一种自平衡智能的两轮电动车

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一种自平衡智能的两轮电动车

2023-01-05 11:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

一种自平衡智能的两轮电动车

1.本发明涉及智能车技术领域,具体而言,涉及一种自平衡智能的两轮电动车。

背景技术:

2.随着经济的发展,汽车的数量日益增加,但同时停车困难、道路堵塞以及环境污染的问题也日益突出,因此绿色环保的电动摩托车和电动自行车因体积小停车容易且经济实惠越来越受欢迎,特别是对于短途代步的需求。3.相对于三轮车以及汽车,电动摩托车和电动自行车自身不具有自平衡性,虽然现有技术中已有自平衡的两轮电动车,例如,北京三快在线科技有限公司提供的一种电动单车,其包括车体以及能够独立驱动的第一车轮和第二车轮,通过调整两个独立驱动车轮角度使整车的重力分力抵消摩托车倒下的反作用力,故其对整车质量的均匀分布要求严格。对于目前市面上不倒电动单车及不倒电动三轮车通常采用机械陀螺仪,而机械陀螺仪具有运动部件,在工作时运动部件需要不断的进行高速运动,因此其零部件需要有较高的精度,又需要有润滑剂的辅助,故其成本较高,且因其高速运动需要消耗电能,大大降低了电动车的有效行程。同时,目前的自平衡的两轮电动车只是实现电动车的自平衡,不能有效处理一些安全性的问题,例如,当驾驶人因分心,行驶速度过快或紧急制动等,造成的事故。

技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明的目的在于提供一种自平衡智能的两轮电动车,以解决上述问题。5.本发明采用了如下方案:6.本技术提供了一种自平衡智能的两轮电动车,包括有车架、连接于所述车架前端和后端的前轮系统及后轮系统、设置于所述车架上的电池以及用以提供动力的永磁电机;7.所述车架上还设置有电子陀螺仪以及控制器;所述前轮系统包括有用于支撑前轮的前支架、连接于所述前支架用以控制前轮转动的智能柔性执行器、通过所述智能柔性执行器连接于所述前支架上的转向把手、连接于所述前支架上的摄像头、设置于前轮上的与右手刹连接的电子刹车系统;所述电动车的左手刹与所述控制器电连接;8.所述电池、所述电子陀螺仪、智能柔性执行器、所述摄像头和所述电子刹车系统均与所述控制器电连接。9.进一步地,所述电子陀螺仪水平设置于所述车架的脚踏部。10.进一步地,所述永磁电机上设置有第一齿轮,后轮上设置有第二齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮通过带齿的皮带进行传动。11.进一步地,所述控制器采用spc-cfmc-d20n24a2移动控制器。12.进一步地,所述电子陀螺仪采用tl740d高精度陀螺转角仪。13.进一步地,所述智能柔性执行器采用mintasca sca智能柔性执行器14.进一步地,还包括有设置于所述转向把手上的显示屏。15.进一步地,所述摄像头外还套设有保护壳。16.进一步地,所述电池采用锂电池。17.本发明提供了一种自平衡智能的两轮电动车,通过在车架上设置有电子陀螺仪、控制器,在前支架上设置有摄像头和智能柔性执行器,在前轮上设置有电子刹车系统;所述电子陀螺仪测量电动车的角速度信号传递给所述控制器,所述控制器再将处理的信号传递给所述智能柔性执行器从而控制前轮的转向,进而实现车身的自平衡;所述摄像头采集路况图像信息传递给所述控制器,所述控制器再将处理后的信号传递给电子刹车系统,从而对车体进行科学的制动,可以有效避免驾驶人紧急制动造成车辆的失控或倾倒。附图说明18.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。19.图1是本发明实施例一种自平衡智能的两轮电动车结构示意图一;20.图2是本发明实施例一种自平衡智能的两轮电动车结构示意图二;21.图3是本发明实施例一种自平衡智能的两轮电动车的前轮系统结构示意图;22.图标:显示屏1,控制器2,后轮3,减震器4,永磁电机5,锂电池6,支撑架7,电子陀螺仪8,车架9,电子刹车系统10,前轮11,第一齿轮12,皮带13,第二齿轮14,右手刹15,智能柔性执行器16,固定器17,车灯18,摄像头19,保护罩20,前支架21,支撑器22,保护管23,左手刹24,转向把手25具体实施方式23.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。24.实施例25.结合图1至图3所示,本实施例提供了一种自平衡智能的两轮电动车,包括有车架9、连接于所述车架9前端和后端的前轮11系统及后轮3系统、设置于所述车架9上的电池以及用以提供动力的永磁电机5;26.所述车架9上还设置有电子陀螺仪8以及控制器2;所述前轮11系统包括有用于支撑前轮11的前支架21、连接于所述前支架21用以控制前轮11转动的智能柔性执行器16、通过所述智能柔性执行器16连接于所述前支架21上的转向把手25、连接于所述前支架21上的摄像头19、设置于前轮11上的与右手刹15连接的电子刹车系统10;所述电动车的左手刹24与所述控制器2电连接;27.所述电池、所述电子陀螺仪8、智能柔性执行器16、所述摄像头19和所述电子刹车系统10均与所述控制器2电连接。28.在本实施例中,所述转向把手25中间设置有显示屏1,所述显示屏1用于显示电动车的各种参数,例如电量、速度等。所述电池采用锂电池6;所述电子陀螺仪8水平设置于所述车架9的脚踏部,用于测量的车体的角速度信号。所述永磁电机5上设置有第一齿轮12,后轮3上设置有第二齿轮14,所述第一齿轮12和所述第二齿轮14通过带齿的皮带13进行传动,采用所述带齿的皮带13进行传动,可以提高传动效率避免打滑。所述智能柔性执行器16通过固定器17连接于所述前支架21上,所述前支架21上还套设有保护管23,所述电动车的车灯18安装于所述保护管23上;所述摄像头19外设置有保护罩20并通过支撑器22安装于所述前支架21上,所述保护罩20可以防止所述摄像头磕碰以及进水;所述后轮3与车架9支架之间还设置有两个减震器4;在车架9的左侧设置有支撑架7。29.在本实施中,所述电子陀螺仪8采用现有的tl740d高精度陀螺转角仪,通过对陀螺仪的角速率进行动态姿态算法,实时输出物体的水平方位角度、角速率及前进轴向体角速度等信息。集成惯性导航算法,构建kalman滤波模型,实时反馈系统误差防止系统发散,有效抑制陀螺仪短时间漂移问题。此外,提供瑞芬协议和modbus-rtu协议,支持二次开发和远程遥控命令。30.所述的智能柔性执行器16采用现有的mintasca sca智能柔性执行器16集成新型伺服电机、底层伺服驱动、高精度编码器、高精度减速器于一体,通过电流环、速度环、位置环三闭环控制,结合,达到柔性控制功能,本技术方案中用于灵活、精准地控制电动摩托转向。31.所述控制器2采用现有的spc-cfmc-d20n24a2移动控制器2,其集成有摄像头视觉技术包括摄像头采集图像、大津算法、归一化处理方法、图像降噪算法、图像识别。通过所述摄像头19检测路面信息,经摄像头19视觉技术技术处理获取有效信息,依靠所述控制器2获取电动摩托车的实时速度,利用陀螺仪检测电动摩托车姿态,使用pid控制算法计算出pwm信号,由控制器2输出调节永磁电机5和智能柔性执行器16,实现了对车运动速度、运动方向和车身平衡的闭环控制。需要说明的是,以上提到的所述摄像头视觉技术均为现有技术。32.自平衡的实现,所述电子陀螺仪8输出车体的水平方位角度、角速率等信息到所述控制器2进行处理,进而控制所述永磁电机5控制所述第一齿轮12的转动速度,所述后轮3上的第二齿轮14受皮带13牵引随之转动,所述智能柔性执行器16控制所述前支架21和所述转向把手25进行转向,以调节电动车的平衡。33.当驾驶人分心没注意前方的车辆或是其他障碍物时,通过所述摄像头19采集图像,上传至控制器2经摄像头19视觉技术处理,所述右手刹15启动,所述电子刹车系统10制动前轮11减速;所述左手刹24启动,所述永磁电机5带动第一齿轮12降低转速,所述后轮3上的所述第二齿轮14受所述皮带13牵引随之减速。34.本实施例所述的自平衡智能的两轮电动车可以帮助驾驶人进行自平衡的控制以及紧急制动避险,也可以实现无人的自动驾驶。35.本发明提供了一种自平衡智能的两轮电动车,通过在车架9上设置有电子陀螺仪8、控制器2,在前支架21上设置有摄像头19和智能柔性执行器16,在前轮11上设置有电子刹车系统10;所述电子陀螺仪8测量电动车的角速度信号传递给所述控制器2,所述控制器2再将处理的信号传递给所述智能柔性执行器16从而控制前轮11的转向,进而实现车身的自平衡;所述摄像头19采集路况图像信息传递给所述控制器2,所述控制器2控制所述永磁电机5进行减速,并控制所述电子刹车系统10对车体进行科学的制动,可以有效避免驾驶人因分心撞上前方障碍物或是其他车辆,或是紧急制动造成车辆的失控或倾倒。36.以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。37.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。38.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。39.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。40.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。



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