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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117067934B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310517723.8，技术领域涉及：B60L15/20；该发明授权一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法是由孔金涛;项若愚;彭秀辉设计研发完成，并于2023-05-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法，中央处理单元根据六轴传感器周期性采集的自行车速度、倾角和动量轮转速，采用自适应控制方法控制平衡系统，以维持自行车平衡；六轴传感器用于周期性采集自行车速度、倾角和动量轮转速，并将采集的信息传输至所述中央处理单元；平衡系统包括平衡电机、转向舵机、倾角舵机和动量轮，以提供平衡力矩。本发明解决了目前平衡自行车局限于动态低速平衡和平衡装置体积过大的问题，实现无人自行车高速稳定运动和静态、动态平衡。

本发明授权一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法在权利要求书中公布了：1.一种高速无人自行车的矢量力矩平衡控制方法，其特征在于，控制方法基于包括中央处理单元、六轴传感器、平衡系统、动力系统、电源系统、连接系统、信息交互系统； 所述中央处理单元与所述六轴传感器和所述平衡系统电气连接，用于将通过所述六轴传感器获取的车身状态信息进行处理，并将处理后的控制信号传输至所述平衡系统，以实时控制自行车； 所述六轴传感器用于周期性地采集自行车速度、倾角和动量轮转速，并将采集的信息传输至所述中央处理单元； 所述平衡系统包括平衡电机、转向舵机、倾角舵机和动量轮；所述平衡电机通过螺丝、螺母固定至车座下方正中心，与动量轮相连接；所述转向舵机与前轮转轴同轴固定；所述倾角舵机通过传动齿轮带动所述动量轮偏转；所述平衡系统用于在自行车行进过程中维持车身平衡；所述车身平衡主要由平衡电机和倾角舵机控制的动量轮控制；所述平衡电机通过控制动量轮转速，产生大小可调节的旋转力矩；根据六轴传感器测量的车身角度和舵机角度，在倾角舵机的控制下，所述动量轮与车身垂直面形成倾角，用于辅助平衡和转向，实现矢量力矩控制；所述转向舵机除用于控制自行车转向之外，还用于在自行车转弯半径过小时，辅助改变车身倾角，提高过弯性能； 所述动力系统包括减速电机和传动结构，用于驱动自行车前进或者后退；所述减速电机通过采集电机编码器的脉冲信号测量电机转速； 所述电源系统将电池电源转换成稳定的参考电压，对所述中央处理单元、所述平衡系统和检测装置供电； 所述连接系统包括在车身主体、转向舵机、倾角舵机、动量电机、动量轮各个部分之间的安装和固定方式； 所述信息交互系统包括显示器和通信接口；所述显示器用于显示系统参数信息和设置系统参数；所述通信接口用于将所述六轴传感器、所述中央处理单元、电机驱动板块以及电压采样电路连接，用于实现与无线通讯设备的远程通讯； 所述控制方法包括以下步骤： 按下电源开关启动系统，通过屏幕观察系统各个部分的参数及电源电压是否正常，同时自行通过屏幕设置控制参数； 通过六轴传感器检测自行车车身倾角、倾斜角速度，根据后轮编码器的值获取后轮速度、前轴转向舵机转角、动量电机转速，通过所建立的自行车平衡模型，输入上述参数，输出得到控制信号，即动量电机输出值为，前轴转向舵机转角和倾角舵机转向角； 通过控制动量电机输出值、前轴转向舵机转角和倾角舵机转向角，以控制平衡电机和倾角电机带动动量轮，利用动量轮旋转力矩，实现自行车的自平衡状态，并通过控制转向舵机实现辅助平衡和转向稳定。

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