[实用新型]一种主动式变重心平衡车

说明书

技术领域

本实用新型属于机械与控制技术领域，具体涉及一种主动式变重心平衡车。

背景技术

平衡车是一种较常见的运动载体，市面中最常见的就是载人漫步车，主要是休闲娱乐的一种工具，这种类型的平衡车利用传感器的输出的信号进行自稳调节受传感器与运动状态影响很大，在此基础上很难有较大的发展。

在工业，服务业与一些较危险的特殊行业平衡车具有很强的灵活性有可控性，但现有平衡车只停在休闲的层面很难满足要求。

普通平衡车主要利用角度传感器，加速度传感器，速度测量传感器等与电机输出进行反馈调节达到平衡。

现有的平衡车存在结构一定，只是利用角度传感器测到偏角后，直接改变速度，从而使得设备特别的危险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种主动式变重心平衡车，解决了现有技术中存在的平衡车重心不能随外界条件变化而变化，控制只是单纯改变方向的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种主动式变重心平衡车，包括车体，车体底部连接有底盘轴，底盘轴两端各自连接有一个车轮，车轮上安装有角度传感器，底盘轴上还安装有角速度编码器，角速度编码器又连接至车体上安装的主控芯片，主控芯片分别与驱动器和所述角度传感器连接，所述驱动器又与车轮旁边的电机连接。

本实用新型的特点还在于，

驱动器型号为L298N。

主控芯片型号为STM32F103ZET6。

角度传感器型号为DWQL-V-360。

本实用新型的有益效果是，利用角度传感器采集数据，角速度编码器将信号进行编码然后将数据传递到主控芯片，主控芯片对各种不同状态下的平衡参数进行不同的组合，构建一个数据库，进行PID调节，利用数据库的大数据驱动驱动器，驱动器进而驱动电机带动车轮改变转动方向，将车进行主动平衡。

附图说明

图1是本实用新型一种主动式变重心平衡车的结构示意图。

图中，1.车轮，2.角速度编码器，3.底盘轴，4.驱动器，5.主控芯片，6.角度传感器，7.电机，8.车体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种主动式变重心平衡车，结构如图1所示，包括车体8，车体8底部连接有底盘轴3，底盘轴3两端各自连接有一个车轮1，车轮1上安装有角度传感器6，底盘轴3上还安装有角速度编码器2，角速度编码器2又连接至车体8上安装的主控芯片5，主控芯片5分别与驱动器4和所述角度传感器6连接，所述驱动器4又与车轮1旁边的电机7连接，其中，驱动器4型号为L298N，主控芯片5型号为STM32F103ZET6，角度传感器6型号为DWQL-V-360。

本实用新型一种主动式变重心平衡车，是将平衡车的平衡控制系统进行改造，在原有硬件不变的情况下，进行大量实验与仿真模拟，提高平衡车的稳定性与适应能力，并以此基础能上进行一系列模块的安装与测试，利用Matlab进行仿真实验，建立数学模型将重心变化与参数建立函数模型，实践调试过程中将重心变化对应的参数进行记录，建立一个参数库，经过大量数据实验，可以在重心变化的同时参数自动变化，角度传感器进行修正，减去角度传感器的反馈调节环节，缩短平衡响应时间，仿真时也可增加不同环境，不同外加设备情况下重心的改变，提高某种情况下的稳定性，平衡车主要是保证重心的调整与平衡，而本申请主要是缩短非稳态到稳态调整的时间，一定情况下可以提前进行调整，到达较高的适应性，主动式变重心平衡车，在此基础之上，可将平衡车做成各种模块化组装平台。

本实用新型一种主动式变重心平衡车，利用车轮1上安装的角度传感器6采集数据，角速度编码器2将信号进行编码然后将数据传递到主控芯片5，主控芯片5对各种不同状态下的平衡参数进行不同的组合，构建一个数据库，进行PID调节，利用数据库的大数据驱动驱动器4，驱动器4进而驱动电机带动车轮改变转动方向，将车进行主动平衡。普通平衡车主要利用传感器的反馈进行自我调节，长期不缓和的自我调节会造成传感器数据传输的滞后性，严重时造成传感器稳定性不好或损毁，这可能无法保持平衡，本申请自我调节过程中对角度传感器的依赖程度较小，调节时间短，调节平稳，对人员设备的影响小。

本实用新型可将车体作为一种平台，在此基础上安装其他模块，进行模块化调试，将两轮车的灵活性使用在较多场合，如代替人进行一些有危险的工作，增强实用价值，而一些场合可以完成四轮车辆的工作，减少材料的降低各种成本，拥有一定的经济性。