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CN106240703B - 电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法 - Google Patents

电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法及其系统。它解决了现有电动平衡车开机无法自动平衡等技术问题。包括由两个脚踏座枢接而成的平衡车车体，脚踏座上分别设有轮毂电机，平衡车车体内设有控制电路，控制电路连接有设置在平衡车车体内且分别与轮毂电机相连的供电模块，控制电路与供电模块之间设有能使控制电路与供电模块连通且在控制电路作用下能使两个轮毂电机分别转动转动从而使两个脚踏座的倾角均与预设倾角保持一致从而使平衡车车体进行平衡状态的开机自平衡按钮。优点在于：自动化程度高，开机后自动实现两个脚踏座的平衡，玩法多样化，具有两者驾驶模式供使用者选择。

Description

电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法
技术领域
本发明属于电动车设备技术领域，尤其是涉及一种电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法。
背景技术
电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。其中，电动平衡扭扭车主要主要有两个能相互扭转的脚踏座组成，通过扭动脚踏座实现车体行进方向的改变，该种电动平衡扭扭车操控难度大，各个脚踏座无法自动调整重心，开机以后需要先通过用脚去踩踏其中一个脚踏座上面的压力传感器使单个脚踏座调整其姿态实现平衡，然后再去踩踏另外一个脚踏座实现其平衡状态，只有当两个脚踏座均处于平衡状态时使用者才能站立在脚踏座上，这样就使得现有电动平衡扭扭车操控极为不方便，且需要人为去实现各个脚踏座的平衡状态。
为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种自平衡两轮平衡车及控制方法[申请号：201610118977.2]，该自平衡两轮平衡车包括：左轮、右轮、横梁和移动平台，所述左轮和右轮分别连接在横梁的两端，并以横梁为轴进行转动，所述移动平台设置于横梁上方，所述横梁上设置有平衡驱动电机，用于带动移动平台前后移动以调整平衡车的重心，使平衡车自动平衡。
上述方案虽然在一定程度上缓解了现有电动平衡扭扭车无法自动调整重心的问题，但是由于该方案主要采用的是横向移动移动平台的方式来实现脚踏座的平衡，这样还是无法实现电动平衡扭扭车开机后自动使脚踏座实现平衡。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种操作方便，能实现脚踏座开机后自动平衡的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，本方法包括下述步骤 ：
A、当前状态与预设值对比：开启平衡车车体上的开机自平衡按钮，将供电模块与控制电路连通，控制电路分别检测当前平衡车车体的两个脚踏座当前的倾角并分别与两个脚踏座的预设倾角值进行对比；
B、平衡车车体姿态调整：控制电路分别根据各个脚踏座当前的倾角与该脚踏座预设倾角值对比结果分别控制与脚踏座相连的轮毂电机转动，轮毂电机带动平衡车车体各个脚踏座转动调整平衡车车体姿态；
C、平衡车车体保持平衡状态：控制电路不断地检测两个调整后的脚踏座的倾角并与该脚踏座预设倾角值进行对比，当其中一个脚踏座倾角达到预设倾角值时，控制电路控制与该脚踏座相连的轮毂电机停机，保持该脚踏座的平衡状态，剩余一个脚踏座继续调整姿态，直至剩余一个脚踏座的倾角均与该脚踏座预设倾角一致时，完成整个平衡车车体的平衡状态。
通过一键开机自平衡按钮在开启电动平衡扭扭车的同时使得控制电路自动检测各个脚踏座的倾角并分别驱动轮毂电机带动其转动直至两个脚踏座完全处于平衡状态。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，在步骤A中，按压开机自平衡按钮达到或未达到设定时间或设定次数，使得平衡车车体处于预设倾角值状态，控制电路分别记录当前两个脚踏座的倾角作为平衡车车体两个脚踏座的预设倾角值。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，本方法还包括以下步骤：
D、平衡车车体的第一行车状态：在完成步骤C后，按压开机自平衡按钮达到或未达到设定时间，使得平衡车车体处于第一行车状态，两个脚踏座中任意一个受力使该脚踏座倾斜时控制电路分别驱动与两个脚踏座相连的轮毂电机转动从而使平衡车车体执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态；
E、平衡车车体的第二行车状态：再次按压开机自平衡按钮达到或未达到设定时间，使得平衡车车体处于第二行车状态，两个脚踏座均受力发生倾斜时控制电路分别驱动与两个脚踏座相连的轮毂电机转动从而使平衡车车体执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
即这里的第一行车状态和第二行车状态作为两种玩法供使用者自由选择，当初学者可以选择第二行车状态，即只有当两个脚踏座同时受力时才能实现平衡车车体移动，这样保证了初学者的安全，熟练者可以选择第一行车状态，当任意一个脚踏座受力时平衡车车体即可执行移动，这样增加了驾驶乐趣。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的控制电路通过无线通讯方式连接有可移动控制装置，通过可移动控制装置上的控制键来控制平衡车车体执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，包括由两个脚踏座枢接而成的平衡车车体，所述的脚踏座上分别设有轮毂电机，其特征在于，所述的平衡车车体内设有控制电路，所述的控制电路连接有设置在平衡车车体内且分别与轮毂电机相连的供电模块，所述的控制电路与供电模块之间设有能使控制电路与供电模块连通且在控制电路作用下能使两个轮毂电机分别转动从而使两个脚踏座的倾角均与预设倾角保持一致从而使平衡车车体进行平衡状态的开机自平衡按钮。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的控制电路包括分别设置在两个脚踏座内的平衡传感器模块，所述的平衡传感器模块均连接有电机执行模块，且所述的电机执行模块分别与轮毂电机相连。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的平衡传感器模块包括加速度计传感器与陀螺仪传感器，且所述的加速度计传感器与陀螺仪传感器均集成于设置在脚踏座内的副控板上。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的电机执行模块集成于主控板上，且所述的主控板设置在任意一个脚踏座内，所述的供电模块设置在剩余一个脚踏座内。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的控制电路通过无线通讯方式连接有可移动控制装置，所述的可移动控制装置上设有控制平衡车车体执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态的控制键。
在上述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法中，所述的控制键为机械式按键与触摸式按键中的任意一种。
与现有的技术相比，本电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法的优点在于：结构简单合理，自动化程度高，开机后自动实现两个脚踏座的平衡，玩法多样化，具有两者驾驶模式供使用者选择，当初学者可以选择第二行车状态，即只有当两个脚踏座同时受力时才能实现平衡车车体移动，这样保证了初学者的安全，熟练者可以选择第一行车状态，当任意一个脚踏座受力时平衡车车体即可执行移动，这样增加了驾驶乐趣。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构框图。
图中，平衡车车体1、脚踏座11、副控板111、主控板112、轮毂电机12、控制电路2、平衡传感器模块21、电机执行模块22、供电模块3、开机自平衡按钮4、可移动控制装置5、控制键6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-2所示，本电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，包括下述步骤 ：
A、当前状态与预设值对比：开启平衡车车体1上的开机自平衡按钮4，将供电模块3与控制电路2连通，控制电路2分别检测当前平衡车车体1的两个脚踏座11当前的倾角并分别与两个脚踏座11的预设倾角值进行对比；
B、平衡车车体姿态调整：控制电路2分别根据各个脚踏座11当前的倾角与该脚踏座11预设倾角值对比结果分别控制与脚踏座11相连的轮毂电机12转动，轮毂电机12带动平衡车车体1各个脚踏座11转动调整平衡车车体1姿态；
C、平衡车车体保持平衡状态：控制电路2不断地检测两个调整后的脚踏座11的倾角并与该脚踏座11预设倾角值进行对比，当其中一个脚踏座11倾角达到预设倾角值时，控制电路2控制与该脚踏座11相连的轮毂电机12停机，保持该脚踏座11的平衡状态，剩余一个脚踏座11继续调整姿态，直至剩余一个脚踏座11的倾角均与该脚踏座11预设倾角一致时，完成整个平衡车车体1的平衡状态；
D、平衡车车体1的第一行车状态：在完成步骤C后，按压开机自平衡按钮4达到或未达到设定时间，使得平衡车车体1处于第一行车状态，两个脚踏座11中任意一个受力使该脚踏座11倾斜时控制电路2分别驱动与两个脚踏座11相连的轮毂电机12转动从而使平衡车车体1执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态；
E、平衡车车体1的第二行车状态：再次按压开机自平衡按钮4达到或未达到设定时间，使得平衡车车体1处于第二行车状态，两个脚踏座11均受力发生倾斜时控制电路2分别驱动与两个脚踏座11相连的轮毂电机12转动从而使平衡车车体1执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
通过一键开机自平衡按钮4在开启电动平衡扭扭车的同时使得控制电路2自动检测各个脚踏座11的倾角并分别驱动轮毂电机12带动其转动直至两个脚踏座1完全处于平衡状态，行驶前，使用者可以自由选择两种玩法，当初学者可以选择第二行车状态，即只有当两个脚踏座11同时受力时才能实现平衡车车体1移动，这样保证了初学者的安全，熟练者可以选择第一行车状态，当任意一个脚踏座11受力时平衡车车体1即可执行移动，这样增加了驾驶乐趣。
在步骤A中，按压开机自平衡按钮4达到或未达到设定时间或设定次数，使得平衡车车体1处于预设倾角值状态，控制电路2分别记录当前两个脚踏座11的倾角作为平衡车车体1两个脚踏座11的预设倾角值。其中，这里的控制电路2通过无线通讯方式连接有可移动控制装置5，通过可移动控制装置5上的控制键6来控制平衡车车体1执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
本电动平衡扭扭车开机自平衡控制系统，包括由两个脚踏座11枢接而成的平衡车车体1，脚踏座11上分别设有轮毂电机12，其特征在于，平衡车车体1内设有控制电路2，控制电路2连接有设置在平衡车车体1内且分别与轮毂电机12相连的供电模块3，控制电路2与供电模块3之间设有能使控制电路2与供电模块3连通且在控制电路2作用下能使两个轮毂电机12分别转动从而使两个脚踏座11的倾角均与预设倾角保持一致从而使平衡车车体1进行平衡状态的开机自平衡按钮4。
其中，这里的控制电路2包括分别设置在两个脚踏座11内的平衡传感器模块21，平衡传感器模块21均连接有电机执行模块22，且电机执行模块22分别与轮毂电机12相连，这里的平衡传感器模块21包括加速度计传感器与陀螺仪传感器，且加速度计传感器与陀螺仪传感器均集成于设置在脚踏座11内的副控板111上，这里的电机执行模块22集成于主控板112上，且主控板112设置在任意一个脚踏座11内，供电模块3设置在剩余一个脚踏座11内。
控制电路2通过无线通讯方式连接有可移动控制装置5，可移动控制装置5上设有控制平衡车车体1执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态的控制键6，优选地，这里的控制键6为机械式按键与触摸式按键中的任意一种。
尽管本文较多地使用了平衡车车体1、脚踏座11、副控板111、主控板112、轮毂电机12、控制电路2、平衡传感器模块21、电机执行模块22、供电模块3、开机自平衡按钮4、可移动控制装置5、控制键6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，本方法包括由两个脚踏座（11）枢接而成的平衡车车体（1），所述的脚踏座（11）上分别设有轮毂电机（12），其特征在于，所述的平衡车车体（1）内设有控制电路（2），所述的控制电路（2）连接有设置在平衡车车体（1）内且分别与轮毂电机（12）相连的供电模块（3），所述的控制电路（2）与供电模块（3）之间设有能使控制电路（2）与供电模块（3）连通且在控制电路（2）作用下能使两个轮毂电机（12）分别转动从而使两个脚踏座（11）的倾角均与预设倾角保持一致从而使平衡车车体（1）进行平衡状态的开机自平衡按钮（4）；所述的控制电路（2）包括分别设置在两个脚踏座（11）内的平衡传感器模块（21），所述的平衡传感器模块（21）均连接有电机执行模块（22），且所述的电机执行模块（22）分别与轮毂电机（12）相连；
本方法还包括下述步骤：
A、当前状态与预设值对比：开启平衡车车体（1）上的开机自平衡按钮（4），将供电模块（3）与控制电路（2）连通，控制电路（2）分别检测当前平衡车车体（1）的两个脚踏座（11）当前的倾角并分别与两个脚踏座（11）的预设倾角值进行对比；在步骤A中，按压开机自平衡按钮（4）达到或未达到设定时间或设定次数，使得平衡车车体（1）处于预设倾角值状态，控制电路（2）分别记录当前两个脚踏座（11）的倾角作为平衡车车体（1）两个脚踏座（11）的预设倾角值；
B、平衡车车体姿态调整：控制电路（2）分别根据各个脚踏座（11）当前的倾角与该脚踏座（11）预设倾角值对比结果分别控制与脚踏座（11）相连的轮毂电机（12）转动，轮毂电机（12）带动平衡车车体（1）各个脚踏座（11）转动调整平衡车车体（1）姿态；
C、平衡车车体保持平衡状态：控制电路（2）不断地检测两个调整后的脚踏座（11）的倾角并与该脚踏座（11）预设倾角值进行对比，当其中一个脚踏座（11）倾角达到预设倾角值时，控制电路（2）控制与该脚踏座（11）相连的轮毂电机（12）停机，保持该脚踏座（11）的平衡状态，剩余一个脚踏座（11）继续调整姿态，直至剩余一个脚踏座（11）的倾角均与该脚踏座（11）预设倾角一致时，完成整个平衡车车体（1）的平衡状态；
D、平衡车车体（1）的第一行车状态：在完成步骤C后，按压开机自平衡按钮（4）达到或未达到设定时间，使得平衡车车体（1）处于第一行车状态，两个脚踏座（11）中任意一个受力使该脚踏座（11）倾斜时控制电路（2）分别驱动与两个脚踏座（11）相连的轮毂电机（12）转动从而使平衡车车体（1）执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态；
E、平衡车车体（1）的第二行车状态：再次按压开机自平衡按钮（4）达到或未达到设定时间，使得平衡车车体（1）处于第二行车状态，两个脚踏座（11）均受力发生倾斜时控制电路（2）分别驱动与两个脚踏座（11）相连的轮毂电机（12）转动从而使平衡车车体（1）执行前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
2.根据权利要求1所述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，所述的控制电路（2）通过无线通讯方式连接有可移动控制装置（5），通过可移动控制装置（5）上的控制键（6）来控制平衡车车体（1）执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态。
3.根据权利要求1所述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，所述的平衡传感器模块（21）包括加速度计传感器与陀螺仪传感器，且所述的加速度计传感器与陀螺仪传感器均集成于设置在脚踏座（11）内的副控板（111）上。
4.根据权利要求1所述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，所述的电机执行模块（22）集成于主控板（112）上，且所述的主控板（112）设置在任意一个脚踏座（11）内，所述的供电模块（3）设置在剩余一个脚踏座（11）内。
5.根据权利要求1所述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，所述的控制电路（2）通过无线通讯方式连接有可移动控制装置（5），所述的可移动控制装置（5）上设有控制平衡车车体（1）执行包括前进、后退、转向中的任意一种或多种状态的控制键（6）。
6.根据权利要求5所述的电动平衡扭扭车开机自平衡控制方法，其特征在于，所述的控制键（6）为机械式按键与触摸式按键中的任意一种。
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