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一種電動平衡滑板車及其控制實現方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201110460562.0

申請日:

2011.12.31

公開號:

CN102527024B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||著錄事項變更IPC(主分類):A63C 17/12變更事項:申請人變更前:杭州億腦智能科技有限公司變更后:杭州億腦智能科技有限公司變更事項:地址變更前:310013 浙江省杭州市西湖區西斗門路3號天堂軟件園E幢11層變更后:311112 浙江省杭州市余杭區勾莊路218號億豐時代大廈16樓|||實質審查的生效號牌文件類型代碼:1604號牌文件序號:101322524313IPC(主分類):A63C 17/12專利申請號:2011104605620申請日:20111231|||公開
IPC分類號: A63C17/12; A63C17/00 主分類號: A63C17/12
申請人: 杭州億腦智能科技有限公司
發明人: 應放天; 陶冶; 王冠云
地址: 311112 浙江省杭州市余杭區勾莊路218號億豐時代大廈16樓
優先權:
專利代理機構: 杭州中成專利事務所有限公司 33212 代理人: 金祺
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110460562.0

授權公告號:

102527024B|||||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2014.12.24|||2012.09.05|||2012.07.04

法律狀態類型:

授權|||著錄事項變更|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種滑板車,旨在提供一種電動平衡滑板車及其控制實現方法。該滑板車包括車輪,踏板通過支架和軸承固定于輪軸上;有一根與運行方向垂直的輪軸;同時還包括加速度感應單元、控制調節單元、運動執行單元,所述加速度感應單元、控制調節單元和運動執行單元依次連接。本發明利用加速度感應單元與控制調節單元的配合,達到控制滑板車是否啟動的效果,可以應用于鍛煉兒童平衡能力。使用者雙腳站在滑板車上,若傾斜角在設定值以內則表示能保持平衡,啟動電源執行向前緩行的運動命令。若傾角超過設定值則表示不能保持平衡,立即停止前進。該產品簡單易用,且能夠在使用者失去平衡時立即停止運行,確保使用者安全性。

權利要求書

1.一種電動平衡滑板車,包括車輪,踏板通過支架和軸承固定于輪軸上;其特征
在于,該電動平衡滑板車有一根與運行方向垂直的輪軸;同時還包括:
用于檢測平衡滑板車運動過程中的傾角的加速度感應單元;
用于接收所述加速度感應單元測量反饋的傾角數據、并根據傾角數據進行平衡狀態
判斷和發送動作指令的控制調節單元,控制調節單元能夠在傾角位于設定值范圍內時發
出開始運行的指令,或在傾角超出設定值時發出停止運行的指令;以及
用于執行動作指令的運動執行單元,包括電源和與車輪連接的電機;
所述加速度感應單元、控制調節單元和運動執行單元依次連接。
2.根據權利要求1所述的電動平衡滑板車,其特征在于,所述控制調節單元還連
接至電源開關。
3.根據權利要求1所述的電動平衡滑板車,其特征在于,所述加速度感應單元包
括至少一個AXDL345加速度傳感器。
4.根據權利要求1所述的電動平衡滑板車,其特征在于,所述控制調節單元包括:
依次連接的用于接收傾角信號的單片機接收模塊、根據傾角數據進行平衡狀態判斷的識
別計算模塊、發送開始運行與停止運行指令的輸出控制信號模塊;輸出控制信號模塊連
接至所述的電機。
5.根據權利要求1至4任意一項中所述的電動平衡滑板車,其特征在于,所述車
輪是一個,設于輪軸的中間位置;或者車輪是兩個,分設于輪軸的兩端。
6.一種基于權利要求1所述電動平衡滑板車的控制實現方法,其特征在于,包括:
(1)加速度感應單元由AXDL345加速度傳感器檢測平衡滑板車運動過程中的傾角
實時數據,并傳送至控制調節單元;
(2)控制調節單元根據接受到的傾角數據進行平衡狀態判斷,在傾角位于設定值
范圍內時發出開始運行的指令,或在傾角超出設定值時發出停止運行的指令;
(3)運動執行單元執行控制調節單元發出的指令:當控制調節單元發出開始運行
的指令時,電機驅動車輪并保持緩速前行狀態;當控制調節單元發出停止運行的指令時,
電機停止運轉。
7.根據權利要求6所述的方法,其特征在于,所述傾角是指踏板平面與水平線之
間夾角,其設定值的范圍為5°~15°。

說明書

一種電動平衡滑板車及其控制實現方法

技術領域

本發明涉及一種滑板車,特別是涉及AXDL345加速度傳感器在滑板玩具中應用的一
種電動平衡滑板車及其控制實現方法。

背景技術

現有滑板車以結構設計為主,適合10歲以上兒童使用,并沒有針對幼兒設計的以
鍛煉平衡能力為目標的滑板車。

現有滑板車是一個擁有兩個或者更多輪子的小平臺,靠使用者蹬踏地面前進。如今
最常見的滑板車有兩個輪子,為了輕便,是主要由鋁制成的。有些滑板車有3個或4個
輪子,有些是由塑料制成的,有些更大,有些不能折疊。有些為了雜技表演而給成人用
的滑板車有點像前輪大后輪小的舊式自行車。而這些滑板車的使用目的主要是以娛樂為
主,如兩輪滑板車很注重技巧的使用,對于幼兒來說難度大、易受傷,并不能應用于幼
兒的平衡訓練中;而具有3個及以上輪子的滑板車,或帶有支架把手的滑板車可給幼兒
作為一種娛樂運動的玩具,但由于滑板車本身即可平衡或無需人力以具備平衡的能力,
不能起到鍛煉幼兒平衡能力的作用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是,克服現有技術中的不足,提供一種適于幼兒鍛煉平衡
能力的電動平衡滑板車及其控制實現方法。

為解決技術問題,本發明的解決方案是:

提供一種電動平衡滑板車,包括車輪,踏板通過支架和軸承固定于輪軸上;該電動
平衡滑板車有一根與運行方向垂直的輪軸;同時還包括:用于檢測平衡滑板車運動過程
中的傾角的加速度感應單元;用于接收所述加速度感應單元測量反饋的傾角數據、并根
據傾角數據進行平衡狀態判斷和發送動作指令的控制調節單元,控制調節單元能夠在傾
角位于設定值范圍內時發出開始運行的指令,或在傾角超出設定值時發出停止運行的指
令;以及用于執行動作指令的運動執行單元,包括電源和與車輪連接的電機;所述加速
度感應單元、控制調節單元和運動執行單元依次連接。

作為一種改進,所述控制調節單元還連接至電源開關。

作為一種改進,所述加速度感應單元包括至少一個AXDL345加速度傳感器。

作為一種改進,所述控制調節單元包括:依次連接的用于接收傾角信號的單片機接
收模塊、根據傾角數據進行平衡狀態判斷的識別計算模塊、發送開始運行與停止運行指
令的輸出控制信號模塊;輸出控制信號模塊連接至所述的電機。

作為一種改進,所述車輪是一個,設于輪軸的中間位置;或者車輪是兩個,分設于
輪軸的兩端。

本發明還提供了一種基于前述電動平衡滑板車的控制實現方法,包括:

(1)加速度感應單元由AXDL345加速度傳感器檢測平衡滑板車運動過程中的傾角
實時數據,并傳送至控制調節單元;

(2)控制調節單元根據接受到的傾角數據進行平衡狀態判斷,在傾角位于設定值
范圍內時發出開始運行的指令,或在傾角超出設定值時發出停止運行的指令;

(3)運動執行單元執行控制調節單元發出的指令:當控制調節單元發出開始運行
的指令時,電機驅動車輪并保持緩速前行狀態;當控制調節單元發出停止運行的指令時,
電機停止運轉。

本發明中,所述傾角是指踏板平面與水平線之間夾角,其設定值范圍為5°~15°。

本發明的有益效果在于:

本發明利用加速度感應單元與控制調節單元的配合,達到控制滑板車是否啟動的效
果,可以應用于鍛煉兒童平衡能力。使用者雙腳站在滑板車上,若傾斜角在設定值以內
則表示能保持平衡,啟動電源執行向前緩行的運動命令。若傾角超過設定值則表示不能
保持平衡,立即停止前進。該產品簡單易用,且能夠在使用者失去平衡時立即停止運行,
確保使用者安全性。

附圖說明

圖1為本發明產品結構示意圖(該圖不考慮踏板的遮擋效果);

圖2為本發明的產品立體圖。

圖3為本發明的產品立體圖。

圖4為本發明的產品立體圖。

圖5為本發明產品保持最佳平衡狀態的示意圖。

圖6為圖5中產品的右視圖。

圖7為圖5中產品的左視圖。

圖8為本發明產品保持平衡最大傾角狀態的示意圖。

圖9為本發明產品保持平衡最大傾角狀態的示意圖。

圖中附圖標記為:踏板1、車輪2、電機3、電源4、支架5、AXDL345加速度傳感
器6、單片機7、輪軸8。

具體實施方式

首先需要說明的是,本發明涉及控制技術的應用。在本發明的實現過程中,會涉及
到多個內置于單片機的軟件功能模塊。申請人認為,如在仔細閱讀申請文件、準確理解
本發明的實現原理和發明目的以后,在結合現有公知技術的情況下,本領域技術人員完
全可以運用其掌握的軟件編程技能實現本發明。前述軟件功能模塊包括但不限于:單片
機接收模塊、識別計算模塊、輸出控制信號模塊等,凡本發明申請文件提及的均屬此范
疇,申請人不再一一列舉。

另外,ADXL345加速度傳感器是ADI公司的三軸數字加速度傳感器,主要應用于
消費電子的微型慣性器件,最大可感知±16g的加速度,感應精度可達3.9mg/LSB,傾
角測量典型誤差小于1°,通過其內置的ADC將加速度信號轉換為數字量存放在片內緩
沖區,使用SPI總線讀取數據。對于該產品的運用,本領域技術人員也是熟練掌握的,
本發明不再贅述。

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步詳細描述:

本發明所提供的電動平衡滑板車,包括車輪2、電源4及電機3,踏板1通過支架5
和軸承固定于輪軸8上;該電動平衡滑板車有一根輪軸8;本實施例中選用的是單輪,
設于輪軸8的中間位置。當然也可選用兩個車輪2,分設于輪軸8的兩端。

本發明的控制系統包括:加速度感應單元、控制調節單元和運動執行單元;本實施
例中的加速度感應單元使用了兩個AXDL345加速度傳感器6,分別位于滑板車的兩側;

控制調節單元則包括內置于單片機7內的單片機接收模塊、識別計算模塊和輸出控
制信號模塊,輸出控制信號模塊連接至電機3。

運動執行單元包括電源4和與車輪2連接的電機3。當然,從廣義上說,車輪2、
也屬于運動執行單元的組成部分。本發明中,電機的啟動和停運由控制調節單元的指令
實現控制。本發明以蓄電池作為電源4,其電源開關連接至單片機7,作為整個系統的
供電總開關。

本發明實現控制的方法是:

(1)加速度感應單元由AXDL345加速度傳感器檢測平衡滑板車運動過程中的傾角
實時數據,并傳送至控制調節單元;

(2)控制調節單元根據接受到的傾角數據進行平衡狀態判斷,在傾角位于設定值
范圍內時發出開始運行的指令,或在傾角超出設定值時發出停止運行的指令;

(3)運動執行單元執行控制調節單元發出的指令:當控制調節單元發出開始運行
的指令時,電機驅動車輪并保持緩速前行狀態;當控制調節單元發出停止運行的指令時,
電機停止運轉。

本發明中,所述傾角是指踏板平面與水平線之間夾角,其設定值范圍為5°~15°。

本發明設計傾角的設定值的用意在于:在5°~15°的范圍內任意設定一個夾角度
數,當踏板實際夾角小于或等于該設定值時視為處于平衡狀態,滑板車向前緩行;當踏
板實際夾角大于該設定值時視為處于不平衡狀態,滑板車停止運行,保證安全。

該產品的具體操作方法如下:

當AXDL345加速度傳感器6感應到平衡滑板車向前或向后的傾角在10°(實施例的
設定值)以內時,單片機7中內置的軟件功能模塊啟動,發出向前緩行的指令。當AXDL345
加速度傳感器6感應到平衡滑板車在左右任意方向上的傾角大于10°時,單片機7中內
置的軟件功能模塊啟動保護程序,發出停止運行的指令,電機停止運轉。

最后應說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較
佳實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明
的技術方案進行修改或等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍。

關 鍵 詞:
一種 電動 平衡 滑板 及其 控制 實現 方法
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