一种智能体感电动车的制作方法

本发明涉及交通工具技术领域，尤其是一种智能体感电动车。

背景技术：

随着人们生活节奏的加快，交通工具成为一种越来越重要的生活工具，其中电动单车是一种重要的选择。

当前，行业内的电动单车都是通过把手处的电源开关和旋转把手控制输出功率和行驶速度的，控制方式比较单一，人的手需要始终握在旋转把手上以控制车速，长距离行驶容易疲劳。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供不需要将手放在旋转把手上便可以控制车速的智能体感电动车。

一种智能体感电动车，包括前轮、后轮、连接前轮和后轮的支架、座垫、驱动电机和姿态检测装置，座垫设置于支架上，前轮或后轮通过驱动电机驱动，姿态检测装置设置于前轮、后轮、支架或座垫上，姿态检测装置感应骑行者的重心变化以控制驱动电机的输出功率和/或旋转方向。

优选的，还包括主控电路，座垫的下部设置有中间支撑轴，中间支撑轴的上部连接座垫，中间支撑轴的下部连接支架；座垫可绕中间支撑轴旋转；姿态检测装置获取座垫的旋转角度及方向，主控电路根据姿态检测装置获取的旋转角度大小及方向，控制驱动电机的输出功率及旋转方向。

优选的，中间支撑轴通过万向节连接座垫，座垫可以在三维立体方向上旋转即：前后方向与上下方向确定的平面、左右方向和上下方向确定的平面、水平面；同时在车把手设置自动转向装置；座垫三维立体方向的旋转分解为车体前退方向的分量、车体上下方向的分量、车体左右方向的分量，车体前后方向的分量控制驱动电机的正反转，车体上下方向的分量控制驱动电机的输出功率，车体左右方向的分量控制自动转向装置转向。

优选的，主控电路设置有远程唤醒电路、定位电路和自动巡航电路，远程唤醒电路接收远程唤醒信息，自动巡航电路和定位电路根据远程唤醒信息指令进入自动巡航模式。

优选的，坐垫的四周设置滑道，滑道上设置滑块，主控电路可以控制滑块的滑动，滑块在滑道上滑行过程中，座垫绕中间支撑轴旋转，从而控制滑块滑动可以控制电动车在自动巡航模式中的速度和行驶方向。

优选的，座垫绕中间支撑轴在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置。

优选的，座垫的下部设置有前支撑轴和后支撑轴，前支撑轴和后支撑轴的上部分别连接座垫，前支撑轴和后支撑轴的下部分别连接支架；前支撑轴位于中间支撑轴的前部，后支撑轴位于中间支撑轴的后部；

前支撑轴的上部与座垫在上下方向可滑动连接，后支撑轴的上部在上下方向与座垫可滑动连接；

座垫绕中间支撑轴在在前后方向和上下方向所确定的平面内旋转，

座垫绕中间支撑轴相对水平面的旋转角度为±15°；

姿态检测装置感应座垫的旋转角度以控制驱动电机的输出功率和旋转方向。

优选的，还包括头管和前叉，头管的后部连接支架，前叉的下部连接前轮；前叉的上部可旋转的与头管的下部连接，前叉相对头管在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置；前叉与头管的连接处设置有锁止结构。

优选的，所述前叉为单臂前叉，所述前叉连接于所述前轮的一侧

优选的，本实施例中，头管设置有滑槽，车架伸入滑槽内，车架通过锥形卡销与滑槽卡接；取出锥形卡销，车架与头管分离。

通过设置滑槽与锥形卡销，可实现车架与头管的一键式配合和拆分。拆分后，向上抬起车头部分，使该车前后分离，实现前后一键式拆卸组装。利用原有的车身后半部作为驱动部分，按相同的方式连接两轮婴儿车，如图12所示，车架的前端连接轮婴儿车(保留坐垫、姿态检测装置等部件，图中未示出)，使其变成一部智能婴儿车。基于同样的连接结构，可以通过车架3及后轮驱动智能老年代步车、智能雪橇车等。真正实现一车多用，一键拆卸任意组合。

优选的，还包括后叉，后叉的上部连接支架，后叉的下部连接后轮；后叉的上部可旋转的与支架的下部连接，后叉相对支架在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置；后叉与支架的连接处设置有锁止结构。

优选的，驱动电机驱动后轮，驱动电机为无轴电机。

优选的，后叉为单臂后叉，后叉的下部设置后叉单臂轴，后叉单臂轴从后轮的左侧连接后轮；后轮包括轮毂壳、右边盖、电机边盖、绕线空间和轮胎放置空间；右边盖连接于轮毂壳的右侧，电机边盖连接于轮毂壳的左侧；电机边盖的中部设置有孔，后叉单臂轴与孔连接；绕线空间设置于轮毂壳的边缘的左右两侧，轮胎放置空间设置于轮毂壳的周侧。

本发明的有益效果为：一种智能体感电动车，包括前轮、后轮、连接前轮和后轮的支架、座垫、驱动电机和姿态检测装置，座垫设置于支架上，前轮或后轮通过驱动电机驱动，姿态检测装置设置于前轮、后轮、支架或座垫上，姿态检测装置感应骑行者的重心变化以控制驱动电机的输出功率和/或旋转方向。通过在前轮、后轮、支架或座垫上设置姿态检测装置，通过姿态检测装置检测到的骑行者的重心变化，控制驱动电机的输出功率和旋转方向，可以控制电动车的行驶速度和行驶方向，不需要将手放在旋转把手上便可以控制车速，人的手不会感觉疲劳，提供了行驶安全性。

附图说明

图1是本发明一种智能体感电动车的电路结构框图。

图2是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，座垫4前倾角为15°。

图3是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，座垫4没有倾角。

图4是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，座垫4后倾角为15°。

图5是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，静止状态下，前轮向内收起，后轮向内收起。

图6是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，半包式挡泥板位于上工作位，半包式挡泥板用于挡雨、挡泥。

图7是本发明一种智能体感电动车的结构示意图，半包式挡泥板位于下工作位，半包式挡泥板用于撑地。

图8是本发明一种智能体感电动车的后轮与后叉的连接结构示意图。

图9是本发明一种智能体感电动车的后轮的连接结构示意图。

图10是本发明一种智能体感电动车的后轮的剖面图。

图11是本发明一种智能体感电动车的后轮与车架的结构示意图，去除前叉、前轮和车把手。

图12是本发明一种智能体感电动车的车身后半部分作为驱动力，驱动二轮车的结构示意图。

图13是与本发明一种智能体感电动车的连接的二轮车的结构示意图。

图中：

1-前轮；2-后轮；21-轮毂壳；22-右边盖；23-电机边盖；24-绕线空间；25-轮胎放置空间；3-支架；4-座垫；5-驱动电机；6-姿态检测装置；7-主控电路；71-远程唤醒电路；72-定位电路；8-中间支撑轴；9-前支撑轴；10-后支撑轴；73-自动巡航电路；11-头管；12-前叉；13-后叉；131-后叉单臂轴；14-车把手；15-半包式挡泥板；16-对勾型连杆；17-限位弹簧；18-大功率防水触点端子；19-公头；20-两轮车。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图13所示，本实施例提供的一种智能体感电动车，它包括：

实施例一

一种智能体感电动车，本实施例中：包括前轮1、后轮2、连接前轮1和后轮2的支架3、座垫4、驱动电机5和姿态检测装置6，座垫4设置于支架3上，前轮1或后轮2通过驱动电机5驱动，姿态检测装置6设置于前轮1、后轮2、支架3或座垫4上，姿态检测装置6感应骑行者的重心变化以控制驱动电机5的输出功率和/或旋转方向。

本实施例中，还包括主控电路7，座垫4的下部设置有中间支撑轴8，中间支撑轴8的上部连接座垫4，中间支撑轴8的下部连接支架3；座垫4可绕中间支撑轴8旋转；姿态检测装置6获取座垫4的旋转角度及方向，主控电路7根据姿态检测装置6获取的旋转角度大小及方向，控制驱动电机5的输出功率及旋转方向。

本实施例中，座垫4绕中间支撑轴8在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置。

本实施例中，座垫4的下部设置有前支撑轴9和后支撑轴10，前支撑轴9和后支撑轴10的上部分别连接座垫4，前支撑轴9和后支撑轴10的下部分别连接支架3；前支撑轴9位于中间支撑轴8的前部，后支撑轴10位于中间支撑轴8的后部；前支撑轴9的上部与座垫4在上下方向可滑动连接，后支撑轴10的上部在上下方向与座垫4可滑动连接；座垫4绕中间支撑轴8在在前后方向和上下方向所确定的平面内旋转，座垫4绕中间支撑轴8相对水平面的旋转角度为±15°；姿态检测装置6感应座垫4的旋转角度以控制驱动电机5的输出功率和旋转方向。

智能体感电动车利用安装在车座位下方的陀螺仪采集相关数据给主控板单片机进行分析感应骑行者自身身体重量调节车速和控制电动车前进、后退，车座前后倾斜角度不大于15度，最大倾斜角度超过45度时会自动断电保护，体感控制车速最高每小时不超过25公里。

本实施例中，姿态检测装置6包括姿态检测模块，姿态检测模块采用MPU6050模块，之所以选择这个模块，是因为其有以下优点：①集角度测量与加速度测量于一体；②其同时测量三轴上的角度与加速度测量；③其输出为数字信号，便于处理于存储与传输；④测量范围大，反应快。MPU6050整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP:Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术。

本实施例中，姿态检测装置6还包括加速度计模块。加速度具有合成定理，可以理解为是重力加速度可分解在X、Y、Z三个方向(前后、左右、上下)上的加速度。加速度计模块包括加速度传感器，加速度传感器实际上是用MEMS技术检测惯性力造成的微小形变，由此加速度计可以测量某一时刻X、Y、Z轴三个方向上的的加速度值。而电动车利用加速度计测出重力加速度在X、Y、Z轴的分量，然后利用各个方向的分量与重力加速度的比值来计算出小车大致的倾角。

物体时刻都会受到地球的万有引力作用产生一个向下的重力加速度，而车在动态时，受驱动电机的作用肯定有一个前进或者后退方向的作用力，而加速度计测出的结果是，重力加速度与车运动加速度合成得到一个总的加速度在三个方向上的分量。由此可见，由加速度计测得的角度必定含有很多干扰因素，所以需要经过滤波器的处理，得到更稳定合理的波形。所以，本实施例中还包括滤波器，滤波器有一个端口连接驱动电机，以获取驱动电机的输出功率。

本实施例中，姿态检测装置6还包括陀螺仪模块。陀螺仪运作电流5mA，待命电流5uA；加速器运作电流500u加速器省电模式电流40uA@10H。陀螺仪模块是实时记录车摆动时的角速度。由此通过卡尔曼滤波将加速度计得到的角度结合陀螺仪获得的角速度可以更以更好地实现PID调节。程序中通过IIC方式获取小车实时加速度，去除零点偏移，得到最终角速度值通过以上方式获得车的实时姿态，由此可得到车座的角度和角速度，将这两个参数传给卡尔曼滤波函数。

本实施例中，姿态检测装置6还包括电机驱动模块：由于电机工作电压与单片机的不同，且单片机本身带负载能力不强，电机工作需要较大电流等因素，无法用单片机直接驱动电机运转，因此需要电机驱动模块来驱动电机。对由于本项目电机需要驱动减速电机实时调整运动状态，需要较大的输出电流15A和较高的输出电压36V，并且为了留有裕量，所以选择驱动采用场效应功率管N沟75V 75A(TIP75N75)作为本次的电机驱动。由于电机的调速，我们采用PWM调速的方法。其原理就是开关管在一个周期内的导通时间为t，周期为T，则电机两端的平均电压U＝Vcc*(t/T)＝a*Vcc.其中，a＝t/T(占空比)，Vcc是电源电压。电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比a成正比。

本实施例中，还包括头管11和前叉12，头管11的后部连接支架3，前叉12的下部连接前轮1；

前叉12的上部可旋转的与头管11的下部连接，前叉12相对头管11在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置；前叉12与头管11的连接处设置有锁止结构。

本实施例中，电动车在静止状态时，前轮1相对头管11可向内或向外任意调整角度，改变前轮1与后轮2之间的轴间距离，达到最佳骑行舒适度。车辆静止状态时，前叉12连带前轮1可向车身主体内侧折叠收纳减少存放空间。

本实施例中，前叉12的上部连接车把手14。

本实施例中，前叉12为单臂前叉，前叉12连接于所述前轮1的一侧。

本实施例中，头管11设置有滑槽，车架3伸入滑槽内，车架3通过锥形卡销与滑槽卡接；取出锥形卡销，车架3与头管11分离。

通过设置滑槽与锥形卡销，可实现车架3与头管11的一键式配合和拆分。拆分后，向上抬起车头部分，使该车前后分离，实现前后一键式拆卸组装。利用原有的车身后半部作为驱动部分，按相同的方式连接两轮婴儿车，如图12所示，车架3的前端连接2轮婴儿车20(保留坐垫、姿态检测装置等部件，图中未示出)，使其变成一部智能婴儿车。基于同样的连接结构，可以通过车架3及后轮2驱动智能老年代步车、智能雪橇车等。真正实现一车多用，一键拆卸任意组合。

本实施例中，还包括后叉13，后叉13的上部连接支架3，后叉13的下部连接后轮2；

后叉13的上部可旋转的与支架3的下部连接，后叉13相对支架3在前后方向和上下方向所确定的平面内可旋转设置；

后叉13与支架3的连接处设置有锁止结构。

车辆静止状态时，后叉13连带后轮2可向车身主体内侧折叠收纳减少存放空间。车辆在静止状态时，后轮2可向内或向外任意调整角度，改变后轮2与前轮1之间的轴间距离，达到最佳骑行舒适度。

本实施例中，驱动电机5驱动后轮2，驱动电机5为无轴电机。

本实施例中，后叉13为单臂后叉，后叉13的下部设置后叉单臂轴131，后叉单臂轴131从后轮2的左侧连接后轮2；

后轮2包括轮毂壳21、右边盖22、电机边盖23、绕线空间24和轮胎放置空间25；

右边盖22连接于轮毂壳21的右侧，电机边盖23连接于轮毂壳21的左侧；

电机边盖23的中部设置有孔，后叉单臂轴131与孔连接；

绕线空间24设置于轮毂壳21的边缘的左右两侧，轮胎放置空间25设置于轮毂壳21的周侧。

本实施例中，驱动电机5嵌入后轮2。

本实施例中，还包括半包式挡泥板15，半包式挡泥板15通过对勾型连杆16连接于轮毂壳21。

智能感应电动车采用无轴电机驱动，无轴电机包括定子、转子和边盖、轮毂壳，利用转子和电机边盖直接连接，由边盖与外壳连接定位从而省略轴心，简化电机结构车架锁在电机边盖上达到安装简单方便，电机同心度高，一致性好，减少后叉宽度，节省整车空间。

本实施例中，还包括限位弹簧17，对勾型连杆16的第一端与轮毂壳21枢接，对勾型连杆16的第二端与半包式挡泥板15固定连接，限位弹簧17的上端可转动的连接轮毂壳21，限位弹簧17的下端可旋转的连接于对勾型连杆16的第一端的下部。在限位弹簧17的作用下，半包式挡泥板15有两个工作位，上工作位充当挡雨板的作用，下工作位充当车撑的作用。

半包式挡泥板15在2个工作位之间上下活动，完成功能切换，切换过程中车体不会倾斜，使得该智能体感电动车可以方便的从停止状态进入自动巡航状态。半包式挡泥板15通过智能巡航电路73控制，在2个工作位之间切换。

在车身前轮1一侧采用旋转单臂前叉12支撑前轮1，在车身后轮2一侧采用旋转单臂后叉13支撑后轮2，当停车时，后单臂半包式挡泥板15放下可当做车支撑用。

本实施例中，驱动电机5设置有大功率防水触点端子18，后叉13上设置公头19，公头19插入大功率防水触点端子18实现电连接。触点式供电方式改变了原始的防水头、连接线等出线方式，在电机内部搭接专用的大功率防水触点端子18直接与车身外部插件(公头19)连接实现快捷方便的供电接触，极大的方便了生产过程中电机的安装和日后无需专业人员就可以对智能电动车电机的维护保养和更换。

智能电动车在行车过程中当光照低于25LUX下光控系统会发出信号给控制器(主控电路7)，控制系统会发出相应指令自动开启前大灯。APP、定位、蓝牙、USB、防丢、等功能。

智能电动车在行驶过程中前方遇有障碍物时，通过雷达感应自动降速或停止。

车身前半部(前轮、前叉、头管、车把、)利用头管与车身连接处的滑槽，滑槽上方有锥型卡销向外拉开弹簧卡销，向上抬起车头部分，使该车前后分离，实现前后一键式拆卸组装。利用原有的车身后半部作为驱动部分，按相同的方式连接上两轮婴儿车，使其变成一部智能婴儿车、智能老年代步车、智能雪橇车等。真正实现一车多用，一键拆卸任意组合。

本实施例中，供电系统可以一键式拆装，根据需求改变电池容量。

本实施例中，智能感应车座内利用“动态平衡”原理，因驾驶者姿态的变化而改变行驶状态，这是因为它能够智能感应重心变化、采用运动补偿算法，利用其内部的陀螺仪和加速度传感器，来精确检测车体姿态的微小变化，并利用精密的伺服控制系统，灵敏地驱动电机，进行相应的调整，当驾驶者倾斜身体时，姿态传感器输出相应姿态信息，主控电路7感知到这个信息后，命令驱动电机5向相应方向旋转，姿态传感器按一定频率不停地测量车子姿态，并输出姿态信息到控制器，主控电路7不停地调整驱动电机5的转动方向和转速，保持了一个动态的平衡。

本实施例中，还包括电池，电池设置有无线充电电芯。智能感应无线充系统工作原理在于，电流流过线圈会产生磁场，其它未通电的线圈靠近该磁场就会产生电流，无线充电技术就应用了这种称为电磁感应的物理现象，它能在一定范围内对智能电动车实现自适应点对点充电，一点对多点充电功能。

实施例二

一种智能体感电动车，本实施例中：包括前轮1、后轮2、连接前轮1和后轮2的支架3、座垫4、驱动电机5和姿态检测装置6，座垫4设置于支架3上，前轮1或后轮2通过驱动电机5驱动，姿态检测装置6设置于前轮1、后轮2、支架3或座垫4上，姿态检测装置6感应骑行者的重心变化以控制驱动电机5的输出功率和/或旋转方向。

本实施例中，主控电路7设置有远程唤醒电路71、定位电路72和自动巡航电路73，远程唤醒电路71接收远程唤醒信息，自动巡航电路73和定位电路72根据远程唤醒信息指令进入自动巡航模式。

本实施例中，中间支撑轴8通过万向节连接座垫4，座垫4可以在三维立体方向上旋转即：前后方向与上下方向确定的平面、左右方向和上下方向确定的平面、水平面；同时在车把手14设置自动转向装置；座垫4三维立体方向的旋转分解为车体前退方向的分量、车体上下方向的分量、车体左右方向的分量，车体前后方向的分量控制驱动电机的正反转，车体上下方向的分量控制驱动电机的输出功率，车体左右方向的分量控制自动转向装置转向。

本实施例中，主控电路7设置有远程唤醒电路71、定位电路72和自动巡航电路73，远程唤醒电路71接收远程唤醒信息，自动巡航电路73和定位电路72根据远程唤醒信息指令进入自动巡航模式。

本实施例中，坐垫4的四周设置滑道，滑道上设置滑块，主控电路7可以控制滑块的滑动，滑块在滑道上滑行过程中，座垫4绕中间支撑轴在三维方向上旋转，从而控制滑块滑动可以控制电动车在自动巡航模式中的速度和行驶方向。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本本发明的专利范围，凡是利用本本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。