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成果名称:
自平衡两轮代步电动车
完成单位:
中国科学技术大学技术转移中心
启止时间:
{NS=Define|kssj}年--2011年
所属领域:
设备制造
成果水平:
国内先进
成果状态:
成熟应用阶段
研究人员
暂无
联系方式
0551—3601795
成果简介

自平衡电动代步车是一种两轮式左右并行布置结构的具有自平衡系统的电动车。利用倒立摆控制原理,使车体始终保持平衡。在车体内嵌入式CPU的控制下,采集平衡传感器以及速度、加速度传感器的数据,通过建立的系统数学模型和控制算法,计算输出PWM信号,自动控制两个伺服电机的转矩,使车体持平衡并能够根据人体重心的偏移,自动前进、后退及转弯。

和传统的电动代步车比较具有以下优点:
1、车辆的转弯半径为零,可以在小空间范围灵活运动;
2、无刹车系统,由CPU自动给出正反转力矩,从而达到快速稳定的刹车效果;控制极其方便,前进后退自如。
3、可应用于对于步行街、广场、游乐场和大型会场等场合,汽车无法通行,步行又很不便。

整车质量约为30公斤。在正常工作时,人员经10分钟左右训练后可以驾驶其任意行走。身体前倾时车子自动加速,后倾时自动减速。通过控制手柄,可原地转弯任意角度。时速可达10公里每小时。连续行驶里程约30公里。

使用时,打开电源总开关,系统启动,CPU开始工作。当车体平衡静止时,左右驱动轮力矩输入为零。需要前进时,驾驶者向前倾斜,水平仪传感器或角度传感器得到整车倾斜角度信号送入CPU,CPU根据此信号并综合左右车轮转速传感器及加速度传感器的信号算出所需力矩,控制车轮转动前进并始终保持车体平衡。倾角越大,加速越快。倾角达到某一数值后,加速停止,整车匀速前进。当需要减速、刹车或后退时,驾驶者向后倾斜,CPU同样可以根据各传感器的信号综合计算出所需反力矩的大小,控制车轮产生合适的反力矩,使整车减速、刹车或后退。需要转弯时,驾驶者通过按下转向控制按钮给出一个信号,CPU根据信号特征并综合其它传感器信号计算得出左右轮需要的不同力矩大小,利用左右轮的转速差,可以控制车体转动到所需角度。由于使用了三维动力学的倒立摆控制原理,在前进、后退或刹车以及转弯等各种运行状态下,整车能始终保持平衡稳定的状态。

自平衡电动代步车税前成本初步核算约为3400—4100,按销售价8,200元(1,000美元),远低于美国同类产品。由于其自主的知识产权及高科技含量使得产品的唯一性和专有性得到法律的保护。该产品目前的使用场所仅限于大型广场、游乐场、车间、以及邮政投递,大范围广场的执勤等特殊场合以及境外消费水平相对较高国家的代步工具。市场前景极为广阔。

通 知 通 告