CN106515947B - 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制*** - Google Patents

一种体感纵向二轮车的控制方法及控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN106515947B
CN106515947B CN201611249777.7A CN201611249777A CN106515947B CN 106515947 B CN106515947 B CN 106515947B CN 201611249777 A CN201611249777 A CN 201611249777A CN 106515947 B CN106515947 B CN 106515947B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensing
motor
platform
control
reaction force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611249777.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106515947A (zh
Inventor
陈辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Chic Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Hangzhou Chang Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Chang Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Hangzhou Chang Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201611249777.7A priority Critical patent/CN106515947B/zh
Priority to US16/475,131 priority patent/US11459052B2/en
Priority to PCT/CN2017/075512 priority patent/WO2018120411A1/zh
Priority to EP17886925.1A priority patent/EP3564104A4/en
Priority to JP2019535751A priority patent/JP6910080B2/ja
Publication of CN106515947A publication Critical patent/CN106515947A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106515947B publication Critical patent/CN106515947B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K11/00Motorcycles, engine-assisted cycles or motor scooters with one or two wheels
    • B62K11/007Automatic balancing machines with single main ground engaging wheel or coaxial wheels supporting a rider
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B62J45/416Physiological sensors, e.g. heart rate sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62JCYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K2204/00Adaptations for driving cycles by electric motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种体感纵向二轮车的控制方法,包括:采集人体的向前倾、向后倾的姿态数据,并通过中央处理器进行算法运算控制电路驱动模块的输出,进而控制电机的转动输出;电机的电机转子在电路驱动模块的输出控制作用下输出运动向量和加速度控制车轮转动,电机转子在转动输出过程中电机定子受到反作用力,电机定子将该反作用力通过机械结构传动到体感平台;体感平台将反作用力传递反馈至站在体感平台上的用户,从而通过人体姿势二次调整体感平台的姿态数据,从而达到体感平衡控制。该方法使得该二轮车自动达到体感平衡。本发明还涉及一种使用该控制方法的一种体感纵向二轮车的控制***。

Description

一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***
技术领域
本发明涉及一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***。
背景技术
随着电动车的发展及人们生活水平的提高,电动车已经成为人们日常的主要代步工具,尤其是两轮代步车在观光或巡逻中更为实用,如体感电动平衡车,其基于车体内部陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态变化,并通过电机驱动以实现车体运动平衡,近年来作为休闲和巡逻等代步工具已广泛应用在生态旅游风景区、大型公园、机场和高档小区。然而,传统市面上的体感电动平衡车的运动速度一般建议不超过15码每小时,速度过大时,容易造成电流过大、主板被烧坏,而且传统的体感电动平衡车当方向失控要摔倒时,由于车轮设置在人身体的左右两侧,前方把手设置于人身体的前方,导致人体不能及时从平衡车上下来,最后导致随着平衡车一起摔倒,容易出现安全事故。因此,申请人研发了一种结构简单,使用安全可靠的一种体感纵向二轮车。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种体感纵向二轮车的控制方法,使得该二轮车自动达到体感平衡。
本发明另外一个目的在于提供一种使用该控制方法的一种体感纵向二轮车的控制***。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种体感纵向二轮车的控制方法,包括:
采集人体的向前倾、向后倾的姿态数据,并通过中央处理器进行算法运算控制电路驱动模块的输出,进而控制电机的转动输出;
电机的电机转子在电路驱动模块的输出控制作用下输出运动向量和加速度控制车轮转动,电机转子在转动输出过程中电机定子受到反作用力,电机定子将该反作用力通过机械结构传动到体感平台;
体感平台将反作用力传递反馈至站在体感平台上的用户,从而通过人体姿势二次调整体感平台的姿态数据,从而达到体感平衡控制。
优选地,上述的一种体感纵向二轮车的控制方法,其中人体前倾时,体感平台向前转动,电机加大电机转子正向输出,车体向前加速,同时电机定子的反作用力使得平台呈向后趋势抬起平台,保持一定的相对平衡状态;人体后倾时,体感平台向后转动,电机加大电机转子反向输出,车体向前减速,同时电机定子的反作用力使得平台呈向前趋势抬起平台,保持一定的相对平衡状态。
一种体感纵向二轮车的控制***,包括:
-体感模块,其包括体感平台和安装于体感平台内的状态姿态传感器;
-中央处理器,其与所述状态姿态传感器数据信号连接;
-电路驱动模块,其设置于所述中央处理器和电机之间,该电机包括电机转子和电机定子,电机转子与轮子传动连接,用于驱动轮子转动,电机定子与所述体感平台机械传动连接。
较现有技术,本发明的有益效果主要体现在:通过本技术方案用户只需要通过调节人体姿势便可达到控制平衡的目的,其一方面通过调节人体姿势通过中央处理器控制电机的输出,进而控制二轮车轮子的前进、后退、加速、减速或停止,同时,另一方面,电机在对外做功时,电机转子和电机定子之间存在相互作用力,电机定子受到的反作用力还可以实时通过机械传动传导至装有旋转轴的体感平台,形成负反馈,从而通过人体姿势二次调整体感平台的姿态数据,从而达到体感平衡控制。
附图说明
图1:本发明结构原理示意框图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:
如图1所示,一种体感纵向二轮车的控制方法,包括:
采集人体的向前倾、向后倾的姿态数据,并通过中央处理器进行算法运算控制电路驱动模块的输出,进而控制电机的转动输出;
电机的电机转子在电路驱动模块的输出控制作用下输出运动向量和加速度控制车轮转动,电机转子在转动输出过程中电机定子受到反作用力,电机定子将该反作用力通过机械结构传动到体感平台;
体感平台将反作用力传递反馈至站在体感平台上的用户,从而通过人体姿势二次调整体感平台的姿态数据,从而达到体感平衡控制。
人体前倾时,体感平台向前转动,电机加大电机转子正向输出,车体向前加速,同时电机定子的反作用力使得平台呈向后趋势抬起平台,保持一定的相对平衡状态;人体后倾时,体感平台向后转动,电机加大电机转子反向输出,车体向前减速,同时电机定子的反作用力使得平台呈向前趋势抬起平台,保持一定的相对平衡状态。
一种体感纵向二轮车的控制***,包括:
-体感模块,其包括体感平台和安装于体感平台内的状态姿态传感器;
-中央处理器,其与所述状态姿态传感器数据信号连接;
-电路驱动模块,其设置于所述中央处理器和电机之间,该电机包括电机转子和电机定子,电机转子与轮子传动连接,用于驱动轮子转动,电机定子与所述体感平台机械传动连接。
通过本技术方案用户只需要通过调节人体姿势便可达到控制平衡的目的,其一方面通过调节人体姿势通过中央处理器控制电机的输出,进而控制二轮车轮子的前进、后退、加速、减速或停止,同时,另一方面,电机在对外做功时,电机转子和电机定子之间存在相互作用力,电机定子受到的反作用力还可以实时通过机械传动传导至装有旋转轴的体感平台,形成负反馈,从而通过人体姿势二次调整体感平台的姿态数据,从而达到体感平衡控制。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种体感纵向二轮车的控制方法,包括:
采集人体的向前倾、向后倾的姿态数据,并通过中央处理器进行算法运算控制电路驱动模块的输出,进而控制电机的转动输出;
电机的电机转子在电路驱动模块的输出控制作用下输出加速度控制车轮转动,电机转子在转动输出过程中电机定子受到反作用力,电机定子将该反作用力通过机械结构传动到体感平台;
体感平台在反作用力的作用下具有向电机转子转向的反方向转动的趋势,从而使得人体姿势保持平衡状态,达到体感平衡控制。
2.根据权利要求1所述的一种体感纵向二轮车的控制方法,其特征在于:人体前倾时,体感平台向前转动,电机加大电机转子正向输出,车体向前加速,同时电机定子的反作用力使得平台向后转动抬起平台前部,保持一定的相对平衡状态;人体后倾时,体感平台向后转动,电机加大电机转子反向输出,车体向前减速,同时电机定子的反作用力使得平台向前转动抬起平台后部,保持一定的相对平衡状态。
3.一种使用如权利要求1或2所述的控制方法的体感纵向二轮车的控制***,包括:
-体感模块,其包括体感平台和安装于体感平台内的状态姿态传感器;
-中央处理器,其与所述状态姿态传感器数据信号连接;
-电路驱动模块,其设置于所述中央处理器和电机之间,该电机包括电机转子和电机定子,电机转子与轮子传动连接,用于驱动轮子转动,电机定子与所述体感平台机械传动连接。
CN201611249777.7A 2016-12-29 2016-12-29 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制*** Active CN106515947B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611249777.7A CN106515947B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***
US16/475,131 US11459052B2 (en) 2016-12-29 2017-03-03 Control method for use with longitudinal motion-sensing two-wheeled vehicles and control system
PCT/CN2017/075512 WO2018120411A1 (zh) 2016-12-29 2017-03-03 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***
EP17886925.1A EP3564104A4 (en) 2016-12-29 2017-03-03 CONTROL METHOD FOR USE WITH LONGITUDINAL MOTION SENSING TWO-WHEELED VEHICLES AND CONTROL SYSTEM
JP2019535751A JP6910080B2 (ja) 2016-12-29 2017-03-03 自己感知縦型二輪車の制御方法と制御システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611249777.7A CN106515947B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106515947A CN106515947A (zh) 2017-03-22
CN106515947B true CN106515947B (zh) 2019-01-11

Family

ID=58338547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611249777.7A Active CN106515947B (zh) 2016-12-29 2016-12-29 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11459052B2 (zh)
EP (1) EP3564104A4 (zh)
JP (1) JP6910080B2 (zh)
CN (1) CN106515947B (zh)
WO (1) WO2018120411A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106814738A (zh) * 2017-03-30 2017-06-09 南通大学 一种基于体感控制技术的轮式机器人及其操控方法
CN111941102B (zh) * 2020-08-19 2022-03-15 山东理工大学 用于切削加工的单向加工力调整平台

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004007264A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Deka Products Limited Partnership Control of a transporter based on attitude
JP2005094898A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 平行2輪乗用台車
CN104386184A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 王文飞 基于单框架控制力矩陀螺的前后两轮交通工具平衡***
CN104477052A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 浙江大学 一种自平衡载人电动独轮车的控制方法
CN205022785U (zh) * 2015-08-10 2016-02-10 深圳一哥智行科技有限公司 电动车
CN205737908U (zh) * 2016-04-29 2016-11-30 深圳车泰斗科技有限公司 一种电动滑板车

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7703568B2 (en) * 2003-06-12 2010-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Coaxial motorcycle
EP1529556B1 (en) * 2003-11-04 2013-02-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Travelling apparatus and method for controlling thereof
JP4506776B2 (ja) * 2007-04-05 2010-07-21 トヨタ自動車株式会社 走行装置
FR2976548B1 (fr) * 2011-06-17 2013-06-07 Univ Paris Sud 11 Gyropode "hubless" de structure simplifiee
US8738278B2 (en) * 2012-02-12 2014-05-27 Shane Chen Two-wheel, self-balancing vehicle with independently movable foot placement sections
WO2014182527A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-13 Future Motion, Inc. Self-stabilizing skateboard
CN203844935U (zh) * 2014-02-28 2014-09-24 鲍炜 一种准两轮电动车
CN106005180B (zh) * 2014-09-15 2017-06-30 常州爱尔威智能科技有限公司 一种电机外置式自平衡双轮电动车
WO2016095209A1 (zh) * 2014-12-19 2016-06-23 深圳市森浦精机科技有限公司 脚控电动车
CN204775712U (zh) * 2015-05-15 2015-11-18 东莞易步机器人有限公司 一种电动车
CN205022758U (zh) 2015-09-18 2016-02-10 天津市嘉美特自行车有限公司 一种具有加热功能的自行车鞍座
CN105151193B (zh) * 2015-09-30 2018-08-21 东阳市新意工业产品设计有限公司 基于人体重力感应控制行车速度和方向的体感车及方法
FR3045510B1 (fr) * 2015-12-21 2018-01-05 Universite Paris-Sud Gyropode ou transporteur personnel
CN106275170B (zh) * 2016-08-29 2018-11-13 深圳市动平衡科技有限公司 姿态车
WO2018081315A1 (en) * 2016-10-25 2018-05-03 Future Motion, Inc. Self-balancing skateboard with strain-based controls and suspensions

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004007264A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-22 Deka Products Limited Partnership Control of a transporter based on attitude
JP2005094898A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 平行2輪乗用台車
CN104386184A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 王文飞 基于单框架控制力矩陀螺的前后两轮交通工具平衡***
CN104477052A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 浙江大学 一种自平衡载人电动独轮车的控制方法
CN205022785U (zh) * 2015-08-10 2016-02-10 深圳一哥智行科技有限公司 电动车
CN205737908U (zh) * 2016-04-29 2016-11-30 深圳车泰斗科技有限公司 一种电动滑板车

Also Published As

Publication number Publication date
EP3564104A1 (en) 2019-11-06
US20190328283A1 (en) 2019-10-31
JP2020503211A (ja) 2020-01-30
CN106515947A (zh) 2017-03-22
JP6910080B2 (ja) 2021-07-28
EP3564104A4 (en) 2020-08-05
WO2018120411A1 (zh) 2018-07-05
US11459052B2 (en) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104494749B (zh) 一种电动自平衡式双轮车
CN202879694U (zh) 单轮自平衡电动车
CN103385791A (zh) 一种残疾人姿态控制多功能轮椅及控制方法
CN106515947B (zh) 一种体感纵向二轮车的控制方法及控制***
CN103895770A (zh) 一种前后左右自平衡电动独轮车
CN103754301A (zh) 自平衡两轮行走车
CN106963572A (zh) 重心控制行进及转弯的电动轮椅
CN108974219B (zh) 一种用于平衡车的机械式自刹车装置
CN203806063U (zh) 一种前后左右自平衡电动独轮车
CN105947050A (zh) 一种自平衡电动双轮车
CN104118503B (zh) 电动自行车
CN104843132A (zh) 一种助力自行车的助力控制装置和方法
CN105905218A (zh) 新型便携自平衡装置
CN106965900A (zh) 一种行走电动自行车
CN106200635B (zh) 一种基于电动独轮车的扭腰式平衡木偶
CN204507111U (zh) 电动车前后轮电机驱动装置和电动车
CN203749716U (zh) 电动轮椅车四轮独立驱动机构
CN108622234A (zh) 双模式电动平衡车及其模式转换方法
CN207060312U (zh) 一种代步健身折叠自行车
CN106094826B (zh) 一种基于电动独轮车的轨道扭腰式平衡木偶
CN207466857U (zh) 一种体控电动车
CN104608860A (zh) 一种自动转向两轮自平衡电动车
CN216580673U (zh) 一种方向调节器侧置的电动车
CN217037075U (zh) 一种双控驱动控制结构
CN205872324U (zh) 新型便携自平衡装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190520

Address after: 311113 9 buildings of Qixian bridge village, Liangzhu street, Yuhang District, Hangzhou, Zhejiang (1 stories, 3 storeys and 3-4 storeys of the North Tower).

Patentee after: Objective intelligent Science and Technology Ltd. is ridden in Hangzhou

Address before: 310000 3 building, 1 science and Technology Park, Liangzhu University, Liangzhu street, Liangzhu street, Yuhang, Hangzhou, Zhejiang

Patentee before: Hangzhou Chang Intelligent Technology Co., Ltd.