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CN113753164A - 一种体感车运行的控制系统及方法 - Google Patents

一种体感车运行的控制系统及方法 Download PDF

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CN113753164A
CN113753164A CN202111045128.6A CN202111045128A CN113753164A CN 113753164 A CN113753164 A CN 113753164A CN 202111045128 A CN202111045128 A CN 202111045128A CN 113753164 A CN113753164 A CN 113753164A
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China
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高强
王永涛
朱红标
杨磊
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Shenzhen Bright Intelligent Control Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种体感车运行的控制系统及方法，控制系统包括：控制模块、第一角度检测模块、第二角度检测模块、第三角度检测模块；其中，体感车包括设置在车体一端的动力轮组件、设置在车体另一端的从动轮组件和设置在车体上的踏板组件；踏板组件包括可相对车体平面转动的第一踏板和第二踏板；动力轮组件的第一驱动电机和第二驱动电机分别与控制模块电连接；第一角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈第一踏板相对水平面的第一转动角度；第二角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈第二踏板相对水平面的第二转动角度；第三角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈车体相对水平面的第三转动角度。

Description

一种体感车运行的控制系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及体感车领域，具体涉及一种体感车运行的控制系统及方法。
背景技术
现有技术中的体感车或平衡车结构复杂，由于车体结构及控制方法的限制，在爬坡或下坡时多受路况限制，不能进行有效的加速减速控制。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种体感车运行的控制系统及方法，以解决现有技术中体感车或平衡车结构复杂，且在爬坡或下坡时多受路况限制，不能进行有效的加速减速控制的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的一个方面中，提供了一种体感车运行的控制系统，包括：
控制模块、第一角度检测模块、第二角度检测模块、第三角度检测模块；
其中，所述体感车包括设置在车体一端的动力轮组件、设置在所述车体另一端的从动轮组件和踏板组件；
所述踏板组件包括可相对所述车体平面转动的第一踏板和第二踏板；
所述动力轮组件的第一驱动电机和第二驱动电机分别与所述控制模块电连接；
所述第一角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述第一踏板相对水平面的第一转动角度；
所述第二角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述第二踏板相对水平面的第二转动角度；
所述第三角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述车体相对水平面的第三转动角度。
进一步地，所述第一角度检测模块、所述第二角度检测模块和所述第三角度检测模块为陀螺仪、霍尔传感器或压力传感器。
进一步地，所述控制模块设置成根据所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度控制所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的扭矩输出。
进一步地，所述控制模块设置成：
根据所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第一驱动电机的扭矩输出；
根据所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第二驱动电机的扭矩输出。
进一步地，所述踏板组件包括第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件还包括：
基座，与所述车体固定设置；
转轴组件，设置在所述基座与所述第一踏板之间，包括设置在所述基座上的转轴座和与所述转轴座配合设置的转轴，所述转轴可相对所述转轴座转动，所述第一踏板底部与所述转轴固定；
弹性件，设置在所述第一踏板与所述基座之间，所述弹性件的顶部与所述第一踏板底部连接，所述弹性件的底部与所述基座连接；
其中，用于检测所述第一踏板相对于水平面转动角度的陀螺仪设置于所述第一踏板的主体表面。
在本发明的实施方式的一个方面中，还提供了一种体感车运行的控制方法，包括：
步骤1：获取第一踏板相对水平面的第一转动角度；
步骤2：获取第二踏板相对水平面的第二转动角度；
步骤3：获取车体相对于水平面的第三转动角度；
步骤4：根据所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度控制所述体感车的第一驱动电机和第二驱动电机转动。
进一步地，所述步骤4具体为：
步骤4-1：根据所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第一驱动电机的扭矩输出；
步骤4-2：根据所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第二驱动电机的扭矩输出。
进一步地，当所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值越大，控制驱动第一车轮的所述第一驱动电机输出扭矩越大；
当所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值越大，控制驱动第二车轮的所述第二驱动电机输出扭矩越大。
在本发明的实施方式的一个方面中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被一种体感车运行的控制系统执行上文所述的体感车运行的控制方法。
在本发明的实施方式的一个方面中，还提供了一种单踏板体感车运行的控制方法，包括：
获取单踏板相对水平面的第一转角；
获取所述单踏板体感车的车体相对水平面的第二转角；
根据所述第一转角、所述第二转角的差值控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机转动。
进一步地，所述单踏板体感车运行的控制方法还包括：
获取操作者触发的转向信号；
控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机输出大小不同的转矩。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明实施例公开了一种体感车运行的控制系统及方法，通过设置用于检测踏板相对水平面转动角度的第一角度检测装置、第二角度检测装置和用于检测车体相对水平面转动角度的第三角度检测装置，使得控制模块对体感车的控制更加精准，对于爬坡等路况能够进行准确控制，提升操作者的使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明的实施例提供的一种体感车运行的控制方法的流程示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种体感车的整体结构示意图；
图3为本发明的实施例提供的一种体感车的局部结构示意图；
图4为本发明的实施例提供的一种体感车的另一局部结构示意图。
图中：10-车体、21-第一车轮、22-第二车轮、30-第一踏板组件、31-第一踏板、32-基座、33-转轴座、34-转轴、35-弹性件、36-角度限位块、361-缓冲垫、51-万向轮、61-支撑杆、62-坐垫、71-挡板、72-扶手、73-膝盖护垫。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例
参考图1、2、3、4所示，本发明的实施例提供了一种体感车运行的控制系统，其包括：控制模块、第一角度检测模块、第二角度检测模块、第三角度检测模块。
其中，如图2所示，体感车包括设置在车体10一端的动力轮组件、设置在车体10另一端的从动轮组件和踏板组件，可选的，踏板组件设置在车体(10)上或者体感车的驱动电机上。踏板组件包括可相对车体10平面转动的第一踏板31和第二踏板。动力轮组件的第一驱动电机和第二驱动电机分别与控制模块电连接。第一角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈第一踏板31相对水平面的第一转动角度。第二角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈第二踏板相对水平面的第二转动角度。第三角度检测模块与控制模块电连接，检测并反馈车体10相对水平面的第三转动角度。
如图2、3所示，本发明中踏板组件包括第一踏板组件30和第二踏板组件。第一驱动电机连接驱动第一车轮21，第二驱动电机连接驱动第二车轮22。
可选的，第一角度检测模块、第二角度检测模块和第三角度检测模块均为陀螺仪、霍尔传感器或压力传感器。
其中，控制模块设置成根据第一转动角度、第二转动角度和第三转动角度控制第一驱动电机和第二驱动电机的扭矩输出。
具体地，控制模块设置成：
根据第一转动角度相对第三转动角度的差值控制第一驱动电机的扭矩输出。根据第二转动角度相对第三转动角度的差值控制第二驱动电机的扭矩输出。因此，采用本发明的控制系统及控制方法，可以避免控制模块采集的踏板相对车体10平面的转动角度由于路况变化而造成的不准确。例如，当上坡时，车体10上翘造成踏板和车体10平面间的角度转动，而通过检测踏板及车体10相对于水平面的夹角，并减去车体10爬坡的角度，即能消除爬坡带来的影响。同理，下坡的时候也是采用相同的操作。
如图3、4所示，第一踏板组件30还包括：基座32、转轴组件和弹性件35。
具体地，基座32与车体10固定设置，在本发明的实施例中车体10上设置有凹槽，基座32安装在凹槽内。
转轴组件设置在基座32与第一踏板31之间，其包括设置在基座32上的转轴座33和与转轴座33配合设置的转轴34，转轴34可相对转轴座33转动，第一踏板31底部与转轴34固定。
弹性件35设置在第一踏板31与基座32之间，弹性件35的顶部与第一踏板31底部连接，弹性件35的底部与基座31连接。其中，可选的，弹性件35的个数为多个，弹性件35为弹簧，由于弹簧自身限制，当第一踏板31的转动角度达到弹簧的限制值时，第一踏板31便不能再进行转动，弹簧也起到对第一踏板31可转动角度范围的限定。
进一步地，如图3所示，第一踏板组件30还包括：角度限位块36。角度限位块36设置在基座32与第一踏板31之间，用于限定第一踏板31向前或向后的转动角度。可选的，角度限位块组件36为设置在第一踏板31下方的立方体块，由于立方体块的棱角限制，因此当第一踏板31转动到一定角度时，便不能向下接着转动，因此起到限位的作用。
如图2所示，从动轮组件包括万向轮51，万向轮51与车体10可转动地连接。
如图2所示的体感车还包括：长度可调节的支撑杆61及坐垫62。支撑杆61设置在车体10上，位于踏板组件与动力轮组件之间。坐垫62设置在支撑杆61的顶部。
如图2所示的体感车还包括：挡板71、扶手72和膝盖护垫73。挡板71设置在车体10上，位于踏板组件与从动轮组件之间。扶手72设置在挡板71的顶部。其中，挡板71靠近踏板组件的侧壁上设置有膝盖护垫73。
如图1所示，本发明的实施例还提供了一种体感车运行的控制方法，包括：步骤1：获取第一踏板31相对水平面的第一转动角度。
步骤2：获取第二踏板相对水平面的第二转动角度。
步骤3：获取车体10相对于水平面的第三转动角度。
步骤4：根据第一转动角度、第二转动角度和第三转动角度控制体感车的第一驱动电机和第二驱动电机转动。
其中，步骤4具体为：
步骤4-1：根据第一转动角度相对第三转动角度的差值控制第一驱动电机的扭矩输出；步骤4-2：根据第二转动角度相对第三转动角度的差值控制第二驱动电机的扭矩输出。
在本发明的实施例中，当第一转动角度相对第三转动角度的差值越大，控制驱动第一车轮21的第一驱动电机输出扭矩越大。
当第二转动角度相对第三转动角度的差值越大，控制驱动第二车轮22的第二驱动电机输出扭矩越大。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被一种体感车运行的控制系统执行上文中的体感车运行的控制方法。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种单踏板体感车运行的控制方法，其包括：
获取单踏板相对水平面的第一转角；
获取所述单踏板体感车的车体相对水平面的第二转角；
根据所述第一转角、所述第二转角的差值控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机转动。其中，根据两转角差值控制第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机输出的转矩大小是一致的。
进一步地，单踏板体感车运行的控制方法还包括：
获取操作者触发的转向信号；
控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机输出大小不同的转矩，从而实现了单踏板体感车的转向。
本发明公开的单踏板体感车运行的控制方法，公开了三轮或四轮体感车只有一个踏板时，体感车直线运行及转向运行时，针对两电机的控制操作。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种体感车运行的控制系统，其特征在于，包括：
控制模块、第一角度检测模块、第二角度检测模块、第三角度检测模块；
其中，所述体感车包括设置在车体(10)一端的动力轮组件、设置在所述车体(10)另一端的从动轮组件和踏板组件；
所述踏板组件包括可相对所述车体(10)平面转动的第一踏板(31)和第二踏板；
所述动力轮组件的第一驱动电机和第二驱动电机分别与所述控制模块电连接；
所述第一角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述第一踏板(31)相对水平面的第一转动角度；
所述第二角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述第二踏板相对水平面的第二转动角度；
所述第三角度检测模块与所述控制模块电连接，检测并反馈所述车体(10)相对水平面的第三转动角度；
所述控制模块设置成根据所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度控制所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的扭矩输出。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，
所述第一角度检测模块、所述第二角度检测模块和所述第三角度检测模块为陀螺仪、霍尔传感器或压力传感器。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制模块设置成：
根据所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第一驱动电机的扭矩输出；
根据所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第二驱动电机的扭矩输出。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述踏板组件包括第一踏板组件和第二踏板组件，所述第一踏板组件还包括：
基座(32)，与所述车体(10)固定设置；
转轴组件，设置在所述基座(32)与所述第一踏板(31)之间，包括设置在所述基座(32)上的转轴座(33)和与所述转轴座(33)配合设置的转轴(34)，所述转轴(34)可相对所述转轴座(33)转动，所述第一踏板(31)底部与所述转轴(34)固定；
弹性件(35)，设置在所述第一踏板(31)与所述基座(32)之间，所述弹性件(35)的顶部与所述第一踏板(31)底部连接，所述弹性件(35)的底部与所述基座(31)连接；
其中，用于检测所述第一踏板(31)相对于水平面转动角度的陀螺仪设置于所述第一踏板(31)的主体表面。
5.一种体感车运行的控制方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取第一踏板(31)相对水平面的第一转动角度；
步骤2：获取第二踏板相对水平面的第二转动角度；
步骤3：获取车体(10)相对于水平面的第三转动角度；
步骤4：根据所述第一转动角度、所述第二转动角度和所述第三转动角度控制所述体感车的第一驱动电机和第二驱动电机转动。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤4具体为：
步骤4-1：根据所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第一驱动电机的扭矩输出；
步骤4-2：根据所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值控制所述第二驱动电机的扭矩输出。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，
当所述第一转动角度相对所述第三转动角度的差值越大，控制驱动第一车轮(21)的所述第一驱动电机输出扭矩越大；
当所述第二转动角度相对所述第三转动角度的差值越大，控制驱动第二车轮(22)的所述第二驱动电机输出扭矩越大。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被一种体感车运行的控制系统执行如权利要求5-7任一项所述的体感车运行的控制方法。
9.一种单踏板体感车运行的控制方法，其特征在于，包括：获取单踏板相对水平面的第一转角；
获取所述单踏板体感车的车体相对水平面的第二转角；
根据所述第一转角、所述第二转角的差值控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机转动。
10.根据权利要求9所述的单踏板体感车运行的控制方法，其特征在于，还包括：
获取操作者触发的转向信号；
控制所述单踏板体感车的第一驱动车轮电机和第二驱动车轮电机输出大小不同的转矩。
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