自平衡電動(dòng)車(chē) - 電動(dòng)交通工具
電動(dòng)平衡車(chē),又叫體感車(chē)、思維車(chē)、攝位車(chē)等。市場(chǎng)上主要有獨(dú)輪和雙輪兩類(lèi),如高學(xué)派電動(dòng)獨(dú)輪車(chē)。其運(yùn)作原理主要是建立在一種被稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上,利用車(chē)體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器,來(lái)檢測(cè)車(chē)體姿態(tài)的變化,并利用伺服控制系統(tǒng),精確地驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,以保持系統(tǒng)的平衡。是現(xiàn)代人用來(lái)作為代步工具、休閑娛樂(lè)的一種新型的綠色環(huán)保的產(chǎn)物。
類(lèi)型
兩輪車(chē)
由于兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)的兩輪結(jié)構(gòu),使得它的重心在上、支點(diǎn)在下,故在非控制狀態(tài)(或靜態(tài))下為一不穩(wěn)定系統(tǒng)。然而,可以利用倒立擺系統(tǒng)的控制原理,通過(guò)微處理器的控制使它能夠如倒立擺一樣穩(wěn)定在一個(gè)平衡位置處,并能在保持平衡的狀態(tài)下按照使用者的指令要求正常運(yùn)行。兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)實(shí)際上是一級(jí)直線式倒立擺和旋轉(zhuǎn)式倒立擺的結(jié)合體,它的控制原理與倒立擺系
統(tǒng)的基本一致。更形象地說(shuō),自平衡電動(dòng)車(chē)的工作原理更像人行走的過(guò)程。
對(duì)于人而言,當(dāng)人體的重心向前傾斜并失去平衡時(shí),人通過(guò)自身的感覺(jué)器官能夠察覺(jué)到自己身體的傾斜(角度),于是他會(huì)做出一個(gè)反應(yīng)——向前邁出一步來(lái)防止自己摔倒在地上。如果身體一直前傾,為了保持平衡,人就會(huì)一步又一步地往前走。因此,如果將兩個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪看成人的雙腿,再加上能夠測(cè)量車(chē)體相對(duì)于水平面傾角大小和速度的傳感器,最后通過(guò)微處理器的控制便能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)體自平衡的效果。因而當(dāng)人站在車(chē)上時(shí),只要將身體帶動(dòng)車(chē)體一起往前傾(或后傾)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)載人前進(jìn)(或后退)。
獨(dú)輪車(chē)
自平衡電動(dòng)獨(dú)輪車(chē)是一種電力驅(qū)動(dòng)、具有自我平衡能力的交通工具。獨(dú)輪車(chē)代替自行車(chē)和電動(dòng)車(chē)作為交通工具是時(shí)尚潮流的發(fā)展。使用者把腳分別放在輪子兩側(cè)的折疊式踏板上以后,通過(guò)控制重心,從而控制車(chē)體的加速與減速。身體向前傾斜是加速,向后傾斜是減速,向左和向右傾斜身體是轉(zhuǎn)彎。身體向前傾斜的角度越厲害,速度就越快,車(chē)內(nèi)的一系列回旋裝置確保它能很好地保持平衡。獨(dú)輪車(chē)無(wú)法向左右自動(dòng)平衡,學(xué)車(chē)比自行車(chē)稍難。
原理
假設(shè)我們以站在車(chē)上的駕駛?cè)伺c車(chē)輛的總體重心縱軸作為參考線。當(dāng)這條軸往前傾斜時(shí),智能平衡車(chē)車(chē)身內(nèi)的內(nèi)置電動(dòng)馬達(dá)會(huì)產(chǎn)生往前的力量,一方面平衡人與車(chē)往前傾倒的扭矩,一方面產(chǎn)生讓車(chē)輛前進(jìn)的加速度,相反的,當(dāng)陀螺儀發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说闹匦耐髢A時(shí),也會(huì)產(chǎn)生向后的力量達(dá)到平衡效果。因此,駕駛?cè)酥灰淖冏约荷眢w的角度往前或往后傾,智能平衡車(chē)就會(huì)根據(jù)傾斜的方向前進(jìn)或后退,而速度則與駕駛?cè)松眢w傾斜的程度呈正比。
原則上,只要電動(dòng)平衡車(chē)有正確打開(kāi)電源且能保持足夠運(yùn)作的電力,車(chē)上的人就不用擔(dān)心有傾倒跌落的可能,這與一般需要靠駕駛?cè)俗约哼M(jìn)行平衡的滑板車(chē)等交通工具大大不同。
市場(chǎng)前景
即使自平衡電動(dòng)車(chē)價(jià)格不菲,但在中國(guó)這個(gè)超級(jí)消費(fèi)大國(guó),仍然有著不錯(cuò)的前景。
首先來(lái)說(shuō)自平衡電動(dòng)車(chē)開(kāi)始較廣泛的被用來(lái)商用和警用,起到了非常不錯(cuò)的效果,最為突出的就是在2011年兩會(huì)期間巡邏警察配備的自平衡電動(dòng)車(chē),他們?yōu)t灑的表現(xiàn),儼然成了兩會(huì)期間一道亮麗的風(fēng)景,贏來(lái)大批的圍觀群眾。其次自平衡電動(dòng)車(chē)在中國(guó)的民用銷(xiāo)量也是很不錯(cuò)的,很多人對(duì)它的特性所著迷,這其中就就包括很多的明星群體。
總體來(lái)說(shuō)自平衡電動(dòng)車(chē)在中國(guó)的市場(chǎng)還是比較樂(lè)觀的,隨著民眾生活水平的提高,自平衡電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量一定會(huì)出現(xiàn)成倍的增加,這都是完全可能的。
警用裝備
兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)已被中國(guó)公安系統(tǒng)用做巡邏車(chē)。單人警用巡邏車(chē)靠使用蓄電池提供動(dòng)力,時(shí)速最快可達(dá)到20公里,重量?jī)H40公斤,充電一次即可以行駛110公里,原地轉(zhuǎn)彎半徑小于1米,就是說(shuō),可以做到以一個(gè)輪子為圓點(diǎn),原地掉頭轉(zhuǎn)彎,極其輕便、靈動(dòng)。而民警只要將身體向前傾、向后傾地變化,便可控制車(chē)速的快慢和剎車(chē)。相比較其他警用巡邏車(chē)輛,這種單兵警用巡邏車(chē)可以穿街走巷,來(lái)無(wú)聲,去無(wú)影,而且完全沒(méi)有污染,2008年北京奧運(yùn)會(huì)時(shí),曾經(jīng)在北京作為反恐裝備部署過(guò)。
產(chǎn)品特色
1、電力驅(qū)動(dòng),噪音小
電動(dòng)平衡車(chē)采用鋰電池組作為動(dòng)力來(lái)源,實(shí)現(xiàn)了碳的零排放,并采用了動(dòng)力轉(zhuǎn)換技術(shù),能夠在下坡行駛的過(guò)程中自動(dòng)為鋰電池組進(jìn)行充電,使電能與動(dòng)能可以循環(huán)利用,同時(shí)由于改良了電機(jī)性能,所以電動(dòng)平衡車(chē)的噪音非常小。
2、體積小,重量輕
兩雙拖鞋大小的垂直投影面積,占地空間小,并且把手可以快速拆卸。電動(dòng)平衡車(chē)整車(chē)重量在15kg左右,同時(shí)車(chē)體配有提拉桿,便于搬運(yùn)攜帶。
3、站立式駕駛
電動(dòng)平衡車(chē)采用站立式駕駛方式,通過(guò)身體重心和操控桿控制車(chē)體運(yùn)行。同時(shí)可以使用配件中的短把手,用小腿控制車(chē)體運(yùn)動(dòng),解放雙手。
駕駛方法
類(lèi)似人體自身的平衡系統(tǒng),當(dāng)身體重心前傾時(shí),為了保證平衡,需要往前走,重心后傾時(shí)同理。同時(shí),電動(dòng)平衡車(chē)的轉(zhuǎn)向由把手握及伸縮桿來(lái)實(shí)現(xiàn),擺動(dòng)把手握會(huì)連帶著伸縮桿使車(chē)輛左右兩個(gè)車(chē)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差(例如伸縮桿向左擺動(dòng)時(shí),右輪的轉(zhuǎn)速會(huì)比左輪快),達(dá)到轉(zhuǎn)向的效果。
車(chē)輛的能量來(lái)源是一個(gè)鋰電池組,單次充電可保證20-70km的續(xù)航里程和20km的最高時(shí)速。在騎行時(shí),將方向操縱桿指向需要前進(jìn)的方向,車(chē)體將會(huì)朝著指向的方向行駛。當(dāng)方向操縱桿處于車(chē)體正中間位置時(shí),系統(tǒng)將朝正前方行駛。當(dāng)轉(zhuǎn)方向操縱桿時(shí),系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)地控制左右兩邊的速度差,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,讓身體跟隨方向操縱桿傾斜的方向傾斜,將會(huì)獲得更好的轉(zhuǎn)向體驗(yàn)。
突破性的垂直轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì),顛覆傳統(tǒng)的駕馭方式,更符合人體的操作習(xí)慣。
注意事項(xiàng)
1、在駕駛電動(dòng)平衡車(chē)之前,需要檢查智能平衡車(chē)的各部件是否安裝牢固,無(wú)損壞。
2、需要找一塊較為空曠平坦的場(chǎng)地進(jìn)行駕駛練習(xí),至少是4m*4m的面積,室內(nèi)外均可。
3、需要對(duì)周?chē){駛環(huán)境進(jìn)行充分的了解;確保不會(huì)受到汽車(chē),行人,寵物,自行車(chē)及其他障礙物的干擾。
4、需要一個(gè)熟練的助手在旁邊;該助手需要能熟練操作電動(dòng)平衡車(chē)以及熟知了駕駛手冊(cè)中的所有注意事項(xiàng)和駕駛方法。
5、不能在光滑、濕滑的場(chǎng)地上試車(chē)。
6、需要戴上安全頭盔以及護(hù)具以避免可能的傷害。
7、扭動(dòng)方向操縱桿上的高度調(diào)節(jié)鈕調(diào)整方向操縱桿到您覺(jué)得合適的高度,以確保您可以舒適的握住把手。
