CN105129006A - 一种智能体感车 - Google Patents

Abstract

一种智能体感车，包括车架、转向装置、控制***，其中转向装置包括转向杆、转向驱动装置、连接机构、壳体，转向驱动模块悬吊于连接机构上，其中连接机构与壳体间断性连接，控制***包括与压力传感器、陀螺仪模块、加速度计模块、姿态感应模块连接的微控制器模块，其中姿态感应模块放于驾驶员身上，用于感应驾驶员的姿态信息，当位于把手的压力传感器感应到双手均离开了把手则自动进入通过体感控制操作驾驶车子的状态。控制器根据驾驶员的姿态信息进行左转、右转、加速、减速、停车相应的驾驶操作，控制***由电源模块提供电能。可用于驾驶者在道路中驾驶车时，驾驶员的头部代替手控制车子转向，可以减轻驾驶疲劳以及预防由于手机来电或短信等突发因素导致的手忙脚乱而引起意外事故。

Description

一种智能体感车

技术领域

本发明涉及一种智能体感车，特别涉及自行车、电动自行车、三轮车、摩托车等轻便交通工具的姿态体感驾驶***。

背景技术

自行车及电动自行车作为绿色方便的交通工具十分流行，对于在路面较为平坦单一的路途中，长时间骑行十分疲劳、枯燥。

公开号CN204415584U公开了一种通过语音控制的两轮电动自行车，其前叉与把手是通过电机贯通轴的连接，在翻车时地对把手的撞击将电机轴打折的风险很大，同时由于其采用语音控制转向，语音识别在户外嘈杂的环境中识别命令准确率较低，所以控制效率较低，不会很灵敏。

发明内容

基于上述电动自行车存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能体感车，通过人体其他部位代替手操作把手的转向，实现自行车稳定高效地自动驾驶。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种智能体感车，包括车架、转向装置、控制***，其中转向装置包括转向杆、转向驱动装置、连接机构、壳体，转向驱动模块悬吊于连接机构上，其中连接机构与壳体间断性连接，控制***包括与压力传感器、陀螺仪模块、加速度计模块、姿态感应模块连接的微控制器模块，其中姿态感应模块放于驾驶员身上，用于感应驾驶员的姿态信息，控制器根据驾驶员的姿态信息进行左转、右转、加速、减速、停车相应的驾驶操作，控制***由电源模块提供电能。

其特征在于所述的陀螺仪模块和加速度计模块有两种，一种位于车头部位，用于检测车体的姿态信息与转向信息，传给控制器保持车身平衡地驾驶，另一种在放在驾驶员身上姿态感应模块中。

其特征在于所述的穿过连接机构与壳体的间隙的转向杆与联轴器相连，其中联轴器的直径大于驱动装置的直径，使与联轴器相连的转向杆与处在内部的驱动装置之间有间隙。

其特征在于车架的把手处有与微控制器相连的压力传感器，用于感应驾驶者的双手是否离开了把手，当感应到双手均离开了把手则车载的陀螺仪和加速度计的信息被控制器的处理后通过驱动转向装置保持车身平衡的向前驾驶。

其特征在于车架的把手处有与微控制器相连的压力传感器，用于感应驾驶者的双手是否离开了把手，当感应到双手均离开了把手则自动进入通过体感控制驱动装置车子驾驶操作的状态。

本发明的优势在于。

通过人体其他部位代替手操作把手的转向，可减轻驾驶疲劳及预防人在紧张时手的抖动控制车身不稳定。

通过位于车架的把手处有与微控制器相连的压力传感器，检测到双手离开把手后，自动保持车身平衡状态，并通过姿态控制车子转向，免去了人工切换手动转向与自动转向的步骤，更加贴近紧张、危急的应用场合。

转向驱动装置被悬吊固定在连接机构上，使得转向装置的集成度大大提高，使得在传统自行车外部外形没有太大改变的情况下，为车子增加了自动驾驶功能，更加符合人们对自行车外形简洁、结构牢靠的要求。

比起独轮平衡车和同轴平衡车更加符合人们对交通工具的使用习惯。

本发明在自动驾驶状态中使用姿态感应模块控制车子的转向，比起语音识别方式控制更加高效、准确，避免了行驶中气流引起的杂音对语音识别的干扰。

附图说明

图1所示的智能体感车示意图。

图2所示的智能体感车控制***结构图。

图3所示的智能体感车转向装置装配图。

具体实施方式

如图1在该实施例中，所述***包括：包括在自行车车体100上的控制装置200和转向装置300。如图2位于车体上的控制装置200包括与压力传感器210、陀螺仪230、加速度计240、姿态感应模块250相连的微控制器220。陀螺仪230和加速度计240安装于自行车车体100转向相关的车头部位上与微控制器220连接，控制***由电源模块260供电。

所述的陀螺仪230与加速度计240放置于与转动装置300的转动状态相关的位置，比如把手、转向杆、前叉、车轮。位于驾驶员身上的姿态感应模块250优先放在人体头部，用于通过检测驾驶员的头部摆动姿态信息控制车子的左转、右转、加速、减速等驾驶操作。

如图3所示，其中转向装置300包括转向杆310、转向驱动装置320、连接机构330、壳体340，连接机构330上面有用于通过螺栓固定驱动装置的孔和通过电机轴的轴孔。转向驱动装置320悬吊固定于连接机构330上。

转向驱动装置320悬吊固定于连接机构330中，连接机构330与壳体340之间间断性连接，其中连接机构330与壳体340之间有通过转向杆310的间隙。

所述的连接机构330与壳体340之间的2连接处个间隙角度为180度左右，转向杆310的2个顶端分别从2个间隙通过。车子在转向的时候，转向杆310可在180度左右的范围内活动。

转向杆310通过连接机构330和壳体340之间的间隙与联轴器350相连，转向驱动装置320的驱动轴穿过连接机构330的电机轴孔与联轴器350相连，转向杆310将连接机构330和转向驱动装置320处在转向杆310两个顶端的中间,联轴器350外侧有缺口，转向杆310顶部半嵌于外侧的缺口中，同时转向杆310露在联轴器外边的部分被紧固件将两者紧固在一起，防止在转向杆310与联轴器350一起运动时相互打滑，由于转向杆310被紧固件接触的部分，使得龙头与转向杆310和联轴器350连接后，对于纵向方面的力不会单一地施加在联轴器上，确保了联轴器350与驱动装置320连接的稳定性，转向杆310与联轴器350相连后，还应高出壳体340一部分，方便紧固件将龙头（图未示）与转向杆310顶部和联轴器350连接固定，其中联轴器350的直径大于驱动装置的直径，使与联轴器相连的转向杆310顶部与驱动装置320之间有相对活动的间隙。

转向驱动装置320与联轴器350相连后，通过转向杆310顶端两侧的紧固件将两者固定，连接机构330的转向驱动装置320的电机转动时，将带动转向杆310转动从而使前叉和车轮随之运动，实现体感转向驾驶的操作。

连接机构330应低于外壳340的高度，便于车头碗组（未画出）放置于壳体340的两端。

本发明智能体感车的工作过程：当智能体感车行驶过程中，位于车架的把手处的与微控制器相连的压力传感器，感应到驾驶者的双手离开了把手，则车载的反应车身姿态的陀螺仪和加速度计的信息被控制器接收并处理后通过驱动转向装置保持车身平衡的向前驾驶，微控制器220根据陀螺仪230与加速度计240返回的姿态信息和加速度信息，通过PID控制按照进入自动驾驶时的方向为行驶方向，控制转向驱动装置320中的转向电机的转动角度和转向速度从而保持车身平衡地自动驾驶。同时自动进入通过体感控制驱动装置车子驾驶操作的状态。微控制器220接收戴在驾驶员头上的姿态感应模块250发送来的驾驶员头部姿态信息，控制器220根据驾驶员头部姿态的左倾、右倾、前倾、后倾判断驾驶者的操作意图，微控制器根据检测到的驾驶员头部的偏向角度和偏向加速度的信息控制转向驱动装置实现左转、右转以及动力驱动装置的加速、减速、停止驾驶功能，实现体感转向驾驶的操作。

所述的车载的陀螺仪和加速度计，在三轮车的应用场合下可以不加，也可以只用来作为指引方向的作用。

所述的转向驱动装置320可以是直流电机、减速电机、伺服电机也可以是步进电机。

所述的姿态感应模块250与微控制器220的之间连接的方式可以是无线方式也可以是有线方式。

控制***中保持车身平衡驾驶的时候需要的速度信息可以通过加速度计240获得加速度信息通过积分获得，也可以通过另加霍尔元件、编码器等类似的速度传感器获得。

所诉的转向杆310顶部可以是圆柱的也可以是带弧度的板状，可以是两个也可以是一个或多个。

所述的连接机构330与壳体的连接处可以一个也可以是多个，它在连接机构330与壳体340之间可以是固定的也可以是可拆卸的，如导轨式。

所述的姿态感应模块250可以为六轴陀螺仪MPU6050，用于检测头部的姿态头部的倾斜加速度和倾斜角度，也可以是其它型号的六轴传感器及组合。

所述智能体感车进入自动驾驶模式后的可以是靠车子惯性前行，也可以是靠人力驱动前行，在电动车的条件下可以是电力驱动下配合动力驱动装置自动驾驶。

需要说明的是，为了简化说明，壳体340两端的车头碗组以及与把手主杆的连接方式与常见自行车的连接方式并无异处，为了简化说明，不再赘述。

Claims (10)

1.一种智能体感车，包括车架、转向装置、控制***，其中转向装置包括转向杆、转向驱动装置、连接机构、壳体，转向驱动模块悬吊于连接机构上，其中连接机构与壳体间断性连接，控制***包括与姿态感应模块连接的微控制器模块，其中姿态感应模块放于驾驶员身上，用于感应驾驶员的姿态信息，控制器根据驾驶员的姿态信息进行左转、右转、加速、减速、停车相应的驾驶操作，控制***由电源模块提供电能。

2.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于所述的连接机构上有用于通过螺栓固定转向驱动装置的孔和通过驱动电机的轴孔。

3.如权利要求2所述的智能体感车，其特征在于所述的转向驱动装置被悬吊固定在连接机构上，转向驱动装置的轴穿过连接机构的孔与联轴器的轴孔连接。

4.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于连接结构与壳体的连接是间断性连接的，间隙的作用是使转向杆顶端在其中活动。

5.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于所述的转向杆顶端为分叉结构，转向驱动装置处于转向杆顶端分叉结构中间。

6.如权利要求4所述的智能体感车，其特征在于所述的穿过连接机构与壳体的间隙的转向杆与联轴器相连，其中联轴器的直径大于转向驱动装置的直径，使与联轴器相连的转向杆与被包裹在内部的转向驱动装置之间有间隙。

7.如权利要求6所述的智能体感车，其特征在于所述的联轴器外侧有缺口，转向杆顶部半嵌于外侧的缺口中，同时转向杆露在联轴器外边的部分被紧固件将两者紧固在一起，防止在转向杆与联轴器一起运动时相互打滑。

8.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于车架的把手处有与微控制器相连的压力传感器，用于感应驾驶者的双手是否离开了把手，控制***中有陀螺仪模块、加速度计模块，当感应到双手均离开了把手则自动进入通过陀螺仪模块、加速度计模块检测车身的姿态并控制转向驱动装置使车子保持平衡的驾驶状态。

9.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于姿态感应模块放在驾驶员头部，它将头部的姿态信息反馈给微控制器，微控制器根据检测到的驾驶员头部的偏向角度和偏向加速度的信息控制转向驱动装置实现左转、右转以及动力驱动装置的加速、减速、停止驾驶功能。

10.如权利要求1所述的智能体感车，其特征在于所述的驱动装置为减速电机。