一種機電陀螺平衡滑板車的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種機電陀螺平衡滑板車，包括：車輪，車輪包括內置的第一電機和嵌套在第一電機外側的充氣輪胎；滑板支架，滑板支架設置在車輪的外側并位于車輪的中間位置處；至少一個機電陀螺儀，機電陀螺儀設置在滑板支架內并且以不影響車輪轉動的方式設置在車輪的旁側，機電陀螺儀包括第二電機以及在第二電機驅動下高速旋轉以在水平面內產生扭矩的陀螺；以及控制板，用于控制第一電機和第二電機旋轉的控制板設置在滑板支架內并且分別與第一電機和第二電機連接，控制板設有用于檢測機電陀螺平衡滑板車的運行加速度的加速度傳感器。本發明能夠在不需要任何外加輔助力量的情況下在前后左右方向均能實現自平衡。
【專利說明】
_種機電陀螺平衡滑板車
技術領域
[0001 ]本發明涉及獨輪滑板車技術領域，尤其涉及一種機電陀螺平衡滑板車。
【背景技術】
[0002]傳統滑板車是一個擁有兩個或者更多輪子的小平臺，依靠使用者蹬踏地面前進。由于滑板車速度適中，好學易操作，從最開始的娛樂活動逐步演變成人們日常生活中代步工具。同時，在綠色、環保等理念的倡導下，人們也越來越愿意選擇滑板車這種既輕便又節約能源的新型交通工具來代替汽車等傳統的交通工具。而且在年輕人群中，滑板車還被看作是一種時尚的象征，受到大力追捧。
[0003]滑板車種類繁多，并且隨著科技進步不斷更新。從傳統的由車頭扶手和滑板組成的雙輪、三輪、四輪滑板車，更新到去掉扶手的雙輪滑板車，再到獨輪的自平衡滑板車，驅動方式由人力驅動變成電力驅動，使用起來也更加方便，并且由于滑板車的結構不斷簡化，夕卜形也不斷簡約時尚，占地空間越來越少，攜帶和收撿也越來越方便。
[0004]現在市面上運用最多也最受消費者喜愛的是一種獨輪自平衡滑板車。該種滑板車的結構大致包括:車輪、將車輪固定于中心的外殼、設置在外殼頂部中央的空心的踏板、置于車輪內的電機和控制電機轉動的控制電路板。通常情況下，該控制電路辦還包括角加速度計和陀螺儀(陀螺儀，是指用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置)。加速度計和陀螺儀用于檢測踏板的傾斜角度。該種滑板車的工作原理大致如下:控制電路板根據角加速度計和陀螺儀檢測到的角度傾斜數據計算車體的傾斜角度，再根據傾斜角度算出滑板車的運行速度，最后根據滑板車的速度得出電機的轉速，并將該信息傳遞給控制電路板，控制電路板再根據該信息控制電機的轉速，從而實現平衡。在滑板車運行過程中，使用者通過控制身體重心來平衡車體。
[0005]該種獨輪滑板車所指的自平衡，事實上只實現了對車體前后方向的平衡，對于車體左右方向的平衡并沒有通過車體自身來實現平衡。現有的獨輪滑板車大多采用以下平衡方式來進行左右平衡。方式一，通過增大車輪沿軸向的厚度來實現左右平衡，由于車輪沿軸向的厚度較大，使用者在滑板車上只需要控制身體重心即可，不需擔心車體的左右平衡問題。但是這種自平衡獨輪滑板車由于車輪厚度較大，導致整個車體笨重、體積大、不方便攜帶，已經逐漸被淘汰。方式二，使用者通過控制身體重心來保持左右平衡，該種獨輪滑板車雖然可以避免車體笨重、體積大等缺陷，但是該種方式顯然不是通過車體自身來實現左右平衡的，并且該種方式操作難度大，尤其是對于初學者而言不易上手。當使用者踩上踏板后車體由于受力不均而左右傾倒，初學者很難控制身體重心，因此難以順利的踩上滑板車，在上車階段需要耗費大量的時間，而且在后期獨輪滑板車運行過程中也要隨時調整身體重心以保證車體左右方向的平衡。同時，在初學階段，使用者不得不借助外在的支撐，例如旁人幫忙扶住身體或依靠墻壁支撐學習，十分不便。并且，對于年齡較小的初學者而言因不易控制身體平衡，還容易在學習的過程中摔倒受傷。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種機電陀螺平衡滑板車，其能夠在不需要任何外加輔助力量的情況下，使初學者能夠快速上車，并且在后期滑板車運行過程中通過車體自身來實現前后左右方向的平衡，使用者只需要通過控制身體前傾或后仰來控制滑板車的前進、后退、加速或減速。
[0007]為了實現上述目的，本發明特采用了以下技術方案:
[0008]一種機電陀螺平衡滑板車，包括:
[0009]車輪，車輪包括內置的第一電機和嵌套在第一電機外側的充氣輪胎；
[0010]滑板支架，滑板支架設置在車輪的外側并位于車輪的中間位置處；
[0011]至少一個機電陀螺儀，機電陀螺儀設置在滑板支架內并且以不影響車輪轉動的方式設置在車輪的旁側，機電陀螺儀包括第二電機以及在第二電機驅動下高速旋轉以在水平面內產生扭矩的陀螺；以及
[0012]控制板，用于控制第一電機和第二電機旋轉的控制板設置在滑板支架內并且分別與第一電機和第二電機連接，控制板設有用于檢測機電陀螺平衡滑板車的運行加速度的加速度傳感器。
[0013]在本發明的較佳實施例中，上述車輪還包括用于支撐固定滑板支架的支撐軸，支撐軸位于第一電機的軸心并從第一電機的表面向外延伸凸出。
[0014]在本發明的較佳實施例中，上述滑板支架包括上支架和下支架，上支架和下支架限定出一腔體，腔體中設有加強橫梁。
[0015]在本發明的較佳實施例中，上述上支架、下支架和加強橫梁分別在與車輪對應的位置處設有足以容納車輪的第一通孔、第二通孔和第三通孔。
[0016]在本發明的較佳實施例中，上述第二電機和陀螺成對地設置在滑板支架內，其中，第二電機為高速直流無刷電機，陀螺呈圓盤狀并且在其軸心處設置有第二電機。
[0017]在本發明的較佳實施例中，上述控制板根據加速度傳感器檢測到的機電陀螺平衡滑板車的加速度以及公式a = arc sin(g/a)計算出機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度，并根據計算出的傾斜角度控制第一電機和/或第二電機的旋轉方向和/或旋轉速度，其中，α為機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度，a為機電陀螺平衡滑板車的加速度，g為重力加速度，等于9.8m/S2。
[0018]在本發明的較佳實施例中，上述機電陀螺平衡滑板車還包括沿滑板支架的用于支撐人體的第一表面向外凸出的輪胎保護蓋，輪胎保護蓋與暴露在第一表面外側的車輪保持相匹配的形狀和尺寸。
[0019]在本發明的較佳實施例中，上述機電陀螺平衡滑板車還包括設置在控制板上的藍牙模塊，藍牙模塊與移動設備連接并且根據移動設備發出的指令將機電陀螺平衡滑板車設定為柔和騎行模式、舒適騎行模式或勁爆騎行模式。
[0020]在本發明的較佳實施例中，上述機電陀螺平衡滑板車還包括設置在滑板支架內的電池組，電池組分別與第一電機、第二電機、控制板和加速度傳感器連接，并且在滑板支架的外側設有與電池組相對應的充電接口。
[0021]在本發明的較佳實施例中，上述機電陀螺平衡滑板車還包括照明燈、尾燈和USB接口，其中，
[0022]照明燈和尾燈分別設置在滑板支架的兩個端面上，
[0023]USB接口設置在滑板支架的與電池組相對應的側面上，并且USB接口與電池組連接。
[0024]本發明的有益技術效果:
[0025]本發明的機電陀螺平衡滑板車通過設置在滑板車支架內且位于車輪旁側的至少一個機電陀螺儀實現了滑板車在前后左右方向上的全方位平衡。本發明的機電陀螺儀完全不同于現有技術中的用于檢測物體傾斜角度的電子陀螺儀。本發明的機電陀螺儀包括由高速直流無刷電機作為驅動的第二電機以及陀螺。陀螺在高速直流無刷電機的驅動下高速旋轉，由于陀螺效應，陀螺在高速旋轉過程中在其所處水平面內沿各個方向，包括滑板車的前后左右方向，均產生扭矩，從而維持滑板車車體前后左右方向的平衡。本發明的機電陀螺平衡滑板車在不增加車輪厚度以及不需要使用者通過控制身體來保證左右平衡的情況下，真正實現了獨輪滑板車的自平衡。有效解決了初學者“上車難”的問題。同時，本發明的滑板車在運行過程中，只需要使用者通過控制身體重心來調節車體的運動方向以及運行速度即可，不必擔心在滑板車運行過程中的平衡問題。
[0026]并且，本發明結構簡單，外形時尚，既保留了傳統滑板車的娛樂性和趣味性，同時還通過與移動設備連接的藍牙模塊來控制滑板車的運行模式，以滿足不同道路狀況下對車速的不同需求，實現智能化。同時還可以通過移動設備遠程控制滑板車的運動狀態。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0028]圖1是本發明的機電陀螺平衡滑板車的結構圖；
[0029]圖2是本發明的機電陀螺平衡滑板車的結構爆炸圖；
[0030]圖3是本發明的機電陀螺平衡滑板車的剖視圖；
[0031]圖4是本發明的機電陀螺平衡滑板車在運行過程中所受力的分布圖，由于質量相同，因此圖中僅用對應的加速度表示，圖中α為機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度，a為機電陀螺平衡滑板車的加速度，g為重力加速度，等于9.8m/s2。
[0032]附圖標記列表:
[0033]機電陀螺平衡滑板車100;
[0034]車輪101;滑板支架102;機電陀螺儀103;控制板104;輪胎保護蓋105;電池組106;充電接口 107;照明燈108 ；尾燈109 ； USB接口 110;開關111 ；
[0035]第一電機1011;充氣輪胎1012;支撐軸1013;
[0036]上支架1021;下支架1022;加強橫梁1023;腔體1024;第一通孔1025;第二通孔1026 ；第三通孔1027 ；第一表面1028 ；手拿孔1029 ；
[0037]第二電機1031;陀螺 1032。
【具體實施方式】
[0038]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
[0039]因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0040]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0041]此外，術語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。
[0042]在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0043]下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0044]參見圖1和圖2，機電陀螺平衡滑板車100，包括:車輪101、滑板支架102、機電陀螺儀103、控制板104、輪胎保護蓋105、電池組106、充電接口 107、照明燈108、尾燈109;USB接口110和開關111。
[0045]車輪101包括內置的第一電機1011和嵌套在第一電機1011外側的充氣輪胎1012以及用于支撐固定滑板支架102的支撐軸1013。
[0046]第一電機1011設置在車輪的軸心位置，具體地，第一電機1011的軸心線與車輪101的軸心線重合。優選地，第一電機1011為直流無刷電機，其體積小，便于內置在車輪內，避免增大車輪101的體積，從而實現滑板車整體小型化。
[0047]優選地，充氣輪胎1012表面設置有凹凸不平的防滑紋路，增大車輪與地面的摩擦力，尤其是在濕滑路面上。優選地，充氣輪胎1012外徑寬9-12英寸，輪胎厚度為2-3cm。
[0048]支撐軸1013位于第一電機1011的軸心并從第一電機1011的表面向外延伸凸出。第一電機1011在電力的驅動下繞支撐軸1013旋轉。支撐軸1013從第一電機1011表面向外延伸的凸出部分用于支撐固定滑板支架102，并且該凸出部分的長度以足以支撐滑板支架102為宜。因此，本領域技術人員可以根據滑板支架102寬度對支撐軸1013的長度做相應調整。
[0049]滑板支架102設置在車輪101的外側并位于車輪101的中間位置處。車輪101設置從滑板支架102的中間穿出，車輪101的上半部暴露在滑板支架102的上方，車輪101的下半部暴露在滑板支架102的下方。
[0050]滑板支架102包括上支架1021和下支架1022。上支架1021和下支架1022限定出一腔體1024，如圖3所示。腔體1024中設有用于增強滑板支架102強度的加強橫梁1023。上支架1021和下支架1022為由塑料制成的板狀構件，減輕滑板車自身重量。加強橫梁1023為金屬板材構件，主要起到支撐、承力作用，彌補由塑料制成的上支架1021和下支架1022承載重量有限的缺陷。
[0051 ] 在上支架1021的中間部位設置有與車輪101對應匹配的第一通孔1025。第一通孔1025為形狀與上支架相匹配的長條形孔。第一通孔1025具有足以容納車輪101的空間，使得車輪能夠在第一通孔1025內自由轉動。
[0052]滑板支架102的第一表面1028成型在上支架1021上，用于使用者踩踏或站立。第一表面1028為中間平直且兩端斜向上微翹，并且中間的平面與兩端的向上微翹的斜面或弧面平滑過渡連接。本發明將滑板車的用于踩踏的第一表面設計兩端向上微翹的結構，有利于使用者控制車速，提高使用者對滑板車的操控能力，并且還有可以避免因慣性過大而發生的危險。
[0053]加強橫梁1023為套設在車輪外側的金屬板材構件。在加強橫梁1023的中間部位同樣設置有與車輪101對應匹配的第二通孔1026。第二通孔1026為形狀與加強橫梁1023相匹配的長條形孔。第二通孔1026具有足以容納車輪101的空間，使得車輪能夠在第二通孔1026內自由轉動。由于第二通孔1026處在離車輪101軸心線更近的位置，因此第二通孔1026沿滑板支架102軸向的長度大于第一通孔1025的長度。當然，在第二通孔1026能夠足以容納車輪101的情況下，第一通孔1025可以具有與第二通孔1026相同的尺寸。
[0054]下支架1022與上支架1021相配合，構成滑板支架102的外殼。優選地，下支架1022以卡扣連接或螺紋連接的方式與上支架1021配合連接。下支架1022形如小船形狀。在下支架1022的底面設置有與車輪101對應匹配的第三通孔1027。第三通孔1027為形狀與下支架1022形狀相匹配的長條形孔。第三通孔1027具有足以容納車輪101的空間，使得車輪能夠在第三通孔1027內自由轉動。
[0055]優選地，第一通孔1025、第二通孔1026和第三通孔1027彼此保持相匹配的形狀和尺寸。
[0056]在滑板支架102的一端設有手拿孔1029。手拿孔1029貫穿上支架1021和下支架1022，其方便使用者攜帶滑板車。
[0057]機電陀螺平衡滑板車100包括至少一個機電陀螺儀103。機電陀螺儀103設置在滑板支架102內并且以不影響車輪101轉動的方式設置在車輪101的旁側。
[0058]優選地，機電陀螺平衡滑板車100包括兩個機電陀螺儀103，兩個機電陀螺儀103分別設置在車輪的前后兩側。
[0059]優選地，機電陀螺平衡滑板車100包括兩個機電陀螺儀103，兩個機電陀螺儀103分別設置在車輪的左右兩側。
[0060]優選地，機電陀螺平衡滑板車100包括四個機電陀螺儀103，四個機電陀螺儀103分別設置在車輪的前后左右。
[0061]優選地，機電陀螺平衡滑板車100包括至少兩個機電陀螺儀103，至少兩個機電陀螺儀103對稱的設置在車輪1I的兩側。
[0062]機電陀螺儀103包括第二電機1031以及在第二電機1031驅動下高速旋轉以在水平面內產生扭矩的陀螺1032。第二電機1031的轉軸固定在滑板支架102的下支架1022上，并且第二電機1031以嵌入的方式設置在陀螺1032的軸心處。在第二電機1031的驅動下，陀螺1032高速旋轉。當人體重心與車輪重心不在一個平面上時，人體沿其傾斜方向施加在車輪上的力可以通過陀螺1032在因高速旋轉而在水平面內產生的力矩進行平衡，從而使車體保持平衡。
[0063]第二電機1031和陀螺1032成對地設置在滑板支架102內。即，一個陀螺1032便對應一個第二電機1031。本發明的第二電機1031為高速直流無刷電機。本發明的第二電機1031體積小，并且轉速可達18000-20000r/min。陀螺1032呈圓盤狀并且在其軸心處與第二電機1031連接。陀螺1032為鐵合金制成的盤狀結構。本發明的陀螺1032也可以稱之為轉子，其在第二電機1031的驅動下高速旋轉。陀螺1032在第二電機1031的驅動下，高速旋轉，由于陀螺效應，陀螺1032在高速旋轉過程中在其所處水平面內沿各個方向產生扭矩，使得車體能夠在各個方向受力均衡，進而在整體上平衡車體。
[0064]控制板104用于控制第一電機1011和第二電機1031旋轉。控制板104設置在滑板支架102內并且分別與第一電機1011和第二電機1031連接。控制板104設有用于檢測機電陀螺平衡滑板車100的運行加速度的加速度傳感器。加速度傳感器不斷檢測檢測機電陀螺平衡滑板車100的運行加速度，并將檢測到的加速度反饋給控制板104。優選地，加速度傳感器的檢測周期為2ms。
[0065]控制板104根據反饋的加速度計算出檢測機電陀螺平衡滑板車100的傾斜角度，并根據傾斜角度來控制第一電機1011的旋轉方向。例如，當計算出的傾斜角度大于零時，說明車體向前傾寫，此時控制板104控制第一電機1011向后旋轉。當計算出的傾斜角度為零，SP，檢測到的運行加速度為零，說明車體處于平衡狀態。當計算出的傾斜角度小于零時，說明車體向后傾斜，控制板104控制第一電機1011向前旋轉。本發明通過控制板104和加速度傳感器來控制檢測機電陀螺平衡滑板車100在前后方向上的自平衡。
[0066]輪胎保護蓋105沿滑板支架102的用于支撐人體的第一表面1028向外凸出。輪胎保護蓋105與暴露在第一表面1028外側的車輪101保持相匹配的形狀和尺寸。如圖1或圖2所示，輪胎保護蓋105呈半圓形，其設置在第一通孔1025處。輪胎保護蓋105處了保護暴露在車輪101上方的輪胎部分以外，對使用者也具有保護功能，避免將褲腳或裙角卷入車輪中，造成危險。
[0067]機電陀螺平衡滑板車100還包括設置在控制板104上的藍牙模塊。藍牙模塊與移動設備(例如手機或遙控器)連接的藍牙模塊根據移動設備發出的指令將機電陀螺平衡滑板車100設定為柔和騎行模式、舒適騎行模式或勁爆騎行模式。
[0068]柔和騎行模式為低速運行模式，S卩，機電陀螺平衡滑板車100在低速下行駛，一般在10km/h以下。柔和騎行模式適用于路況較差的情形，例如，下雨天道路，擁堵導道路，坑洼道路;此外還適合人群較多的路口，例如，十字路口、學校路口等。
[0069]舒適騎行模式為中速運行模式，S卩，機電陀螺平衡滑板車100在中速下行駛，一般在10-25km/h內。舒適騎行模式適合一般路況，其介于柔和騎行模式和勁爆騎行模式之間。
[0070]勁爆騎行模式為高速運行模式，S卩，機電陀螺平衡滑板車100在高速下行駛，一般在25km/h以上。但為了安全起見，在生產時，將機電陀螺平衡滑板車100的最高運行速度設置為40km/h。勁爆騎行模式適用于路況較好的情形，例如，行人和車輛較少的平直道路。
[0071]柔和騎行模式、舒適騎行模式以及勁爆騎行模式均為機電陀螺平衡滑板車100的自動運行模式。當使用者未開啟自動運行模式時，使用者仍通過調節身體在運動方向上的重心，例如，前傾或后仰身體，來自行控制機電陀螺平衡滑板車100的車速。當使用者開啟自動運行模式時，即選擇上述三種模式中的任意一種，控制板104控制第一電機1011的旋轉，將車速調整到與設定模式相匹配的速度。當第一電機1011的轉速發生變化時，第二電機1031也相應發生正相關的變化。即，第一電機1011轉速增大，第二電機1031相應增大，反之亦然。
[0072]在運行過程中，若當前車速超過當前騎行模式下的預設閾值時，滑板支架102會自動翹起，即，翹板功能，并且控制板104會控制第一電機1011車速減慢，此時，使用者便被提醒已超速。該預設閾值也可是使用者通過手機運用軟件進行設定的。
[0073]本發明的檢測機電陀螺平衡滑板車100還可以通過藍牙模塊向手機等移動設備發送數據，例如，車速、系統溫度、電池組106的剩余電量等。
[0074]電池組106設置在滑板支架102內。電池組106分別與第一電機1011、第二電機1031、控制板104以及控制板104上的加速度傳感器和藍牙模塊連接，為其提供電能。電池組106為具有充放電功能的蓄電池組。在滑板支架102的外側設有與電池組106相對應的充電接口 107。
[0075]優選地，電池組106用16串18650電池，電池電壓可以達到53-67.2V。
[0076]機電陀螺平衡滑板車100的照明燈108和尾燈109分別設置在滑板支架102的兩個端面上。
[0077]照明燈108用于在光線不好的道路上行駛時為使用者提供照明。
[0078]優選地，照明燈108內置有光敏傳感器，光敏傳感器能夠感知外界環境光線的變化，當采集到的光線低于預設閾值或高于預設閾值時，照明燈108自動點亮或熄滅，使得機電陀螺平衡滑板車100更加方便、智能化。
[0079]優選地，尾燈109可以由反光板代替。該反光板表面涂覆有一層熒光粉。當在夜路間行駛時，便于后面行駛的車輛能看到，起到提醒和警示的作用，從而提高行車的安全性。并且，涂有熒光粉的反光板不需要消耗電能，節能環保。
[0080]USB接口 110設置在滑板支架102的與電池組106相對應的側面上，并且USB接口 110與電池組106連接。使用者可以通過USB接口 110為手機等移動設備進行充電。
[0081]下面結合圖4，對本發明的機電陀螺平衡滑板車100的工作原理進行說明。
[0082]使用者通過開關111啟動機電陀螺平衡滑板車100，控制板104控制設置在車輪101旁側的至少一個機電陀螺儀103高速旋轉，由于陀螺效應，機電陀螺儀103的陀螺1032在高速旋轉過程中在其所處水平面內沿各個方向產生扭矩，使得車體能夠在各個方向受力均衡，進而在整體上平衡車體。加速度傳感器將檢測到的機電陀螺平衡滑板車100的加速度以脈沖信號(PWM)的形式發送給控制板104，控制板104根據接受到的代表加速度值的脈沖信號(PffM)和反三角函數a = arc s in (g/a)計算出機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度。當計算出的傾斜角度大于零時，說明車體向前傾寫，此時控制板104控制第一電機1011向后旋轉。當計算出的傾斜角度為零，即，檢測到的運行加速度為零，說明車體處于平衡狀態。當計算出的傾斜角度小于零時，說明車體向后傾斜，控制板104控制第一電機1011向前旋轉。通過調節第一電機1011向前或前后旋轉來控制機電陀螺平衡滑板車100在前后方向上的平衡。
[0083]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，包括: 車輪，所述車輪包括內置的第一電機和嵌套在所述第一電機外側的充氣輪胎； 滑板支架，所述滑板支架設置在所述車輪的外側并位于所述車輪的中間位置處； 至少一個機電陀螺儀，所述機電陀螺儀設置在所述滑板支架內并且以不影響所述車輪轉動的方式設置在所述車輪的旁側，所述機電陀螺儀包括第二電機以及在所述第二電機驅動下高速旋轉以在水平面內產生扭矩的陀螺；以及 控制板，用于控制所述第一電機和所述第二電機旋轉的所述控制板設置在所述滑板支架內并且分別與所述第一電機和所述第二電機連接，所述控制板設有用于檢測所述機電陀螺平衡滑板車的運行加速度的加速度傳感器。2.根據權利要求1所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述車輪還包括用于支撐固定所述滑板支架的支撐軸，所述支撐軸位于所述第一電機的軸心并從所述第一電機的表面向外延伸凸出。3.根據權利要求1所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述滑板支架包括上支架和下支架，所述上支架和所述下支架限定出一腔體，所述腔體中設有加強橫梁。4.根據權利要求3所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述上支架、所述下支架和所述加強橫梁分別在與所述車輪對應的位置處設有足以容納所述車輪的第一通孔、第二通孔和第三通孔。5.根據權利要求1所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述第二電機和所述陀螺成對地設置在所述滑板支架內，其中，所述第二電機為高速直流無刷電機，所述陀螺呈圓盤狀并且在其軸心處設置有所述第二電機。6.根據權利要求1所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述控制板根據所述加速度傳感器檢測到的所述機電陀螺平衡滑板車的加速度以及公式a = arc sin(g/a)計算出所述機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度，并根據計算出的所述傾斜角度控制所述第一電機和/或所述第二電機的旋轉方向和/或旋轉速度，其中，α為所述機電陀螺平衡滑板車的傾斜角度，a為所述機電陀螺平衡滑板車的加速度，g為重力加速度，等于9.8m/s2。7.根據權利要求1至6之一所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述機電陀螺平衡滑板車還包括沿所述滑板支架的用于支撐人體的第一表面向外凸出的輪胎保護蓋，所述輪胎保護蓋與暴露在所述第一表面外側的所述車輪保持相匹配的形狀和尺寸。8.根據權利要求7所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述機電陀螺平衡滑板車還包括設置在所述控制板上的藍牙模塊，所述藍牙模塊與移動設備連接并且根據所述移動設備發出的指令將所述機電陀螺平衡滑板車設定為柔和騎行模式、舒適騎行模式或勁爆騎行模式。9.根據權利要求8所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述機電陀螺平衡滑板車還包括設置在所述滑板支架內的電池組，所述電池組分別與所述第一電機、所述第二電機、所述控制板和所述加速度傳感器連接，并且在所述滑板支架的外側設有與所述電池組相對應的充電接口。10.根據權利要求9所述的機電陀螺平衡滑板車，其特征在于，所述機電陀螺平衡滑板車還包括照明燈、尾燈和USB接口，其中， 所述照明燈和所述尾燈分別設置在所述滑板支架的兩個端面上， 所述USB接口設置在所述滑板支架的與所述電池組相對應的側面上，并且所述USB接口與所述電池組連接。
【文檔編號】A63C17/22GK105833514SQ201610332802
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】林鴻貴
【申請人】林鴻貴