[发明专利]一种自平衡自主行驶两轮车及平衡控制方法

权利要求书

1.一种自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，包括车架、前轮、后轮、转向系统、陀螺仪模块、飞轮系统、行驶驱动系统、控制模块、转向位姿检测模块，

所述前轮设置在所述车架前侧，所述后轮设置在所述车架的后侧；

所述转向系统设置在所述前轮与所述车架之间，所述转向系统被配置为能够使得所述前轮转向；

所述陀螺仪模块被配置为能够检测所述两轮车的行驶信息；

所述飞轮系统设置在所述车架中部，所述飞轮系统被配置为能够给所述两轮车提供平衡力；

所述行驶驱动系统被配置为能够驱动所述后轮转动；

所述转向位姿检测模块被配置为检测所述前轮的转向位姿信息；

所述控制系统被配置为能够获取所述陀螺仪模块的检测信息、获取所述转向位姿检测模块的所述转向位姿信息和控制所述转向系统、所述飞轮系统、所述行驶驱动系统。

2.如权利要求1所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述转向系统包括转向叉、连杆机构、转向齿轮、转向驱动电机，所述前轮可转动地设置于所述转向叉下端，所述转向叉可转动地设置于所述车架前端，所述转向齿轮固定安装于所述转向驱动电机的输出轴，所述转向齿轮与所述连杆机构的输入端连接，所述转向叉的上端与所述连杆机构的输出端连接。

3.如权利要求2所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述飞轮系统包括飞轮、飞轮转轴、飞轮驱动电机；所述飞轮固定设置于所述飞轮转轴中部，所述飞轮转轴两端可转动地设置于所述车架上，所述飞轮驱动电机的输出轴与所述飞轮转轴的一端传动连接。

4.如权利要求3所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述行驶驱动系统包括行驶驱动电机、挠性件传动，所述挠性件传动为带传动或链传动，所述挠性件传动的输入端与所述行驶驱动电机的输出轴连接，所述挠性件传动的输出端与所述后轮连接。

5.如权利要求4所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述转向叉的中心轴线与所述两轮车下端面的夹角大于等于40°且小于等于90°。

6.如权利要求5所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述转向叉下端为U形管状构件，所述转向系统还包括避震弹簧，所述避震弹簧套设在所述U形管状构件上，所述避震弹簧套的中心轴线与所述U形管状构件轴线重合。

7.如权利要求6所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述连杆机构为平行四连杆机构，所述四连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述第四连杆依次首尾转动连接，所述第一连杆与所述第三连杆平行，所述第二连杆与所述第四连杆平行，所述第一连杆与所述转向叉上端固定连接，所述第三连杆与所述转向齿轮啮合连接。

8.如权利要求7所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述两轮车包含所述飞轮的数量大于等于1，所述飞轮的质量被配置为集中在所述飞轮的外圆周上。

9.如权利要求8所述的自平衡自主行驶两轮车，其特征在于，所述陀螺仪模块被设置于所述车架的上部。

10.一种如权利要求5至9任一所述的自平衡自主行驶两轮车的平衡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述控制模块接收用户指令；

所述控制模块获取所述陀螺仪模块的检测信息；

所述控制模块根据所述陀螺仪模块的所述检测信息，计算所述飞轮的目标转速，根据所述飞轮的所述目标转速控制所述飞轮驱动电机转动；

所述陀螺仪模块检测所述两轮车的车身信息，所述车身信息包括所述车身的角速度、角加速度；

所述控制模块获取所述转向位姿检测模块的所述转向位姿信息；

所述控制模块根据所述转向位姿信息，计算所述前轮需要的目标转向，控制所述转向驱动电机转动；

所述转向位姿检测模块的检测所述两轮车的所述转向位姿信息；

所述控制模块获取所述两轮车的当前速度、计算当前的目标速度，根据所述目标速度控制所述行驶驱动电机转动。