[发明专利]两轮车中的陀螺仪稳定

权利要求书

1.一种系统，包括：

控制力矩陀螺仪(CMG)装置，所述控制力矩陀螺仪(CMG)装置包括：

惯性轮；

驱动所述惯性轮的惯性轮驱动发动机；

容纳所述惯性轮和所述惯性轮驱动发动机的外罩，所述外罩具有三个自由度；和

一个或多个用于独立地在所述自由度中驱动所述外罩的发动机；以及

控制所述控制力矩陀螺仪装置的姿态的控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

用以确定所述系统的位置和速度的位置传感器和速度传感器；其中，所述控制器用来执行所述控制力矩陀螺仪装置的多个状态的直接闭环控制，所述控制力矩陀螺仪装置的多个状态包括惯性轮的位置、速度和加速度、外罩姿态、和与所述控制力矩陀螺仪装置相关的相对于车体的尺寸。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制力矩陀螺仪装置被包括在两轮或更多轮的车辆中，并且，控制所述控制力矩陀螺仪的姿态包括下列中的一种或多种：

车体的侧倾、俯仰和偏航的直接控制；

稳定性控制和外部干扰抑制，包括风和由外部对象施加于所述车体上的任何力；

碰撞场景下的稳定；

准稳定的情况下的姿态控制，在所述准稳定的情况中，一个车轮与地面接触不佳或不与地面接触；和

当车架完全离地时的姿态控制。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器用来执行所述惯性轮驱动发动机的开环控制。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制力矩陀螺仪装置包括多个惯性轮，并且所述控制器还用来执行下列中的一种或多种：

所述多个惯性轮的旋转的独立控制；

惯性轮旋转方向控制，使得由旋转产生的力矩被消除；

主-从控制，使得一个或多个从动装置反映主动装置的动作；

对共同参照的惯性轮位置、速度、或转矩的闭环控制；或者

对每个惯性轮的独特参照的惯性轮位置、速度、或转矩的闭环控制。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述控制器还用来执行下列中的一种：

所有惯性轮的合输出力矢量的直接闭环控制；

通过力矢量化，在一个或多个车轮上的法向力的直接闭环控制。

7.一种永久性计算机可读存储介质，所述永久性计算机可读存储介质包含指令，所述指令当被处理器执行时，使所述处理器执行包括下列步骤的方法：

确定联接至车架的一个或多个陀螺仪为稳定所述车架而要施加的控制力矩值，所述一个或多个陀螺仪中的每一个陀螺仪包括惯性轮；和

增大用于所述一个或多个陀螺仪的惯性轮进行旋进的输入轴的数目，以产生所确定的控制力矩值。

8.根据权利要求7所述的永久性计算机可读存储介质，其中，所述一个或多个陀螺仪还联接至转盘，增大用于所述惯性轮的输入轴的数目包括旋转所述转盘。

9.根据权利要求7所述的永久性计算机可读存储介质，其中，所述一个或多个陀螺仪包括两个或更多个直排联接至所述车架的陀螺仪。

10.根据权利要求9所述的永久性计算机可读存储介质，其中，所述陀螺仪相对于前轮和后轮纵向地对齐。

11.根据权利要求10所述的永久性计算机可读存储介质，其中，所述陀螺仪的所述惯性轮相对于彼此在相反的方向上旋转和旋进。

12.根据权利要求9所述的永久性计算机可读存储介质，其中，所述陀螺仪相对于所述车架横向地和/或相对于所述车架在高度方向上对齐。

13.一种陀螺仪装置，包括：

包括一个或多个万向架和旋转轴的惯性轮外罩；和

包括第一介质且被包括在所述外罩中的惯性轮，所述惯性轮用以绕着所述旋转轴旋转且通过所述一个或多个万向架而被旋进，所述第一介质包括固体且成形的介质，所述惯性轮包括：

包括可分配的第二介质的稳定结构，当所述惯性轮绕着其旋转轴旋转时，所述可分配的第二介质被分配遍及整个所述稳定结构，所述第二介质包括流体或松散颗粒的介质。

14.根据权利要求13所述的陀螺仪装置，其中，所述惯性轮的所述稳定结构包括形成在所述惯性轮中的环形腔。