CN111055958A - 电动平衡车控制使用方法及电动平衡车*** - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供电动平衡车控制使用方法及电动平衡车***，解决现有平衡车存在的一些问题，即电动平衡车的控制方法，所述的电动平衡车的控制器接收平衡传感装置信号用于控制驱动接地元件运动，驱动所述接地元件运动并保持电动平衡车在前进后退方向的平衡，离地传感器传输电动平衡车是否离开地面信号给控制器，所述控制器根据从所述离地传感器接收的所述电动平衡车是否离开地面的信号改变驱动所述接地元件的运动方式，及电动平衡车***。
Description
技术领域
本发明涉及代步工具领域，具体是电动平衡车控制使用方法及电动平衡车***。
背景技术
平衡车从出现以来，因为自身带有的平衡能力，在世界各地给不同年龄的人们带来很多乐趣和方便，包括独轮平衡车，双轮平衡车和双脚分离的悬浮鞋类平衡车等，然而这些各种类平衡车也一直饱受诟病，因为人们自从使用平衡车就一直不断出现严重问题，例如各种原因导致人体受伤甚至死亡，很多家长因为平衡车的这种危险性而不愿意冒险让孩子使用平衡车，这种情况使人们对平衡车望而却步，现在生产平衡车的大量厂家也因此纷纷减产或停产，种种情况说明，现有各种平衡车结构及功能存在问题，需要改进。
发明内容
本发明的目的是提供电动平衡车控制使用方法及电动平衡车***，解决现有平衡车存在的一些问题。
一种电动平衡车的控制方法，所述的电动平衡车的控制器接收平衡传感装置信号用于控制驱动接地元件运动，驱动所述接地元件运动并保持电动平衡车在前进后退方向的平衡，离地传感器传输电动平衡车是否离开地面信号给控制器，所述控制器根据从所述离地传感器接收的所述电动平衡车是否离开地面的信号改变驱动所述接地元件的运动方式。
一种电动平衡车***，其控制和使用方法为，所述第一电动平衡车固定在人体左脚，所述第二电动平衡车固定在人体右脚，在所述第一电动平衡车和第二电动平衡车都接地的时候，依靠人体脚前部上下活动，带动所述第一电动平衡车和第二电动平衡车前后俯仰，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的平衡传感器把信号分别传递给所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的控制器，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的控制器分别驱动所述接地元件，带动所述第一电动平衡车和第二电动平衡车前后运动，实现人体前后运动和转向运动，在所述左脚和固定于该脚的第一电动平衡车抬起离开地面的时候，所述第一电动平衡车的控制器接收所述第一电动平衡车的离地传感器的信号，控制该脚所固定的所述第一电动平衡车的所述接地元件运转，直到该所述第一电动平衡车落地而使所述接地元件接地，所述第一电动平衡车离地传感器传递接地信号给所述第一电动平衡车的控制器，所述第一电动平衡车的控制器改变使用所述第一平衡车的所述平衡传感器信号，所述第一电动平衡车控制器驱动所述第一电动平衡车的接地元件带动第一电动平衡车运动，同样使用方法用于右脚和固定于该脚的所述第二平衡车，通过这种方法可以实现人体两只脚分别带动所述电动平衡车轮流离地和接地运动。
所述的一种电动平衡车***，其控制和使用方法为，在所述左脚和固定于该脚的第一电动平衡车抬起离开地面的时候，所述第一电动平衡车的控制器接收所述第一电动平衡车的离地传感器的信号，根据现有人体运动速度控制该脚所固定的所述第一电动平衡车的所述接地元件以相同于现有人体运动速度的速度运转，实际上所述现有人体运动速度与正在接触地面运转的右脚的第二电动平衡车的速度一致，直到该所述第一电动平衡车落地而使所述接地元件接地，同样原理适用于所述右脚和固定于该脚的所述第二平衡车。
所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，所述的控制器变化使用离地传感器传递信号和平衡传感器信号，改变驱动所述接地元件的运动方式，包括完全切换和同时使用各个传感器的信号，所述完全切换即所述控制器在某个时间只利用其中一个的信号工作，所述同时使用即所述控制器根据设定的程序同时利用各个传感器的信号加权或比例工作。
通过上述控制和使用方法，所述的电动平衡车***在所述第一电动平衡车和第二电动平衡车接触地面的时候利用不同的速度转向，而在所述第一电动平衡车和第二电动平衡车其中一个离开地面的时候，利用人体脚部带动转向。
一种电动平衡车，包括：电源，控制器，平衡传感装置，离地传感器，接地元件和脚部固定元件，所述电源连接所述控制器，所述平衡传感装置和所述离地传感器连接所述控制器，所述脚部固定元件固定所述电动平衡车于脚部。
所述的一种电动平衡车，所述的接地元件为一个或一个以上相对于所述的一种电动平衡车前进后退方向的横向设置，使所述的电动平衡车能够前后俯仰，所述接地元件通常是各种形状大小的电动车轮。
所述的一种电动平衡车，所述的离地传感器为能够识别所述的电动平衡车是否离开地面或离开地面的距离至少其中一种。
所述的一种离地传感器，所述的离地传感器为光电传感器，激光测距传感器，超声波传感器和压力传感器等至少其中一种，不同原理的传感器可以检测判断所述电动平衡车是否离开地面，所述离地传感器也可以采用电开关，在采用所述常开或常闭电开关受到压力变化的时候，电连接发生变化，输出信号给所述控制器，在利用多个或多种不同类型传感器可以获得更多更准确信息，所述离地传感器可以设置在所述电动平衡车与人体脚部连接位置或所述电动平衡车内部各连接部位。
所述的一种电动平衡车，所述的脚部固定元件直接或间接与脚部固定，直接固定包括直接与人体的脚部固定和把所述脚部固定元件制作成一体的鞋子的形状与脚部固定，间接固定例如所述的脚部固定元件与脚部的鞋子固定。
所述的一种电动平衡车，所述的平衡传感装置为陀螺仪，所述陀螺仪用于感应电动平衡车的俯仰姿态，所述陀螺仪有多种，可以采用设有加速度传感器的陀螺仪，可以输出所述电动平衡车的加速度大小和方向信号给所述控制器用于控制所述电动平衡车。
所述的一种电动平衡车，至少所述的电源设置在人体腰部或背部，所述电源设有电源总开关，所述电源可以盛放在腰部或背部的背包里，所述电源可以挂设在腰带，所述电源的电芯设置为可以手动拆卸更换，方便在所述电芯没有电量的时候，直接更换所述电芯，节约时间，增加续航里程，所述电源设有移动通讯设备充电口，例如USB充电口，方便给手机等充电，所述电源可以与所述电动平衡车拆卸分离，便于携带单独充电和给其他电器供电使用，例如设置可以插拔的接口。
所述的一种电动平衡车，所述电动平衡车设有倾倒断电保护装置，所述倾倒断电保护装置与控制器连接或直接与所述电源连接，通过所述控制器可以停止所述接地元件的运动，直接与所述电源连接可以切断所述电源，在所述电动平衡车倾倒的状态下实施断电，使所述电动平衡车停止运行，所述倾倒断电保护装置可以采用利用重力感应实施的装置，例如水银开关，可以采用陀螺仪实施的装置等。
所述的一种电动平衡车，所述的控制器设有处理器，能够根据人体使用状态***衡车，使所述电动平衡车使用更加流畅省力。
所述的一种电动平衡车，所述的电动平衡车还设有驻车装置，所述驻车装置包括但不限于能够锁住所述接地元件的运动，锁住所述接地元件的运动能够使所述的电动平衡车驻车，在所述的电动平衡车还可以设置支架或刹车蹄也可以使所述的电动平衡车驻车，所述驻车装置可以采用电子驱动或全机械驱动，所述电子驱动例如电动刹车装置，所述全机械驱动例如拉线刹车装置，用所述电子驱动可以采用有线或遥控的方法及装置，打开并利用所述驻车装置可以驻车，可以人体站立在所述电动平衡车停止运动，所述驻车装置的开关可以与所述电源一起设置在人体腰部或背部。
一种电动平衡车***，包括：根据前述所述的第一电动平衡车，和根据前述所述的第二电动平衡车。
所述的一种电动平衡车***，其设置和使用方法为，所述第一电动平衡车固定在人体左脚，所述第二电动平衡车固定在人体右脚，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的电源共享，即所述第一电动平衡车和第二电动平衡车共用一个电源或多个电源，多个电源可以分开分别给所述第一电动平衡车和第二电动平衡车单独使用，具体可以通过并联所述电源实现。
所述电源总开关和所述驻车装置可以从所述电源引出，沿着人体手臂设置在人体手部，方便使用控制。
所述的一种电动平衡车***，其所述的第一电动平衡车与所述的第二电动平衡车在功能相同的前提下，所述的第一电动平衡车与所述的第二电动平衡车的结构可以有所不同，包括使用相同功能的不同的部件。
所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，可以在所述电动平衡车的电源电量不足或关闭所述电源的情况下，只用人体的双脚带动所述电动平衡车通过两只脚带动所述电动平衡车轮流离开地面运动。
所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，在使用过程中，脚部可以像使用现有滑冰鞋或轮滑鞋的使用一样的原理，利用人体力量以外八字形前进，即在前进的时候，左边脚前部下压并带动所述电动平衡车向前偏左运动，右边脚前部下压并带动所述电动平衡车向前偏右运动，分别轮流使用两只脚和所述电动平衡车，利用所述电动平衡车和人体两者的力量的合力前进。
所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，打开并利用所述驻车装置，可以在所述电动平衡车的电源电量不足或关闭所述电源的情况下，人体用双脚带动所述电动平衡车带动所述电动平衡车轮流离开地面运动，所述驻车装置可以增加所述电动平衡车与地面摩擦力。
在本申请上述的基础上，还可以增加现有的附加装置，以增加所述的电动平衡车的娱乐性安全性，例如增加温度过热报警装置，音响装置，灯光装置，卫星导航装置和移动通讯装置等。
本发明的有益效果在于：本发明所述的电动平衡车控制使用方法及电动平衡车***，因为采用能够用脚带动平衡车离地的结构和***控制使用方法，彻底解放了双脚，解决了从平衡车出现以来所有平衡车必须一直紧贴地面运行的这种模式，当地面或路面出现坑洼或石头等障碍的时候，现有平衡车只能紧急刹车或跳车，而采用本申请的一种电动平衡车及控制使用方法，只需要人体像正常走路或跑步一样轮流抬起脚，即可带动平衡车一起越过障碍，轻松自然，符合人机结合原理，同时可以利用人体的力量与所述电动平衡车的合力前进，节约电力，更增加乐趣，极大地拓展了平衡车的障碍通过性，安全性，续航里程和使用范围，使平衡车真正成为一种娱乐和代步工具。
附图说明
图1为本发明的一种电动平衡车示意图。
图2为本发明的一种电动平衡车***示意图。
图3为本发明的一种电动平衡车***电源示意图。
图4为本发明的一种电动平衡车双轮型示意图。
图5为本发明的一种电动平衡车***使用状态示意图。
图中1为电源，2为电源总开关，3为挂扣，4为电源线，5为踏板，6为前固定带，7为后固定带，8为后挡板，9为支架，10为车轮，并联线11。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，图1为本发明的一种电动平衡车示意图，图中1为电源，所述电源1设有电源总开关2和挂扣3，所述电源1通过所述挂扣3设置在人体腰部，所述电源1通过电源线4经过后挡板8连接所述电动平衡车的控制器，所述控制器设置在踏板5下面的容置腔内，所述踏板5上面设有前固定带6，后固定带7设置在所述后挡板8上端，所述前固定带6和所述后固定带7设有粘扣，人体脚部后跟靠近所述后挡板8内部，所述人体的脚部可以被前固定带6，后固定带7和后挡板8限位固定，所述踏板5通过支架9连接车轮10，在所述踏板5设有容置腔，在容置腔内设置平衡传感器和离地传感器，所述平衡传感器和离地传感器与所述控制器连接，所述平衡传感器为陀螺仪，与所述控制器集成一体，检测所述电动平衡车的俯仰姿态，输出信号给所述控制器，所述控制器依据此信号控制驱动所述车轮10前后转动，保持所述电动平衡车的前后平衡，所述离地传感器为片式压力传感器，设置在所述容置腔内和所述踏板5的下表面，并与所述控制器电连接，在人体使用所述电动平衡车过程中，所述踏板5具有一定弹性，提供人体脚部支撑和作为所述片式压力传感器的弹性体使用，所述电动平衡车的所述踏板5因为人体脚部接地和离地而产生变形，所述片式压力传感器因此产生变形而输出电信号至所述控制器，所述控制器依据此电信号控制所述车轮10转动，并且在所述电动平衡车离地的过程中，所述踏板5失去人体脚部压力恢复原状，所述片式压力传感器输出信号，所述控制器控制所述车轮10按照现有人体运动速度转动，所述电动平衡车设有倾倒断电保护装置，所述倾倒断电保护装置集成在所述控制器连接，通过所述控制器可以停止所述车轮10的运动，在所述踏板5四周设有灯光，用于照明和指示。
图2为本发明的一种电动平衡车***示意图，所述一种电动平衡车***包括两个图1中所述的电动平衡车，两个所述电动平衡车分别固定于人体左右脚，设置在人体左脚的为第一电动平衡车，设置在人体右脚的为第二电动平衡车，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车可以同时接地运动，依靠所述平衡传感器和控制器驱动所述车轮10转动，实现前后运动，当所述第一电动平衡车和第二电动平衡车都接触地面，依靠两个所述电动平衡车不同的速度可以实现转向，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车可以轮流离地运动，即人体两只脚轮流带动所述第一电动平衡车和第二电动平衡车离开地面，当所述第一电动平衡车在左脚的带动下离开地面，人体依靠右脚固定的所述第二电动平衡车支撑和所述第二电动平衡车的俯仰而前进或后退，当所述第一电动平衡车在左脚的带动下接触地面，当所述第二电动平衡车在右脚的带动下离开地面，人体依靠左脚固定的所述第一电动平衡车支撑和所述第一电动平衡车俯仰而前进或后退，人体带动离开地面的所述电动平衡车不再按照接触地面的时候使用所述电动平衡车的平衡传感器的信号运动，这样就不会因为脚部的动作引起所述电动平衡车俯仰导致所述电动平衡车的车轮10在离地期间错误超速转动和报警，危及人体安全。
图3为图2里面本发明的一种电动平衡车***电源示意图，包括两个所述第一电动平衡车和第二电动平衡车各自的电源1，每个所述电源1设有电源总开关2，每个所述电源1通过所述电源线4连接所述第一电动平衡车和第二电动平衡车，在所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的所述电源1之间设有并联线11，所述并联线11可以插拔，所述并联线11把所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的所述电源1内部的电芯并联，这样设置可以保证所述第一电动平衡车和第二电动平衡车共享两者的电量。
图4为本发明的一种双轮型电动平衡车示意图，图中1为电源，所述电源1设有电源总开关2和挂扣3，所述电源1通过所述挂扣3设置在人体腰部，所述电源1通过电源线4经过后挡板8连接所述电动平衡车的控制器，所述控制器设置在踏板5下面，所述踏板5设有前固定带6，后固定带7设置在所述后挡板8上端，所述前固定带6和所述后固定带7设有粘扣，人体脚部后跟靠近所述后挡板8内部，所述人体的脚部可以被前固定带6，后固定带7和后挡板8限位固定，所述踏板5两侧设置车轮10，两侧的车轮10同轴向设置并且相对于所述电动平衡车前进后退方向横向设置，使所述电动平衡车能够前后俯仰，所述车轮10里面为为电动车轮，在所述踏板5设有容置腔，所述容置腔内还设置平衡传感器和离地传感器，所述平衡传感器和离地传感器与所述控制器连接，所述平衡传感器为陀螺仪，与所述控制器集成一体，检测所述电动平衡车的俯仰姿态，输出信号给所述控制器，所述控制器依据此信号控制驱动所述车轮10前后转动，保持所述电动平衡车的前后平衡，所述离地传感器为片式压力传感器，设置在所述踏板5容置腔内和所述踏板5的下表面，并与所述控制器电连接，在人体使用所述电动平衡车过程中，所述踏板5具有一定弹性，提供人体脚部支撑和作为所述片式压力传感器的弹性体使用，所述电动平衡车的所述踏板5因为人体脚部接地和离地而产生变形，所述片式压力传感器因此产生变形而输出电信号至所述控制器，所述控制器依据此电信号控制所述车轮10在所述电动平衡车离地的过程中，按照现有人体运动速度转动，所述电动平衡车设有倾倒断电保护装置，所述倾倒断电保护装置集成在所述控制器连接，通过所述控制器可以停止所述车轮10的运动，在所述踏板5四周设有灯光，用于照明和指示，双轮型电动平衡车***包括两个所述双轮型电动平衡车，其控制使用方法与图2和图3里面的电动平衡车***一致。
图5为本发明的一种电动平衡车***使用状态示意图，图中1为电源， 4为电源线，9为支架，10为车轮。
在上述各种本发明的实施例中，仅通过所选的实施例对本发明进行了说明，还有多种同样原理的形状结构可以选择，例如所述离地传感器可以设置在所述电动平衡车的不同部位，以及所述离地传感器还有多种类型可以选择使用，上述的实施例用于说明而不是用于限定本发明。
Claims (10)
1.一种电动平衡车的控制方法，所述的电动平衡车的控制器接收平衡传感器信号用于控制驱动接地元件运动，驱动所述接地元件运动并保持电动平衡车在前进后退方向的平衡，离地传感器传输电动平衡车是否离开地面信号给控制器，所述控制器根据从所述离地传感器接收的所述电动平衡车是否离开地面的信号改变驱动所述接地元件的运动方式。
2.一种电动平衡车***，其控制和使用方法为，所述第一电动平衡车固定在人体左脚，所述第二电动平衡车固定在人体右脚，在所述第一电动平衡车和第二电动平衡车都接地的时候，依靠人体脚前部上下活动，带动所述第一电动平衡车和第二电动平衡车前后俯仰，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的平衡传感器把信号分别传递给所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的控制器，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的控制器分别驱动所述接地元件，带动所述第一电动平衡车和第二电动平衡车前后运动，实现人体前后运动和转向运动，在所述左脚和固定于该脚的第一电动平衡车抬起离开地面的时候，所述第一电动平衡车的控制器接收所述第一电动平衡车的离地传感器的信号，控制该脚所固定的所述第一电动平衡车的所述接地元件运转，直到该所述第一电动平衡车落地而使所述接地元件接地，所述第一电动平衡车离地传感器传递第一电动平衡车接地信号给所述第一电动平衡车的控制器，所述第一电动平衡车的控制器变化使用第一平衡车的平衡传感器信号，所述第一电动平衡车控制器驱动所述第一电动平衡车的接地元件带动第一电动平衡车运动，同样控制使用方法用于右脚和固定于该脚的所述第二平衡车，通过这种方法可以实现人体两只脚分别带动所述电动平衡车轮流离地和接地运动。
3.根据权利要求2所述的一种电动平衡车***，其控制和使用方法为，在所述左脚和固定于该脚的第一电动平衡车抬起离开地面的时候，所述第一电动平衡车的控制器接收所述第一电动平衡车的离地传感器的信号，根据现有人体运动速度控制该脚所固定的所述第一电动平衡车的所述接地元件，以相同于现有人体运动速度的速度运转，直到该所述第一电动平衡车落地而使所述接地元件接地，同样原理适用于所述右脚和固定于该脚的所述第二平衡车。
4.根据权利要求2所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，其特征在于，所述的控制器变化使用离地传感器传递信号和平衡传感器信号，改变驱动所述接地元件的运动方式，包括完全切换和同时使用各个传感器的信号，所述完全切换即所述控制器在某个时间只利用其中一个的信号工作，所述同时使用即所述控制器根据设定的程序同时利用各个传感器的信号加权或比例工作。
5.根据权利要求2所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，其特征在于，所述的一种电动平衡车***的控制和使用方法，在使用过程中，脚部可以像使用现有滑冰鞋或轮滑鞋的使用一样的原理，利用人体力量以外八字形前进，即在前进的时候，左边脚前部下压并带动所述电动平衡车向前偏左运动，右边脚前部下压并带动所述电动平衡车向前偏右运动，分别轮流使用两只脚和所述电动平衡车，利用所述电动平衡车和人体两者的力量的合力前进。
6.一种电动平衡车，其特征在于，包括：电源，控制器，平衡传感器，离地传感器，接地元件和脚部固定元件，所述电源连接所述控制器，所述平衡传感器和所述离地传感器连接所述控制器，所述脚部固定元件固定所述电动平衡车于脚部；
其所述的接地元件为一个或一个以上相对于所述的一种电动平衡车前进后退方向的横向设置，使所述的电动平衡车能够前后俯仰；
所述的离地传感器为能够识别所述的电动平衡车是否离开地面或离开地面的距离至少其中一种；
所述的脚部固定元件直接或间接与脚部固定；
所述的平衡传感器为陀螺仪，所述陀螺仪用于感应电动平衡车的俯仰姿态；
至少所述的电源设置在人体腰部或背部，所述电源设有电总开关；
所述电动平衡车设有倾倒断电保护装置，所述倾倒断电保护装置与控制器连接或直接与所述电源连接。
7.根据权利要求6所述的一种电动平衡车，其特征在于：所述电动平衡车设有踏板，所述踏板具有弹性，所述踏板设有容置腔，控制器和平衡传感器设置在所述容置腔内，所述的离地传感器为片式压力传感器，设置在所述容置腔内和所述踏板下表面。
8.根据权利要求6所述的一种电动平衡车，其特征在于：所述的电动平衡车还设有驻车装置，所述驻车装置包括但不限于能够锁住所述接地元件的运动。
9.一种电动平衡车***，其特征在于，包括：根据前述权利要求6，7和8所述的第一电动平衡车，和根据前述权利要求6，7和8所述的第二电动平衡车。
10.根据权利要求9所述的一种电动平衡车***，其设置和使用方法为，所述第一电动平衡车固定在人体左脚，所述第二电动平衡车固定在人体右脚，所述第一电动平衡车和第二电动平衡车的电源共享，即所述第一电动平衡车和第二电动平衡车共用一个电源或多个电源，多个电源可以分开分别给所述第一电动平衡车和第二电动平衡车单独使用。
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