阅读说明：本技术 一种推力恒定的智能助力行李箱 (Intelligent power-assisted luggage case with constant thrust ) 是由 黄佰凡 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种智能助力行李箱,包括拉杆把手、拉杆中轴、弹性体、压力传感器、伸缩拉杆、箱体前盖、箱体后盖、手提带、称重模块、微处理器、三轴陀螺仪、锂电池、BMS系统、USB接口、左后驱动轮、右后驱动轮、旋转供电接口、左前普通轮、右前普通轮；拉杆把手处检测水平推力F作为反馈,利用PID算法自动控制电机的速度,使人手部施加的推力稳定在设定推力F<Sub>SET</Sub>,是一种不管箱子多重,路面多陡,都能将人对箱子的推力F稳定为设定推力F<Sub>SET</Sub>的一种可沿任意方向推动的智能助力行李箱。(The invention provides an intelligent power-assisted luggage case which comprises a pull rod handle, a pull rod middle shaft, an elastic body, a pressure sensor, a telescopic pull rod, a case front cover, a case rear cover, a hand-held belt, a weighing module, a microprocessor, a three-axis gyroscope, a lithium battery, a BMS system, a USB interface, a left rear driving wheel, a right rear driving wheel, a rotary power supply interface, a left front common wheel and a right front common wheel, wherein the pull rod handle detects horizontal thrust F as feedback, the speed of a motor is automatically controlled by utilizing a PID algorithm, so that the thrust applied by a human hand is stabilized at a set thrust F SET , and the intelligent power-assisted luggage case can stabilize the thrust F of the human to the case into the set thrust F SET and can be pushed in any direction no matter the case is multiple and the road surface is steep.)

一种推力恒定的智能助力行李箱

技术领域

本发明涉及行李箱包的技术领域，具体涉及一种利用PID智能控制算法使推力恒定的智能助力行李箱。

背景技术

行李箱在日常出行中已经得到普遍的使用，行李箱的好坏在一定程度上影响了出行的舒适度，于是市场上出现了一些智能行李箱的解决方案。

目前市场上的智能助力行李箱普遍有许多缺点：行李箱自身重量过重，无法做到想走就走、想停就停，在推动箱子的同时还需要去考虑调速，遇到突发情况无法快速停止，其驱动轮无法沿任意方向推动，且成本较高；这些缺点使其无法更好地满足人们出行的需要，特别是女性群体、老年人群体及残障人群的出行需要。

发明内容

本发明的目的：提供一种推力恒定的智能助力行李箱，是一种能够智能调速，且不管箱子多重，路面多陡，当人对箱子的推力F超出设定推力F_SET时能使推力F稳定在设定推力F_SET的一种可沿任意方向推动的智能助力行李箱。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种推力恒定的智能助力行李箱，包括拉杆把手、拉杆中轴、弹性体、压力传感器、伸缩拉杆、箱体前盖、箱体后盖、微处理器、三轴陀螺仪、锂电池、BMS系统、蓝牙模块、USB接口、左后驱动轮、右后驱动轮、旋转供电接口、左前普通轮、右前普通轮；所述的压力传感器通过弹性体固定于活动于拉杆中轴外部的拉杆把手两侧；所述的伸缩拉杆固定在箱体后盖上，与箱体前盖构成行李箱主体；所述的微处理器、三轴陀螺仪、BMS系统、蓝牙模块和锂电池位于箱体后盖伸缩拉杆中间位置，USB接口裸露在箱体外部；所述的左后驱动轮、右后驱动轮通过旋转供电接口于箱体后盖下方外侧固定；左前普通轮、右前普通轮固定在箱体前盖下方外侧。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的拉杆把手被手握住并推动箱子时，会通过弹性体给压力传感器施加一个水平方向的推力F，当人不再推动箱子时，弹性体复位到初始状态，压力传感器不再受力。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的微处理器接收压力传感器采集的水平推力F作为反馈，利用PID算法自动控制电机的速度，使人手施加的推力稳定在设定推力F_SET。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的PID算法，其公式为：

e(t)＝F_SET-F(t)

式中F_SET为设定推力，t为时间变量，F(t)为t时刻的推力，e(t)为误差，Kp、Ki和Kd分别为比例、积分和微分常量。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的三轴陀螺仪可以识别路面的陡峭程度，利用拉杆把手两端的压力传感器可以判断上下坡，当上坡时适当加大电机驱动，下坡时若检测无推力时则电机制动，使行李箱不会滑坡。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的蓝牙模块可以与手机APP进行连接，监视行李箱的状态并设置推力F_SET。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的USB接口可以给手机充电，也可以连接上位机对行李箱进行调试。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的万向轮旋转供电接口为具有两处环形金属的嵌套结构，分别通过电源和地，当驱动轮沿着周向旋转时能够给电机供电。

上述的智能助力行李箱，其中，所述的BMS系统能够实现锂电池的容量监测、电芯均衡、过充保护、过放保护和温度监测等功能。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点。

1、本发明中，采用上述驱动机构后，当人对箱子的推力F超出设定推力F_SET时，可以将推力F稳定在设定推力F_SET，即不管箱子多重，路面多陡，都能如平地一般轻松，且手部不会因为一直变换发力导致不适。

2、由于只有在受力超过设定值的情况下才会驱动电机，且人手也提供了一个设定推力F_SET，从而减少电池电量的损耗，可以提高续航能力。

3、利用旋转供电接口，可以实现电机沿周向360度自由旋转，解决了电机旋转时无法供电的问题。

4、通过BMS对锂电池的充放电管理可以有效延长锂电池使用寿命，进一步降低使用成本。

附图说明

图1为本发明所述行李箱实施例一中的PID算法示意图。

图2为本发明所述行李箱实施例一中的推力与电机输出的曲线图。

图3为本发明所述行李箱实施例一中的拉杆把手结构示意图。

图4为本发明所述行李箱实施例一中行李箱整体的结构示意图。

图5为本发明所述行李箱实施例一中的旋转供电接口结构示意图。

图6为本发明所述行李箱实施例一中的电机驱动结构示意图。

图7为本发明所述行李箱实施例二的手把结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参见附图3至附图6所示，一种智能助力行李箱，包括拉杆把手1、拉杆中轴2、弹簧或弹性体3、压力传感器4、伸缩拉杆5、箱体前盖6、箱体后盖7、PCB安装槽8、锂电池安装槽9、USB接口10、左后驱动轮11、右后驱动轮12、左前普通轮13、右前普通轮14、旋转接口外部正极15、绝缘体16、旋转接口外部负极17、旋转接口内部正极18、旋转接口内部弹簧19、旋转接口内部负极20、电机安装壳21、大齿轮22、小齿轮23、电机24、滚轮轴25、滚轮26。

本实施例中所述的压力传感器4通过弹簧或弹性体3固定于活动于拉杆中轴2外部的拉杆把手1两侧，当拉杆把手1被手握住并推动箱子时，会通过弹簧或弹性体3给压力传感器4施加一个水平方向的推力F，当人不再推动箱子时，弹簧或弹性3体复位到初始状态，压力传感器4不再受力；所述的微处理器、三轴陀螺仪、BMS集成于PCB上，并安装在PCB安装槽8处，锂电池位于锂电池安装槽9处，USB接口10裸露在箱体后盖7外部；左前普通轮13、右前普通轮14固定在箱体前盖下方外侧。所述的旋转接口由内外两部分构成，旋转接口内部正极18通过旋转接口内部弹簧19紧贴着旋转接口外部正极15，由于行李箱的压力使旋转接口外部负极17紧贴着旋转接口内部负极20，旋转接口外部正极15与旋转接口外部负极17之间有一层绝缘体16，旋转接口内部可在旋转接口外部自由旋转；所述的左后驱动轮11、右后驱动轮12通过旋转接口给电机24供电，电机24转动时大齿轮22带动小齿轮23，通过滚轮轴25使滚轮26转动起到助力作用。

本实施例的好处在于，采用上述拉杆结构可以直接检测人手对行李箱施加的推力，简化电机驱动算法；通过BMS对锂电池的充放电管理可以有效延长锂电池使用寿命，进一步降低使用成本；且通过旋转接口给电机供电，可以实现沿任意方向推动行李箱，大大增加了电动行李箱的灵活性；两个承重轮结构可以增加驱动电机的稳定性和称重重量，延长使用寿命。

实施例二：

本实施例与实施例一中的区别在于，手把处检测推力F的方案不同。

本实施例中，如图7所示，测力传感器使用精密霍尔传感器28，使用磁钢27贴在拉杆把手一侧，当拉杆把手1被手握住并推动箱子时，弹簧或弹性体3会被压缩或被拉伸，即磁钢27与精密霍尔传感器28之间的距离随着推力的变化而变化，从而检测出手部的推力F。

本实施例的好处在于信号调理电路简单，且成本比实施例一低。