[发明专利]一种新型转向系统及其平衡车

说明书

技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，尤其涉及一种平衡车转向控制系统及其平衡车。

背景技术

平衡车是一种新型的代步工具。从力学结构上分析，其可以简化为一个倒立的单摆结构。上述倒立摆结构是一个非线性的不稳定系统，因此需要通过姿态控制系统来保持平衡车在运行过程中的直立状态。

在现有的平衡车中，通常通过各种姿态传感器来获取平衡车的所处的俯仰状态及状态，然后通过主控制系统，经过一系列运算后，控制平衡车的电机进行相应的运转以保持平衡状态。

在实际操作中，由于存在上述依据姿态对电机运转速度进行调整从而实现平衡的机制，因此，平衡车的驾驶者可以通过改变自己的身体姿态来实现平衡车的运行方向(前进或者后退)以及运行的速度。亦即，当身体前倾是平衡车前进，身体后仰时平衡车后退，行进速度与倾斜角度相关。

而在现有的平衡车中，平衡车的左右换向依靠摇杆的摆动以改变电位器或者霍尔元件的电压值从而实现平衡车的转向控制，但上述方法存在一摇杆，使用上智能化程度不足，无法实现完全的由驾驶者的姿态变化以控制平衡车的运行。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种新型转向系统及其平衡车，旨在解决现有技术中无法实现由驾驶者姿态控制平衡车运行，转向控制系统智能化程度不足的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种新型转向系统，其中，所述转向系统包括：位置传感器、其外设电路以及容纳所述位置传感器及外设电路的电路板；

所述转向系统与主控制系统通信连接，传输位置传感器获取的姿态变化数据到主控制系统中。

所述的新型转向系统，其中，所述位置传感器包括陀螺仪以及加速度计；

所述转向系统通过有线连接方式与所述主控制系统通信连接；传输位置传感器获取的驾驶者横向姿态变化数据到主控制系统中。

所述的新型转向系统，其中，所述转向系统还包括包裹电路板以保护电路板的外壳；所述外壳的一侧还设置有粘贴胶带以固定所述新型转向系统的位置。

所述的新型转向系统，其中，所述转向系统还包括一挂饰；所述外壳固定在所述挂饰上。

所述的新型转向系统，其中，所述转向系统还包括一头盔；所述外壳固定在所述头盔上。

一种平衡车，其中，所述平衡车应用如上所述的转向系统，通过驾驶者的姿态变化以控制平衡车的转向。

有益效果：本发明提供的一种新型转向系统及其平衡车，通过设置位置传感器来感知转向系统的位置变化从而实现对平衡车的方向控制。所述转向系统还可以设置在多种设备上或者与各类型的穿戴设备结合，驾驶者只需改变整合有所述转向系统的设备的位置，调整自身姿态，即可实现对平衡车的转向控制，更便于用户的使用，有效的提高了平衡车的智能化程度。

附图说明

图1为应用本发明所述新型转向系统的平衡车的机械结构图。

图2为本发明具体实施例的平衡车的转向控制层的功能框图。

图3为本发明具体实施例的转向系统的外部结构示意图。

图4为本发明具体实施例的平衡车的使用状态示意图。

图5为本发明具体实施例的平衡车的加速度计外设电路的电路原理图。

图6为本发明具体实施例的平衡车陀螺仪外设电路的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种新型转向系统及其平衡车。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为应用本发明所述新型转向系统的平衡车的机械结构图。所述平衡车主体包括电机驱动层10、主控制层20以及电池层30三层结构。踏板设置在电池层上，两个平衡的轮子40相对设置，与电机50的转轴连接。主控制层中设置有控制系统以及姿态检测系统。运行过程中，平衡车通过一个姿态检测系统及控制系统来保持平衡车的车体平衡。

为实现平衡车的车体平衡控制，需要获取实时的倾角角度以及角速度。因此，所述姿态检测系统包括加速度计以及陀螺仪。

其中，所述加速度计可以测量静态和动态的线性加速度，用加速度计来测量物体的静态加速度即可确定物体的倾斜角度。但是加速度计在物体倾斜角度测量时动态响应慢，不适合作动态角度运动跟踪。