兩輪自平衡車(chē)是由哪些部件構(gòu)成的

時(shí)間：2020-01-05作者：深圳市耀途盛世智能科技有限公司瀏覽：536

 
    兩輪自平衡車(chē)的構(gòu)成
    (1)控制器
    控制器是兩輪自平衡車(chē)的技術(shù)**，因而控制器的好壞直接影響到平衡車(chē)的質(zhì)量，控制器包括車(chē)體狀態(tài)運(yùn)算和平衡控制運(yùn)算2個(gè)部分。車(chē)體狀態(tài)運(yùn)算主要是將各傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)加以融合得出車(chē)體傾斜角度值、傾斜角速度值以及行車(chē)速度等。平衡控制運(yùn)算根據(jù)車(chē)體狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算保持平衡需要的行車(chē)速度和加速度，或者轉(zhuǎn)彎所需要的左右電機(jī)速度變化值，向電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送控制指令。運(yùn)算模塊相當(dāng)于兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)的大腦，它主要負(fù)責(zé)的工作是：控制電機(jī)的起停，向控制模塊發(fā)出加速、減速、電機(jī)正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)等速度控制信號(hào)，接收電機(jī)Hall信號(hào)進(jìn)行車(chē)速度計(jì)算，并通過(guò)RS一232串口向PC發(fā)送車(chē)速數(shù)據(jù)以供存儲(chǔ)和分析。另外，還負(fù)責(zé)接收車(chē)體平衡姿態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行自平衡運(yùn)算。
    (2)陀螺儀
    陀螺在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，不但圍繞本身的軸線運(yùn)動(dòng)，而且還圍繞一個(gè)垂直軸做錐形運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，陀螺以免圍繞本身做自轉(zhuǎn)，一面圍著垂直做公轉(zhuǎn)。陀螺圍繞自身軸線做自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度的快慢，決定著陀螺擺動(dòng)角的大小。轉(zhuǎn)的越慢，擺動(dòng)角越大，穩(wěn)定性越差;轉(zhuǎn)的越快，擺動(dòng)角越小，因而穩(wěn)定性也就越好。這和人們騎自行車(chē)的道理差不多，其中不同的是一個(gè)是做直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是做圓錐形的曲線運(yùn)動(dòng)，陀螺告訴自轉(zhuǎn)時(shí)，在重力偶作用下，不沿力偶放心翻到，而繞道支點(diǎn)的垂直軸做圓錐運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，就是陀螺原理。不過(guò)它**轉(zhuǎn)的夠快，或者慣性夠大(可以說(shuō)是角動(dòng)量要夠大)，不然，只要一個(gè)很小的力矩，就會(huì)嚴(yán)重影響到它的穩(wěn)定性，就像我們可以輕易的改變中車(chē)輪轉(zhuǎn)軸的方向一樣，所以設(shè)置在飛機(jī)，飛彈中的陀螺儀是靠?jī)?nèi)部所提供的動(dòng)力，使其保持高速轉(zhuǎn)動(dòng)。思維翼兩輪平衡車(chē)正是通過(guò)精密固態(tài)陀螺儀來(lái)判斷車(chē)身所處的姿勢(shì)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)模糊控制。車(chē)身部分以馬達(dá)軸心為中心做前后的擺動(dòng)，若以車(chē)身垂直地面為0度，則車(chē)身可擺動(dòng)范圍為-96度~96度，這樣的設(shè)計(jì)是為了避免當(dāng)車(chē)身失去平衡時(shí)，平臺(tái)直接撞擊地面進(jìn)而影響到裝在平臺(tái)上的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器與其它電路。左右車(chē)輪部分分別由兩個(gè)直流有刷馬達(dá)帶動(dòng)，以馬達(dá)軸心為中心做360度前后的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)未做控制時(shí)，不論車(chē)身往前傾或后傾，左右輪都是靜止的狀態(tài)，也就是車(chē)身前后擺動(dòng)與輪子轉(zhuǎn)動(dòng)是相互獨(dú)立的。車(chē)身在保持直立的狀態(tài)下，有靜止，前傾與后傾三種行動(dòng)的方式，加上我們所需要執(zhí)行的策略，使車(chē)身維持在平衡的狀態(tài)。三種行動(dòng)方式與決策模式如下：1.靜止：若車(chē)身**落于左，右兩輪與地面接觸點(diǎn)的聯(lián)機(jī)中心位置，則車(chē)身保持平衡不動(dòng)，則輪子靜止不做任何控制。2：前傾：若車(chē)身**偏前，車(chē)身將向前傾斜，則控制輪子前進(jìn)，依據(jù)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)與車(chē)身傾斜的的相對(duì)角度及相對(duì)角速度大小，控制輪子前進(jìn)的力量的大小，以維持車(chē)身平衡。3.后傾：若車(chē)身**偏后，則車(chē)身將向后傾，則控制輪子的后退，依據(jù)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)與車(chē)身傾斜的相對(duì)角度及相對(duì)角速度大小，控制輪子后退的力量大小，以維持車(chē)身平衡。
    (3)電機(jī)
    無(wú)刷直流電機(jī)用電子換向器取代了普通直流電機(jī)的電刷和換向器它**，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，操作性能好，噪聲小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固，免維護(hù)或少維護(hù)，體積小質(zhì)量輕，裝有無(wú)刷電機(jī)的兩輪平衡車(chē)行駛速度**到35公里/小時(shí)以上時(shí),才能真正發(fā)揮其較佳的工作效率,但是我們知道兩輪平衡車(chē)作為非機(jī)動(dòng)車(chē)來(lái)管理,時(shí)速一般都控制在20公里/小時(shí)以下,所以選用無(wú)刷電機(jī)作為兩輪平衡車(chē)的動(dòng)力，降低了電機(jī)的工作效率,可取性不強(qiáng)。
    有刷直流電機(jī)目前被國(guó)內(nèi)大多數(shù)電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)廠家所選用,它采用碳刷作為電機(jī)電源的兩個(gè)觸點(diǎn),利用調(diào)速轉(zhuǎn)把和控制器來(lái)控制,通過(guò)齒輪二次減速及追趕離合器來(lái)達(dá)到電動(dòng)車(chē)0-20公里/小時(shí)的無(wú)極調(diào)速。目前兩輪平衡車(chē)采用的這種有刷高速電機(jī)減速齒輪強(qiáng)度較強(qiáng),**性好,設(shè)計(jì)合理,返修率較低;而且維修更換齒輪和電機(jī)的成本較少,有效的降低了兩輪平衡車(chē)的維修費(fèi)用。
    (4)蓄電池
    蓄電池的選擇有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電池。鋰電池價(jià)格昂貴，會(huì)大大增加電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)成本。鎳氫電池用單個(gè)1.2 V 的電池組合成所需電壓，使用上不夠方便，且其自放電較大，充滿(mǎn)電放置幾天不用也會(huì)由于自放電而又要充電，所以鎳氫電池也不是較好的選擇。鉛酸蓄電池雖然體積偏大，重量較重，但具有技術(shù)成熟、價(jià)格低廉、安全性高等**優(yōu)點(diǎn)，近幾年的技術(shù)發(fā)展已使其具有較高的容量，較大的放電能力，并做到了免維護(hù)使用，目前市上的電動(dòng)車(chē)絕大多數(shù)都采用鉛酸蓄電池。
    (5)車(chē)體及其他附件
    車(chē)體的主要作用有：1.當(dāng)作載物箱，用于安裝蓄電池、陀螺儀、控制電路板等零部件;2.作中軸連接左右2個(gè)車(chē)輪;3.作腳踏板用于載人。
    對(duì)于車(chē)體材料的選擇，**是**具有較高的硬度，能承載足夠的重量，其次是車(chē)體本身重量要盡可能輕。因此選擇角鋁做為車(chē)廂骨架材料，扶手桿使用不銹鋼管材質(zhì)，就能夠兼顧硬度和滿(mǎn)足自身重量的要求。
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• 兩輪自平衡車(chē)是由哪些部件構(gòu)成的

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