一種自動控制的扭動雙輪滑板車制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種自動控制的扭動雙輪滑板車，主要包括前搖擺板、后搖擺板、前惰輪、后惰輪、伺服電機(jī)、連接塊、傳感器組、電池組和控制器。前搖擺板和后搖擺板之間通過伺服電機(jī)連接，用戶在滑板車上前后擺動時，控制器配合用戶的節(jié)奏驅(qū)動伺服電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，從而提高扭動的效率，實(shí)現(xiàn)加速前進(jìn)、高效轉(zhuǎn)彎功能。控制器根據(jù)陀螺儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整伺服電機(jī)的輸出，盡量使滑板車保持平衡狀態(tài)，為初學(xué)者提供很好的平衡輔助。伺服電機(jī)、電池組等部件均安裝在滑板車下方，可以顯著降低重心，有效提高滑板車擺動時的穩(wěn)定性和平衡效果，控制器的操控性得到較大提高。本實(shí)用新型專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，能有效輔助用戶提速和過彎，并時刻保持平衡狀態(tài)。

Automatic twisting double wheeled scooter

The utility model discloses an automatic control of two wheeled scooter includes pre twist, swing plate, rear swing plate, front idler wheel, an idler wheel, a servo motor, a connecting block, sensors, battery and controller. Before and after the swing plate swing plate are connected by a servo motor, the user in the scooter swing, controller is matched with the user's rhythm is driving the servo motor, so as to improve the efficiency of implementation of speed twisting, turning and efficient function. The controller adjusts the output of the servo motor according to the monitoring data of the gyro, as far as possible to keep the balance state of the scooter, and provides a good balance assistant for beginners. Servo motors, batteries and other components are installed under the scooter, can significantly reduce the center of gravity, effectively improve the stability of the scooter swing and balance effect, the controller's handling has been greatly improved. The utility model has the advantages of simple structure and easy operation, and can effectively assist users to speed up and bend over, and maintain the balance state at all times.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種自動控制的扭動雙輪滑板車
本技術(shù)涉及娛樂設(shè)備和運(yùn)動器材領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輔助扭動的自動控制動態(tài)平衡扭動雙輪滑板車。
技術(shù)介紹
二輪驅(qū)動的交通工具包括自行車和摩托車，它們是前后輪配置，靠人工駕駛和平衡，但正在向自動平衡方面發(fā)展并轉(zhuǎn)向娛樂化。十多年前出現(xiàn)的以Segway為代表的雙輪平衡車自帶動力，兩輪并排配置，具有極好的平衡性和駕駛性，可用于室內(nèi)外短途交通，非常便捷，并且極具娛樂性。目前有種二輪單軌道平衡滑板車頗受青少年喜歡，可用于短距離交通和娛樂健身。這種滑板車通過人的雙腳分別踩踏前后搖擺板進(jìn)行扭動，實(shí)現(xiàn)滑板車前進(jìn)和轉(zhuǎn)彎等動作，并在行使過程中保持滑板車平衡。雖然這種滑板車踩踏動作簡單(雙腳小幅扭動)，但操作起來不容易，就像自行車一樣需要使用者進(jìn)行一段時間的訓(xùn)練，才能熟練駕馭。而且這種純?nèi)肆︱?qū)動的滑板車對用戶體能要求較大，不利于作為短途交通工具和進(jìn)行長時間娛樂活動。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以提高扭動效率、減少體能消耗，并輔助用戶實(shí)現(xiàn)平衡的扭動雙輪滑板車。本技術(shù)的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種自動控制的扭動雙輪滑板車，主要包括前搖擺板、后搖擺板、前惰輪、后惰輪、伺服電機(jī)、連接塊、傳感器組、電池組和控制器。所述前惰輪與前搖擺板連接，可繞前搖擺板轉(zhuǎn)動，所述后惰輪與后搖擺板連接，可繞后搖擺板轉(zhuǎn)動。所述伺服電機(jī)和電池組安裝在前搖擺板上，連接塊安裝在后搖擺板上，所述伺服電機(jī)的輸出軸與連接塊固定，使前搖擺板與后搖擺板建立連接，并在伺服電機(jī)的驅(qū)動下?lián)u擺前進(jìn)。所述控制器安裝在前搖擺板上，分別與伺服電機(jī)、傳感器組和電池組連接，用于控制伺服電機(jī)，接收傳感器組的反饋數(shù)據(jù)。具體的，所述傳感器組包括用于監(jiān)測滑板車姿勢的第一陀螺儀和第二陀螺儀、用于測量惰輪轉(zhuǎn)向角度的第一轉(zhuǎn)角傳感器和第二轉(zhuǎn)角傳感器、用于測量惰輪速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器、以及用于檢測搖擺板上壓力的第一壓力傳感器和第二壓力傳感器。所述第一陀螺儀和第二陀螺儀分別安裝在前搖擺板和后搖擺板上，在工作時，用于監(jiān)測使用者的動作和意圖。所述第一轉(zhuǎn)角傳感器和第二轉(zhuǎn)角傳感器分別安裝在前搖擺板與前惰輪的連接處和后搖擺板與后惰輪的連接處，監(jiān)測前惰輪和后惰輪的轉(zhuǎn)動角度，用于轉(zhuǎn)彎的輔助判斷。所述第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在前惰輪和后惰輪的轉(zhuǎn)軸上，檢測前惰輪和后惰輪的轉(zhuǎn)速，用于判斷滑板車當(dāng)前的車速及調(diào)整伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率。所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別安裝在前搖擺板和后搖擺板上，監(jiān)測是否有用戶踏在滑板車上。所述控制器分別與第一陀螺儀、第二陀螺儀、第一轉(zhuǎn)角傳感器、第二轉(zhuǎn)角傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器連接，接收傳感器的反饋數(shù)據(jù)，用于調(diào)整伺服電機(jī)的輸出。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述伺服電機(jī)、連接塊和電池組均安裝在滑板車的下方，這樣設(shè)計(jì)降低了整機(jī)的重心，有利于提高滑板車的穩(wěn)定性和平衡性，同時讓雙輪滑板車的上方留有更多空間供用戶使用。進(jìn)一步的，所述伺服電機(jī)和連接塊的安裝位置可互換，同樣可以實(shí)現(xiàn)相同的功能，起相同的作用。作為本技術(shù)的優(yōu)選方案，所述前惰輪的轉(zhuǎn)向軸線與前搖擺板平面傾斜，所述后惰輪的轉(zhuǎn)向軸線與后搖擺板平面傾斜。該傾斜結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前后搖擺板擺動時，前后惰輪受到壓迫向特定方向轉(zhuǎn)動，可以提高雙輪機(jī)器人的轉(zhuǎn)動效率的目的。一種自動控制的扭動雙輪滑板車的控制方法，該方法主要包括如下步驟：步驟S1:雙輪滑板車上電啟動，伺服電機(jī)復(fù)位使前后搖擺板恢復(fù)到水平位置，并檢測所有傳感器(陀螺儀、轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器)是否正常，若出現(xiàn)故障，伺服電機(jī)則不工作，直到故障修復(fù)為止。步驟S2:檢測壓力信號(前后壓力傳感器的值)來判斷是否有用戶騎在上方，若無壓力信號，伺服電機(jī)則處于待機(jī)狀態(tài)。步驟S3:當(dāng)檢測到用戶騎上滑板車后，通過監(jiān)測傳感器(陀螺儀為主，轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器為輔)的數(shù)值來判斷用戶前進(jìn)、加速和轉(zhuǎn)彎意圖。其中，所述步驟S3還包括如下步驟：步驟S31:根據(jù)陀螺儀和轉(zhuǎn)角傳感器的檢測數(shù)據(jù)并結(jié)合前搖擺板傾斜的時間去判斷用戶是否需要轉(zhuǎn)彎，當(dāng)判斷的結(jié)果是需要執(zhí)行轉(zhuǎn)彎時，伺服電機(jī)則驅(qū)動前搖擺板傾向轉(zhuǎn)彎的一側(cè)，后搖擺板傾向轉(zhuǎn)彎的另一側(cè)，并對伺服電機(jī)進(jìn)行鎖定，保持兩塊搖擺板的姿態(tài)，提高轉(zhuǎn)彎效率。步驟S32:根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和前后搖擺板擺動的頻率數(shù)據(jù)來判斷用戶是否要提速，若判斷結(jié)果為需要執(zhí)行提速時，電機(jī)則提高擺動的頻率和幅度，輔助用戶加快前進(jìn)速度，減少用戶的體能消耗。本技術(shù)的工作過程和原理是：本技術(shù)的前搖擺板和后搖擺板之間通過伺服電機(jī)連接，用戶在滑板車上前后擺動時，控制器配合用戶的節(jié)奏驅(qū)動伺服電機(jī)按照一定頻率進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，從而提高扭動的效率，實(shí)現(xiàn)快速、加速前進(jìn)、高效轉(zhuǎn)彎的功能。其次，控制器會根據(jù)陀螺儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整伺服電機(jī)的輸出，盡量使滑板車時刻保持平衡狀態(tài)，該設(shè)定為初學(xué)者提供很好的平衡輔助作用。另外，伺服電機(jī)、電池組等部件均安裝在滑板車下方，該設(shè)計(jì)顯著降低滑板車的重心，使其更接近地面，能有效提高滑板車擺動時的穩(wěn)定性和平衡效果，控制器的操控性同樣得到較大提高。本技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，能有效輔助用戶提速和過彎，并時刻保持平衡狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)本技術(shù)提供的扭動雙輪滑板車重心低，能夠有效提高擺動時的穩(wěn)定性，顯著改善滑板車的平衡效果。(2)本技術(shù)通過陀螺儀來監(jiān)測滑板車的擺動狀態(tài)，控制器時刻分析滑板車的姿態(tài)數(shù)據(jù)，并調(diào)整伺服電機(jī)的輸出，讓滑板車保持平衡狀態(tài)。(3)本技術(shù)通過預(yù)測并判斷用戶的操作意圖，及時調(diào)整伺服電機(jī)的輸出，提高滑板車的扭動效率，減少用戶的體能消耗，使滑板車獲得更好的加速和轉(zhuǎn)彎效果。附圖說明圖1是本技術(shù)所提供的自動控制扭動雙輪滑板車的立體圖。圖2是本技術(shù)所提供的轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本技術(shù)所提供的扭動雙輪滑板車控制框圖。圖4是本技術(shù)所提供的扭動雙輪滑板車的控制流程圖。上述附圖中的標(biāo)號說明：1-第一轉(zhuǎn)角傳感器、2-第一壓力傳感器、3-前惰輪、4-前搖擺板、5-電池組、6-控制器、7-第一陀螺儀、8-伺服電機(jī)、9-電機(jī)座、10-連接塊、11-第二陀螺儀、12-第二轉(zhuǎn)角傳感器、13-后惰輪、14-后搖擺板、15-第二壓力傳感器、16-第一轉(zhuǎn)速傳感器、17-第二轉(zhuǎn)速傳感器。具體實(shí)施方式為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1：如圖1、圖2和圖3所示，一種自動控制的扭動雙輪滑板車，主要包括前搖擺板4、后搖擺板14、前惰輪3、后惰輪13、伺服電機(jī)8、連接塊10、傳感器組、電池組5和控制器6。所述前惰輪3與前搖擺板4連接，可繞前搖擺板4轉(zhuǎn)動，所述后惰輪13與后搖擺板14連接，可繞后搖擺板14轉(zhuǎn)動。所述伺服電機(jī)8和電池組5安裝在前搖擺板14上，連接塊10安裝在后搖擺板4上，所述伺服電機(jī)8的輸出軸與連接塊10固定，使前搖擺板4與后搖擺板14建立連接，并在伺服電機(jī)8的驅(qū)動下?lián)u擺前進(jìn)。所述控制器6安裝在前搖擺板4上，分別與伺服電機(jī)8、傳感器組和電池組5連接，用于控制伺服電機(jī)8，接收傳感器組的反饋數(shù)據(jù)。具體的，所述傳感器組包括用于監(jiān)測滑板車姿勢的第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種自動控制的扭動雙輪滑板車，其特征在于，包括前搖擺板、后搖擺板、前惰輪、后惰輪、伺服電機(jī)、連接塊、傳感器組、電池組和控制器；所述前惰輪與前搖擺板連接，可繞前搖擺板轉(zhuǎn)動，所述后惰輪與后搖擺板連接，可繞后搖擺板轉(zhuǎn)動；所述伺服電機(jī)和電池組安裝在前搖擺板上，連接塊安裝在后搖擺板上，所述伺服電機(jī)的輸出軸與連接塊固定，使前搖擺板與后搖擺板建立連接，并在伺服電機(jī)的驅(qū)動下?lián)u擺前進(jìn)；所述控制器安裝在前搖擺板上，分別與伺服電機(jī)、傳感器組和電池組連接；所述傳感器組包括用于監(jiān)測滑板車姿勢的第一陀螺儀和第二陀螺儀、用于測量惰輪轉(zhuǎn)向角度的第一轉(zhuǎn)角傳感器和第二轉(zhuǎn)角傳感器、用于測量惰輪速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器、以及用于檢測搖擺板上壓力的第一壓力傳感器和第二壓力傳感器；所述第一陀螺儀和第二陀螺儀分別安裝在前搖擺板和后搖擺板上；所述第一轉(zhuǎn)角傳感器和第二轉(zhuǎn)角傳感器分別安裝在前搖擺板與前惰輪的連接處和后搖擺板與后惰輪的連接處；所述第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器分別安裝在前惰輪和后惰輪的轉(zhuǎn)軸上；所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分別安裝在前搖擺板和后搖擺板上；所述控制器分別與第一陀螺儀、第二陀螺儀、第一轉(zhuǎn)角傳感器、第二轉(zhuǎn)角傳感器、第一轉(zhuǎn)速傳感器、第二轉(zhuǎn)速傳感器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器連接，接收傳感器的反饋數(shù)據(jù)。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種自動控制的扭動雙輪滑板車，其特征在于，包括前搖擺板、后搖擺板、前惰輪、后惰輪、伺服電機(jī)、連接塊、傳感器組、電池組和控制器；所述前惰輪與前搖擺板連接，可繞前搖擺板轉(zhuǎn)動，所述后惰輪與后搖擺板連接，可繞后搖擺板轉(zhuǎn)動；所述伺服電機(jī)和電池組安裝在前搖擺板上，連接塊安裝在后搖擺板上，所述伺服電機(jī)的輸出軸與連接塊固定，使前搖擺板與后搖擺板建立連接，并在伺服電機(jī)的驅(qū)動下?lián)u擺前進(jìn)；所述控制器安裝在前搖擺板上，分別與伺服電機(jī)、傳感器組和電池組連接；所述傳感器組包括用于監(jiān)測滑板車姿勢的第一陀螺儀和第二陀螺儀、用于測量惰輪轉(zhuǎn)向角度的第一轉(zhuǎn)角傳感器和第二轉(zhuǎn)角傳感器、用于測量惰輪速度的第一轉(zhuǎn)速傳感器和第二轉(zhuǎn)速傳感器、以及用于檢測搖擺板上壓力的第一壓力傳感器和第二壓力傳感器；所述第一陀螺儀和第二陀螺儀分別安裝在前搖擺板和后搖擺板上；所述第一轉(zhuǎn)角...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：管貽生，曾昭恒，陳新，張宏，朱海飛，
申請(專利權(quán))人：廣東工業(yè)大學(xué)，
類型：新型
國別省市：廣東,44