[实用新型]一种方便测量角度的车把传动装置

说明书

本实用新型涉及一种方便测量角度的车把传动装置，包括与车把连接的转动主轴，所述转动主轴的末端安装在中机架圆盘上，所述转动主轴上还设有上机架圆盘，所述上机架圆盘底部装有水平约束扭簧；所述主动转轴相对机架圆盘转动，所述中机架圆盘上设有陀螺仪模块，所述陀螺仪模板包括一对垂直配合的齿轮，水平齿轮安装在转动主轴上、垂直齿轮安装在小转轴端部，小转轴的另一安装陀螺仪，小转轴通过轴承座安装在中机架圆盘上。本实用新型的有益效果是保证动感单车车把能够运动的同时，又将车把的水平旋转运动转化为竖直旋转运动，用陀螺仪来测量横滚角来代替测量偏航角，以达到精确车把水平转角的目的。

技术领域

本实用新型属于转角测量技术领域，尤其涉及一种方便测量角度的车把传动装置。

背景技术

六轴传感器模块是一种融合了三轴陀螺仪和三轴加速度计的角度传感器，能够测量出刚体转动的角速度，通过角速度可以合成为欧拉角，包括偏航角Yaw，俯仰角Pitch，横滚角Roll。由于陀螺仪器件本身的误差，使得陀螺仪的三轴存在对时间的漂移，当陀螺仪静止不动时，所测得的角度会随时间变化。或者当刚体转动时，由于角速度非恒定，在角速度接近0的情况下，三轴陀螺仪由于量程的限制，无法测量出刚体转动时的角速度，因此通过角速度对时间积分所测得的角度也几乎为0。这两种情况均会导致陀螺仪测量的角度不准确。

六轴传感器模块(陀螺仪)包含三轴加速度计，当加速度计绕以自身中心为原点的三维坐标系的x轴或y轴旋转时，x轴或y轴与重力会产生一定夹角，加速度计可以通过测量转动时与重力的夹角，来得到绕X轴或y轴旋转的角度，即俯仰角Pitch和横滚角Roll。利用加速度计测得的俯仰角和横滚角来补偿陀螺仪测得的x、y轴方向上转角，能够得到比较精确的俯仰角和横滚角。但是当加速度计绕z轴旋转(水平旋转)，其z轴与重力的夹角始终为0，因此无法得到加速度计的水平转角来补偿陀螺仪所测得的偏航角Yaw。因此，六轴传感器所测得的偏航角会有误差。传统的六轴陀螺仪模块经常加入三轴磁力计，通过磁力计测量与地磁场的夹角来补偿偏航角的误差。但磁力计对于使用环境要求苛刻，容易受到周围环境磁场的影响而使测量结果不准确。

常见的游戏设备以游戏单车为例，一般过陀螺仪测得车把的运动角度而给上位机传递精确的运动角度来进行稳定准确的游戏操作，传统的游戏设备直接将有陀螺仪模块的单片机芯片装在车把上，由陀螺仪直接测量车把的方位角，一般用陀螺仪的偏航角测得车把水平转角，由于上述原因，车把转动缓慢或角度变化较小时，陀螺仪不能够准确的测得车把的水平转角，使得游戏操作不流畅，严重影响游戏效果。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种方便测量角度的车把传动装置，目的是保证动感单车车把能够运动的同时，又将车把的水平旋转运动转化为竖直旋转运动，用陀螺仪来测量横滚角来代替测量偏航角，以达到精确车把水平转角的目的。

本实用新型的技术方案为：

一种方便测量角度的车把传动装置，包括与车把连接的转动主轴，所述转动主轴的末端安装在中机架圆盘上，所述转动主轴上还设有上机架圆盘，所述上机架圆盘底部装有水平约束扭簧；所述主动转轴相对机架圆盘转动，所述中机架圆盘上设有陀螺仪模块，所述陀螺仪模板包括一对垂直配合的齿轮，水平齿轮安装在转动主轴上、垂直齿轮安装在小转轴端部，小转轴的另一安装陀螺仪，小转轴通过轴承座安装在中机架圆盘上。

和现有技术相比，本方案基于齿轮变向传动，用陀螺仪横滚角代替偏航角的构思，设计了测量角度的车把传动装置，当车把受力进行水平转动时，传动主轴相对各机架圆盘转动，并通过水平齿轮带动垂直齿轮转动，从而带动陀螺仪转动，可精确测得其横滚角Roll，通过换算就可以准确得到车把的水平转角，此时水平约束扭簧处于压缩状态，车把不受力时，转动主轴左右自动复位。

基于上述方案，本实用新型还做出了如下改进：