阅读说明：本技术 一种后轮辅助转向代步车结构及控制方法 (Structure and control method of rear wheel auxiliary steering scooter ) 是由 聂春 王喜军 张明 于 2018-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种后轮辅助转向代步车结构,其特征在于：包括前端车体与后端车体；前端车体包括：转向把立、左前轮、左摇臂、左转向轴、电位器、转向凸轮、转向横拉杆、右前轮、右转向轴、右摇臂；其中转向把立下端与电位器的半轴用定位螺丝固定,转向把立和转向凸轮通过贯穿螺丝相连接；电位器通过螺丝固定在前车架上；转向凸轮穿过转向横拉杆上的开孔；横拉杆分别与左摇臂和右摇臂通过螺丝连接；当转动转向把立时,带动电位器和转向凸轮旋转；转向凸轮带动转向横拉杆,转向横拉杆带动左摇臂和右摇臂,使左前轮和右前轮转动相应角度。本发明优点在于通过理论计算得到代步车在不同转弯角度下的安全速度,并通过电路进行智能控制,当速度超过安全速度时使代步车主动刹车减速,避免了转弯倾侧的发生。(The invention relates to a rear wheel auxiliary steering scooter structure, which is characterized in that: comprises a front end vehicle body and a rear end vehicle body; the front end vehicle body includes: the steering handle vertical, the left front wheel, the left rocker arm, the left steering shaft, the potentiometer, the steering cam, the steering tie rod, the right front wheel, the right steering shaft and the right rocker arm; the lower end of the steering handle vertical end is fixed with a half shaft of the potentiometer through a positioning screw, and the steering handle vertical end is connected with the steering cam through a through screw; the potentiometer is fixed on the front frame through screws; the steering cam passes through an opening on the steering tie rod; the transverse pull rod is respectively connected with the left rocker arm and the right rocker arm through screws; when the steering handle is rotated, the potentiometer and the steering cam are driven to rotate; the steering cam drives a steering tie rod, and the steering tie rod drives the left rocker arm and the right rocker arm to enable the left front wheel and the right front wheel to rotate by corresponding angles. The invention has the advantages that the safe speed of the scooter under different turning angles is obtained through theoretical calculation, intelligent control is carried out through a circuit, the active brake of the scooter is decelerated when the speed exceeds the safe speed, and the turning and tilting are avoided.)

一种后轮辅助转向代步车结构及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种后轮辅助转向代步车结构及控制方法。

背景技术

现阶段汽车等交通工具的发展使得城镇道路特别拥挤，并且由此产生的汽车尾气也是环境气候的变化和全球气温的变暖的一个重要因素，缓堵保畅、节能减排、营造良好的生活环境是现在各大城市的政府和市民追求的目标，因而环保高效安全舒适的小型交通工具也成为了重要研发方向。

目前，三轮的轻便代步工具多转向机构都是前轮转向。这类车的转向主要通过双前轮转向，转把与传动机构连接，通过传动机构带动两前轮转向。前轮转向角度大且中心靠近正三角的定点，在转弯时容易发生侧翻，因此此类代步工具均以低速为主<10km/h；倒三轮结构的代步车转弯平顺，对侧倾有所改善但速度较高时仍存在风险，倒三轮的双前轮转向的转弯半径较正三轮大，在狭窄空间内无法实现转向。

倒三轮代步车的操纵性好，行驶性能平稳，但因其采用梯形转弯原理使得转弯半径较大，且受转弯离心力作用有侧翻的危险。

发明内容

为解决上述问题的，本发明公开了一种后轮辅助转向代步车结构，利用舵机控制倒三轮代步车的后轮，在转弯过程中舵机控制后轮转向起到辅助转弯的作用。后轮辅助转向配合主动智能控制电路可以大幅减小倒三轮代步车的转弯半径，同时智能控制模块可以根据转弯角度和实时速度反馈在转弯过程中实施主动制动，降低转弯侧翻的危险。

一种后轮辅助转向代步车结构，其特征在于：包括前端车体与后端车体；前端车体包括：转向把立、左前轮、左摇臂、左转向轴、电位器、转向凸轮、转向横拉杆、右前轮、右转向轴、右摇臂；其中转向把立下端与电位器的半轴用定位螺丝固定，转向把立和转向凸轮通过贯穿螺丝相连接；电位器通过螺丝固定在前车架上；转向凸轮穿过转向横拉杆上的开孔；横拉杆分别与左摇臂和右摇臂通过螺丝连接；所述转向把立内置智能控制器电路。

所述的后端车体包括后车架、减震弹簧、后轮连接架、舵机模块、舵机轴、轴承座、后轮支架、后轮；后车架与减震弹簧、后轮连接架通过螺栓相连；舵机模块用螺栓固定在后轮连接架上部，轴承座用螺栓固定在在后轮连接架下部；后轮支架与轴承座内的轴承通过定位螺丝紧固；舵机轴穿入后轮支架顶部的半轴孔内；后轮支架与后轮通过螺丝相连。

一种后轮辅助转向代步车控制方法，其特征在于包括以下步骤：

301、转向把立转动；

302、带动电位器和转向凸轮旋转；

303、转向凸轮带动转向横拉杆，同时，电位器的电信号经控制器输出给后轮舵机模块；

304、转向横拉杆带动左摇臂和右摇臂，同时，舵机模块按相应的电信号驱动舵机轴转过相应角度；

305、左摇臂和右摇臂分别带动左前轮和右前轮转动相应角度，舵机轴带动后轮支架和后轮旋转；

306、当车速低于安全速度时，按当前操作正常行驶；当车速高于安全速度时，智能控制器主动提供刹车信号，车辆减速。

所述后轮连接架型号为额定电压36伏，额定功率350瓦的霍尔直流驱动电机，电机内有三个霍尔位置传感器，所述舵机模块的额定电压为24伏，最大扭矩为11Nm。

所述的电位器型号为RV24YN20F，出轴方式为B103，电阻为10K。

本发明的工作原理如下：结合电动车的尺寸和重心位置，通过力学计算可以得到不同转弯角度下电动车侧倾对应的临界速度Vcr。在电动车行驶过程中智能控制器自动采集电路系统中电位器的模拟信号A1，并转换为数字信号D1输出给舵机模块，驱动舵机带动后轮转向；采集霍尔刹车元件模拟信号A2并经控制器转换为数字信号D2用来控制无刷直流电机的制动；采集霍尔加速元件模拟信号A3并经控制器转换为数字信号D3用来控制无刷直流电机的加速；采集无刷直流电机内霍尔位置传感器的脉冲信号P1经控制器转换为电动车车速V1。行驶过程中，当V1<Vcr时无侧倾危险，经控制器转换的电位器、霍尔刹车元件、霍尔加速元件的数字信号与模拟信号一致，可直接输出给舵机模块和控制无刷直流电机，即D1=A1，D2=A2，D3=A3；当V1≥Vcr时，有侧倾危险，控制器将霍尔加速元件对应的数字信号置0，同时按不同等级输出刹车制动信号降低车速，即D1=A1，D2=f(V1)，D3=0。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明优点在于结构简单，制造成本低，适用于倒三轮结构的代步车及微型车辆的转弯。通过前轮转弯，后轮辅助的机构可是大大缩小代步车的转弯半径。由于在骑行转弯过程中存在离心力，如离心力过大容易使人车倾侧，本发明通过理论计算得到代步车在不同转弯角度下的安全速度，并通过电路进行智能控制，当速度超过安全速度时使代步车主动刹车减速，避免了转弯倾侧的发生。

附图说明

图1是本发明的前端车体结构示意图；

图2是本发明的后端车体结构示意图；

图3是本发明的方法流程图；

图4是本发明的智能控制器电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种后轮辅助转向代步车结构，其特征在于：包括前端车体与后端车体；前端车体包括：转向把立1、左前轮2、左摇臂3、左转向轴4、电位器5、转向凸轮6、转向横拉杆7、右前轮8、右转向轴9、右摇臂10；其中转向把立1下端与电位器5的半轴用定位螺丝固定，转向把立1和转向凸轮6通过贯穿螺丝相连接；电位器5通过螺丝固定在前车架上；转向凸轮6穿过转向横拉杆7上的开孔；横拉杆7分别与左摇臂3和右摇臂10通过螺丝连接；所述转向把立内置智能控制器电路。

如图2所示，所述的后端车体包括后车架1、减震弹簧2、后轮连接架3、舵机模块4、舵机轴5、轴承座6、后轮支架7、后轮8；后车架1与减震弹簧2,、后轮连接架3通过螺栓相连；舵机模块4用螺栓固定在后轮连接架3上部，轴承座6用螺栓固定在在后轮连接架3下部；后轮支架7与轴承座6内的轴承通过定位螺丝紧固；舵机轴5穿入后轮支架7顶部的半轴孔内；后轮支架7与后轮8通过螺丝相连。

如图3所示，一种后轮辅助转向代步车控制方法，其特征在于包括以下步骤：

301、转向把立转动；

302、带动电位器和转向凸轮旋转；

303、转向凸轮带动转向横拉杆，同时，电位器的电信号经控制器输出给后轮舵机模块；

304、转向横拉杆带动左摇臂和右摇臂，同时，舵机模块按相应的电信号驱动舵机轴转过相应角度；

305、左摇臂和右摇臂分别带动左前轮和右前轮转动相应角度，舵机轴带动后轮支架和后轮旋转；

306、当车速低于安全速度时，按当前操作正常行驶；当车速高于安全速度时，智能控制器主动提供刹车信号，车辆减速。

所述后轮连接架型号为额定电压36伏，额定功率350瓦的霍尔直流驱动电机，电机内有三个霍尔位置传感器，所述舵机模块的额定电压为24伏，最大扭矩为11Nm。

所述的电位器型号为RV24YN20F，出轴方式为B103，电阻为10K。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。