|
在进行长途旅行时，总想着能够带上一个轻便简易的交通工具，以前也见过很多能够折叠的自行车，但是感觉还是不够紧凑。当偶然的机会看到这种独轮电动车时，感觉一下子找到了自己的梦寐以求的东西，也想在这跟大家一起分享下它的基本结构和控制原理。
随着汽车文化的蓬勃发展，城市道路已拥挤不堪，造成大量交通堵塞和让城市里的生活变得举步维艰。依赖于独轮机器人的特殊结构，其先天就比其他交通工具拥有更为小巧的外形，作为一种新工具来替代在城市里开车，独轮车无意是最好的选择之一。目前市面上已经开始逐步出现一些采用自平衡技术的独轮交通工具，以下是三款不同的产品。 市场上存在的独轮车 座椅式
内置水平与垂直陀螺仪，依赖自平衡技术，可通过调整使用者身体的重心，从而进行左右、前后的控制
全向式
日本本田汽车公司最新研制的独轮个人交通工具U3-X，重量还不到10公斤，使用锂离子充电电池，时速可达6公里。可以向任何方向行驶，电动马达所驱动的直径较小的车轮内嵌在较大的车轮内。其中小车轮控制U3-X的侧向行驶，而较大的车轮则控制其前后运动，通过感应人体各种的轻微变化，能够向前、后、左、右以及斜线的各方向自由移动，其灵活性可与人类的行走相媲美。
直立式
在外形上进行最大程度上的简化，人体直立站在独轮车上控制行走的过程。利用陀螺仪传感器平衡，是一款结构紧凑，非常有乐趣的电动独轮车。在运动控制方面，使用者通过倾斜身体来控制其运动方向及速度，车内的一系列回旋装置确保它能很好地保持平衡。 基本模型
在独轮车中利用陀螺的进动作用来控制其横滚角度，达到左右平衡控制的目的。陀螺仪的原理是一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。
现代陀螺仪能够精确地确定运动物体的方位，它是现代航空，航海，航天广泛使用的一种惯性导航仪器。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪。现代光纤陀螺仪迅速发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪。
控制器设计过程可以概括为：在独轮机器人保持直线运动的前提下，将动力学模型在平衡位置附近做线性化处理；将陀螺仪对平衡位置的偏移角度是视为线性化模型，为增强控制器的抗干扰性能，采用了变增益鲁棒的控制方法，从而保证独轮车行走时的稳定性。 当人体向前倾时，重心会向前偏移，内部的前向继电器接通，车子会向前行驶。同理当人体向后倾时，能够实现减速。如果在左右方向内嵌一对小车轮，还能实现侧向运动。 陀螺仪式机器人所有的电子部件都位于轮型外壳的内部，其对外界的扰动不敏感，可操作性强，运动时的滚动摩擦力较低，且可以从倒地的状态中自动站立，还适用于潮湿环境的操作任务，因此其具有广阔的应用前景。 总结 作为一款代步和休闲于一体的产品，独轮电动车的出现，给时刻受限于拥挤交通的上班族一种全新的出行选择，唯一的缺陷就是能源单一，与其他交通工具相比仍有不足之处。 | 
发表于 2013-9-3 10:55:56
楼主
/4 
