[发明专利]自平衡车控制系统及自平衡车

说明书

本发明公开一种自平衡车控制系统及自平衡车，自平衡车控制系统包括：安装在车架上的反扭/动力电机、电池、反扭/动力线性转换系统、传动系统以及车身姿态检测系统，反扭/动力线性转换系统控制反扭/动力电机输出反扭力和/或动力；传动系统将反扭/动力电机输出的反扭力和/或动力传输至自平衡车的车轮；车身姿态检测系统实时检测自平衡车的车身横向姿态，在检测到自平衡车的车身横向姿态达到预设翻转姿态时，启动反扭/动力线性转换系统，控制反扭/动力电机输出与车身横向姿态相反的反扭力，将车身拉回平衡状态。由此，采用反扭电机跟动力电机二合一的方式配合反扭/动力线性转换系统，降低了自平衡车的成本，并减小空间占用以及能量消耗。

技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，特别涉及一种自平衡车控制系统及自平衡车。

背景技术

现有的自平衡车保持稳定的方式主要有以下三种：

1、采用重心调整方式来达到平衡；

2、采用车身内置高速旋转的陀螺保持方向稳定；

3、采用独立反扭电机提供反扭力来保持稳定。

上述三种方式存在以下缺陷：

其中，重心调整方式类似于骑自行车的时候通过身体摆动来保持车身稳定，其调整能力非常有限，不能对抗较大的外部干扰。

对于通过高速旋转的陀螺来保持稳定，需要陀螺本身具有足够大的质量和足够高的动能，也就是足够高的转速才能提供足够大的车身稳定能力。而这就意味着需要很大的额外重量、体积以及额外的能量消耗，增加额外的成本。

而通过反扭力来保持平衡，需要独立的反扭电机，保持平衡力的大小跟反扭电机的功率有很大关系，额外的大功率的反扭电机意味着额外的很高的成本，额外的重量、体积以及额外的能量消耗。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自平衡车控制系统及自平衡车，旨在降低自平衡车的成本，减小空间占用以及能量消耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种自平衡车控制系统，所述自平衡车包括车架和车轮，所述自平衡车控制系统包括：安装在所述车架上的反扭/动力电机、电池、反扭/动力线性转换系统、传动系统以及车身姿态检测系统，其中：

所述反扭/动力电机与所述电池电连接，用于输出反扭力和/或动力；

所述反扭/动力线性转换系统，与所述反扭/动力电机连接，用于控制所述反扭/动力电机输出反扭力和/或动力；

所述传动系统，分别与所述反扭/动力电机及车轮传动连接，用于将所述反扭/动力电机输出的反扭力和/或动力传输至所述自平衡车的车轮；

所述车身姿态检测系统，与所述反扭/动力线性转换系统连接，用于实时检测所述自平衡车的车身横向姿态，在检测到所述自平衡车的车身横向姿态达到预设翻转姿态时，启动所述反扭/动力线性转换系统，控制所述反扭/动力电机输出与所述车身横向姿态相反的反扭力，将车身拉回平衡状态。

可选地，所述反扭/动力电机包括：定子和与所述定子配合的转子，所述定子与所述电池一同固定在所述车架上。

可选地，所述反扭/动力线性转换系统包括：具备反扭/动力线性转换能力的离合器，所述离合器与所述反扭/动力电机的定子配合连接，在所述离合器处于松开状态时，所述定子可自由转动，在所述离合器处于锁紧状态时，所述定子被锁紧在所述车架上；所述离合器还与所述车身姿态检测系统连接。

可选地，所述离合器还具有工作在临界状态的半离合状态，在半离合状态下，所述离合器控制所述定子部分旋转，以保证相应的动力输出。

可选地，所述自平衡车控制系统还包括外壳，所述反扭/动力电机、电池、反扭/动力线性转换系统以及车身姿态检测系统安装在所述外壳内，所述外壳固定在所述车架上。