一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車。
【背景技術(shù)】
[0002]兩輪直立車的控制技術(shù)已經(jīng)成熟，其控制方案由三部分組成:直立控制、速度控制和轉(zhuǎn)向控制。目前使用的實(shí)現(xiàn)直立控制和速度控制的技術(shù)，是通過兩輪的前后運(yùn)動(dòng)來改變車模重心傾角來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器獲得實(shí)時(shí)重心傾角，從而形成重心傾角的閉環(huán)反饋。但是這樣的依靠兩輪移動(dòng)改變重心傾角，實(shí)現(xiàn)速度控制和直立控制的方法，存在加速時(shí)需要兩輪向后運(yùn)動(dòng)以獲得向前的加速度、減速時(shí)需要兩輪向前移動(dòng)以獲得向后的加速度的矛盾，導(dǎo)致加減速時(shí)車模運(yùn)動(dòng)滯緩的缺陷。轉(zhuǎn)向控制是采用雙輪差速的方法來實(shí)現(xiàn)的，但由于兩輪直立車自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，高速轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)由于向心力不足而導(dǎo)致車模側(cè)翻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車，是一種特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)的兩輪直立車，尤其是可以通過改變重心位置來實(shí)現(xiàn)直立、控制速度和改善轉(zhuǎn)向性能的兩輪直立車。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車，包括車身、第一舵機(jī)、齒輪、齒條、滑片、滑軌、電池、第一軸承、小連桿、第二舵機(jī)、大連桿、第二軸承、電池底座、第三軸承、第四軸承、支架；所述第一舵機(jī)與車身固定連接，所述滑軌通過支架與車身固定連接；所述滑片與滑軌滑動(dòng)連接，滑片能夠沿滑軌左右移動(dòng)，齒輪固定安裝于第一舵機(jī)上，齒條固定安裝于滑片上，齒輪與齒條嚙合；所述第二舵機(jī)與滑片固定連接，小連桿與舵機(jī)固定連接，大連桿通過第一軸承與小連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過第二軸承與電池底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池底座通過第三軸承和第四軸承與滑片轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池固定安裝在電池底座上。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
I)本發(fā)明通過設(shè)置舵機(jī)、可轉(zhuǎn)動(dòng)電池底座和大小連桿，可以很好地克服一般兩輪直立車存在的加減速滯緩的缺陷。車模需要靜止直立時(shí)，不需要前后移動(dòng)車輪，直接通過調(diào)整重心位置使重心傾角為零。通過設(shè)置舵機(jī)、滑片、滑軌和傳動(dòng)齒輪，可以很好地克服兩輪直立車在高速轉(zhuǎn)向時(shí)易側(cè)翻的問題，保證了兩輪直立車的轉(zhuǎn)向性能。
[0006]2)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)點(diǎn)處采用軸承替代以往的干性摩擦，保證了轉(zhuǎn)動(dòng)的順滑和可靠性，同時(shí)也增大了兩輪直立車的耐受力，延長了保養(yǎng)的周期。
[0007]3)滑軌和滑片接觸處采用光滑堅(jiān)硬鋼材，可以保證滑片滑動(dòng)的順暢，保護(hù)舵機(jī)，延長滑片和滑軌的使用周期。
[0008]4)固定舵機(jī)和滑片連接處采用齒輪嚙合傳動(dòng)，保證了傳動(dòng)的效率，同時(shí)也保證了傳動(dòng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。
[0009]5)可以簡化原有的直立控制算法，降低直立算法的復(fù)雜度，大大提高兩輪直立車代碼執(zhí)行效率。所以本發(fā)明具有很高的實(shí)用效益，在未來會(huì)具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明機(jī)械構(gòu)造示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明重心移動(dòng)裝置正面圖。
[0012]圖3為本發(fā)明重心移動(dòng)裝置背面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說明。
[0014]如圖1、圖2和圖3所示，一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車，包括車身1、第一舵機(jī)2、齒輪3、齒條4、滑片5、滑軌6、電池7、第一軸承8、小連桿9、第二舵機(jī)10、大連桿11、第二軸承12、電池底座13、第三軸承14、第四軸承15、支架16 ;所述第一舵機(jī)2與車身I固定連接，所述滑軌6通過支架16與車身I固定連接；所述滑片5與滑軌6滑動(dòng)連接，滑片5能夠沿滑軌6左右移動(dòng)，齒輪3固定安裝于第一舵機(jī)2上，齒條4固定安裝于滑片5上，齒輪3與齒條4嚙合；所述第二舵機(jī)10與滑片5固定連接，小連桿9與舵機(jī)10固定連接，大連桿11通過第一軸承8與小連桿9轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過第二軸承12與電池底座13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池底座13通過第三軸承14和第四軸承15與滑片5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池7固定安裝在電池底座13上。
[0015]本發(fā)明的操作過程和原理如下:
當(dāng)需要車身I靜止直立時(shí)，通過第二舵機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)小連桿9，通過小連桿9帶動(dòng)大連桿11，通過大連桿11帶動(dòng)電池底座13和電池7，就可以改變電池7與車身I的相對位置，從而實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)重心位置，改變重心傾角，通過陀螺儀、加速度計(jì)等傳感器獲得實(shí)時(shí)重心傾角反饋，實(shí)現(xiàn)車身I的靜止直立。
[0016]當(dāng)兩輪直立車需要從靜止啟動(dòng)時(shí)，或者在前進(jìn)過程中需要向前加速時(shí)，通過控制第二舵機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)小連桿9，通過小連桿9帶動(dòng)大連桿11，通過大連桿11向前調(diào)整電池底座13和電池7的位置，使重心傾角向前，從而重力產(chǎn)生向前的分力，實(shí)現(xiàn)無滯緩啟動(dòng)或加速的目的。同理，前進(jìn)過程中需要減速時(shí)，通過控制第二舵機(jī)10向后調(diào)整電池底座13和電池7的位置，使重心傾角向后，從而重力產(chǎn)生向后的分力，實(shí)現(xiàn)無滯緩減速的目的。
[0017]第一舵機(jī)2的雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以帶動(dòng)滑片5及滑片5上所安裝的電池7等其他零件沿滑軌6左右移動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對兩輪直立車重心左右位置的控制。在兩輪直立車轉(zhuǎn)向時(shí)，向待轉(zhuǎn)方向移動(dòng)滑片5，使車身I整體的重心偏向待轉(zhuǎn)向一側(cè)，這樣就可避免兩輪直立車在高速轉(zhuǎn)向時(shí)側(cè)翻，改善兩輪直立車的轉(zhuǎn)向性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車，其特征在于:包括車身(I)、第一舵機(jī)(2)、齒輪(3)、齒條(4)、滑片(5)、滑軌(6)、電池(7)、第一軸承(8)、小連桿(9)、第二舵機(jī)(10)、大連桿(11)、第二軸承(12)、電池底座(13)、第三軸承(14)、第四軸承(15)、支架(16);所述第一舵機(jī)(2)與車身(I)固定連接，所述滑軌(6)通過支架(16)與車身(I)固定連接；所述滑片(5)與滑軌(6)滑動(dòng)連接，滑片(5)能夠沿滑軌(6)左右移動(dòng)，齒輪(3)固定安裝于第一舵機(jī)(2)上，齒條(4)固定安裝于滑片(5)上，齒輪(3)與齒條(4)嚙合；所述第二舵機(jī)(10 )與滑片(5 )固定連接，小連桿(9 )與舵機(jī)(10 )固定連接，大連桿(11)通過第一軸承(8 )與小連桿(9 )轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過第二軸承(12 )與電池底座(13 )轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池底座(13)通過第三軸承(14)和第四軸承(15)與滑片(5)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，電池(7)固定安裝在電池底座(13)上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整重心位置的兩輪直立車，包括車身、舵機(jī)、小連桿、大連桿、用于安裝電池及其他較大質(zhì)量器件的電池底座、連接大連桿和電池底座的軸承、連接小連桿和大連桿的軸承、連接電池底座和車模車身的軸承、滑軌、滑片、齒輪、條狀齒輪；本發(fā)明兩輪直立車可以前后調(diào)整重心位置使車模保持靜止直立、實(shí)現(xiàn)加速和減速，可以左右調(diào)整重心位置改善轉(zhuǎn)向性能。
【IPC分類】A63H17-36, A63H17-00, A63H29-22
【公開號】CN104826342
【申請?zhí)枴緾N201510206976
【發(fā)明人】陳永東, 王燕, 陳萬米, 黃慎之, 徐威
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月28日