一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆的制作方法

本发明主要涉及自平衡车辆领域，特指一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆。

背景技术：

自平衡车辆作为一种独特的代步工具已经得到广泛的应用。传统技术的自平衡车辆属于两点支撑，即仅通过两个车轮支撑车体，因此只能实现动态平衡，而在静态下是不稳的。现有技术中，专利20141033285.9给出了自平衡车辆及其安全控制方法，使得当车辆静止时两个车轮与安全装置中的着地滚轮组成了三点支撑结构，从而实现了自平衡车轮的静态平衡。然而，现有技术中的动态平衡与静态平衡平滑过渡，即动态平衡与静态平衡的变化是突然的，这将导致自平衡成立启动或刹车时仍然会跌倒。因此，设计一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于人工智能识别车辆启动或刹车过程、能够有效实现动态平衡与静态平衡之间平滑过渡、稳定性更高的自平衡车辆。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆，它包括转轴、分别穿过轴承a和轴承b装设于所述转轴两端的车轮a和车轮b、设置于所述转轴上的承载板，其中车轮a与车轮b相对于所述转轴的转速可独立控制，此外，还包括电源与控制系统。

所述一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆还包括装设于所述承载板中部，关于所述转轴对称的平衡切换机构a和平衡切换结构b；所述平衡切换机构a和平衡切换结构b结构完全相同，均包括平衡机构本体、装设于所述平衡机构本体内部的电磁铁和万向轮；所述电磁铁内部还装设于抗压螺旋弹簧，改变所述电磁铁内部电流的大小，可以改变所述万向轮距离地面的高度。

所述电源与控制系统控制所述电磁铁的工作状态，即所述电磁铁通电时所述万向轮最低点明显高于所述车轮a或车轮b的最低点；所述电磁铁断电时所述万向轮最低点明显低于所述车轮a或车轮b的最低点；所述电磁铁在某个特定电流时，所述万向轮最低点与地面平齐。

所述车轮a或车轮b转动时，所述万向轮可沿地面滚动。

所述承载板底部设有所述车轮a和车轮b的转速传感器，所述电源与控制系统根据所述传送传感器接受的信号控制所述电磁铁中电流的大小，即车速与电流满足增函数关系。

所述平衡结构主体为空心圆筒体。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆能够根据车轮的转速判断车辆的行驶状态，尤其是能够识别车轮启动过程和刹车过程，从而使得车辆由动态的“两点”平衡向着“四点平衡”的趋势改变。由此可知，本发明结构简单合理、能够智能识别操作者的行驶目的、且能够有效实现动态平衡与静态平衡之间的平滑过渡、增加了车辆的平衡性。

附图说明

图1是本发明的一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆俯视结构原理示意图。

图2是本发明的一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆主视结构原理示意图。

图中，1—车轮a；2—车轮b；3—转轴；4—轴承a；5—轴承b；6—平衡切换机构a；61—平衡机构本体；62—电磁铁；63—万向轮；7—平衡切换机构b；8—承载板；9—电源与控制系统。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1、图2所示，本发明的一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆，包括转轴3、分别穿过轴承a4和轴承b5装设于转轴3两端的车轮a1和车轮b2、设置于转轴3上的承载板8，其中车轮a1与车轮b2相对于转轴3的转速可独立控制，此外，还包括电源与控制系统9。

参见图1、图2所示，一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆还包括装设于承载板8中部，关于转轴3对称的平衡切换机构a6和平衡切换结构b7；平衡切换机构a6和平衡切换结构b7结构完全相同，均包括平衡机构本体61、装设于平衡机构本体61内部的电磁铁62和万向轮63；电磁铁62内部还装设于抗压螺旋弹簧，改变电磁铁62内部电流的大小，可以改变万向轮63距离地面的高度。

参见图1、图2所示，电源与控制系统9控制电磁铁62的工作状态，即电磁铁62通电时万向轮63最低点明显高于车轮a1或车轮b2的最低点；电磁铁62断电时万向轮63最低点明显低于车轮a1或车轮b2的最低点；电磁铁62在某个特定电流时，万向轮63最低点与地面平齐。

参见图1、图2所示，车轮a1或车轮b2转动时，万向轮63可沿地面滚动。

参见图1、图2所示，承载板8底部设有车轮a1和车轮b2的转速传感器，电源与控制系统9根据传送传感器接受的信号控制电磁铁62中电流的大小，即车速与电流满足增函数关系。

参见图1、图2所示，平衡结构主体61为空心圆筒体；承载板8底部还装设有角度传感器，用于检测承载板8相对于水平面的倾斜角度。当承载板8倾斜角度大于某个设定值时，比如前倾过大时，平衡切换机构a6中的电流变小，从而万向轮63与地面之间的距离变小。

进一步地，承载板8底部可装设有语音识别系统，能够识别简单的语音词，比如“刹车”和“启动”，当操作者通过语音发出“刹车”信号时，平衡切换机构a6和平衡切换结构b7中的万向轮63距离地面之间的距离自动向着“四点共面”的趋势调节，这里的“四点共面”指的是车轮a1、车轮b2、以及两个万向轮63的最低点。

进一步地，承载板8上表面还可以装设“刹车”按钮，操作者通过用脚接触或压缩本按钮，平衡切换机构a6和平衡切换结构b7中的万向轮63距离地面之间的距离自动向着“四点共面”的趋势调节。

在车辆刚启动的瞬间，或者两车轮转速同时小于某个设定值时，平衡切换机构a6和平衡切换结构b7中的万向轮63距离地面之间的距离自动向着“四点共面”的趋势调节；随着两个车轮转速的增加，平衡切换机构a6和平衡切换结构b7中的万向轮63距离地面之间的距离也随之增加，但小于某个设定值。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于人工智能平衡切换的自平衡车辆，属于自平衡车辆领域。它包括转轴、分别穿过轴承A和轴承B装设于转轴两端的车轮A和车轮B、设置于转轴上的承载板，其中车轮A与车轮B相对于转轴的转速可独立控制，此外，还包括电源与控制系统，关于转轴对称的平衡切换机构A和平衡切换结构B。平衡切换机构A和平衡切换结构B结构完全相同，均包括平衡机构本体、装设于平衡机构本体内部的电磁铁和万向轮；电磁铁内部还装设于抗压螺旋弹簧，改变电磁铁内部电流的大小，可以改变万向轮距离地面的高度。本发明是一种基于人工智能识别车辆启动或刹车过程、能够有效实现动态平衡与静态平衡之间平滑过渡的自平衡车辆。

技术研发人员：班书昊;李晓艳;蒋学东
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2018.09.06
技术公布日：2019.01.04