子(3)的上、下轴端通过轴承机构安装，陀螺转子(3)的一轴端连接陀螺电机(20)，另一轴端连接检测陀螺转子(3)转速的增量式编码器(8)。2CN106882300A说明书1/4页球形陀螺调节的双轮自平衡车技术领域[0001]本发明涉及平衡控制技术，具体为一种球形陀螺调节的双轮自平衡车。背景技术[0002]自平衡车是利用动态平衡原理控制车体前进和后退的高科技智能产品，其运行主要是建立在一种被称为“动态稳定”(DynamicStabilization)的基本原理上。目前，自平衡车多数以内置的精密固态陀螺仪(Solid-StateGyroscopes)来判断车身所处的姿势状态，通过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。[0003]控制力矩陀螺技术是应用于航天领域的一项技术，常用于卫星或航天器在空间的方向(姿态)调整，其实现方式是通过控制高速旋转的惯性飞轮系统的进动产生一定大小和方向的力矩，该力矩施加于所在的物体(如卫星)上，从而使物体的空间姿态或指向发生改变。[0004]LitMotorsC1是自平衡车技术和控制力矩陀螺技术的产物之一，在结构上同摩托车一样只有两个轮子，却和汽车一样有着全封闭的车身，并且能够一直保持直立状态。LitMotorsC1内置专利控制系统，在驾驶员的座椅下有两个转速为5000—12000r/m的机械陀螺装置，这两个陀螺装