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申请/专利权人:深圳乐行天下科技有限公司
摘要:本发明涉及一种人机互动体感车及控制人机互动体感车运动的方法。人机互动体感车包括沿行进方向间隔的第一行走轮和第二行走轮,驱动电机的转子组件与第一行走轮动力耦合连接,通过操纵体感机构的操纵件沿行进方向相对车架旋转,在传动机构的带动下,使得体感机构的反馈件与操纵件同向旋转,其中,反馈件与驱动电机的定子组件固定连接,且可转动地连接于车架。当设置在体感机构上的角度传感器检测俯仰角度变化值,使得控制器控制驱动电机驱动第一行走轮旋转。本发明提供的人机互动体感车及控制人机互动体感车运动的方法,人机互动体感车始终保证有前后两个着地点,实现了基本安全,另外,用户可通过体感机构实现人机互动体感车的操作体验。
主权项:1.一种人机互动体感车,其特征在于,包括:车架;至少一个第一行走轮;驱动电机,包括转子组件和定子组件,所述转子组件与所述第一行走轮动力耦合连接;所述驱动电机为外转子电机;至少一个第二行走轮,可转动地安装于所述车架,所述至少一个第二行走轮沿所述人机互动体感车的行进方向相对所述至少一个第一行走轮前后间隔设置;体感机构,包括操纵件、反馈件及传动机构;所述传动机构分别与所述操纵件及所述反馈件传动连接,所述操纵件沿所述行进方向且绕第一轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件与所述定子组件固定连接,且沿所述行进方向绕第二轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件通过所述传动机构与所述操纵件同向旋转;角度传感器,设置于所述体感机构,所述角度传感器用于检测所述体感机构的俯仰角度变化值;控制器,与所述驱动电机及所述角度传感器电连接,所述控制器根据所述俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮旋转;所述操纵件包括操纵杆,所述反馈件包括第一连杆,所述传动机构包括第二连杆;所述操纵杆与所述车架可转动地连接,所述第一连杆与所述定子组件固定连接,所述第二连杆分别与所述操纵杆及所述第一连杆铰接;所述操纵杆、所述第一连杆及所述第二连杆均包括相互平行设置且固定连接的两根,所述车架包括相互平行设置的第一支架和第二支架;其中一所述操纵杆与所述第一支架可转动连接,另一所述操纵杆与所述第二支架可转动连接,其中一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的一侧,另一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的另一侧;一所述操纵杆、一所述第一连杆、一所述第二连杆及所述第一支架组合形成闭合的第一平行四边形结构;另一所述操纵杆、另一所述第一连杆、另一所述第二连杆及所述第二支架组合形成闭合的第二平行四边形结构;所述第一平行四边形结构在沿垂直于所述第二平行四边形结构形成的平面方向上,与所述第二平行四边形结构重合;所述第一行走轮具有轮轴,所述第二轴线与所述轮轴的轴线共线设置。
全文数据:人机互动体感车及控制人机互动体感车运动的方法技术领域本发明涉及平衡车技术领域,特别涉及一种人机互动体感车及控制人机互动体感车运动的方法。背景技术现有的平衡车采用体感操作,用户通过身体前后倾斜的姿态控制车架前后倾斜,车体控制系统根据车架倾角变化控制车轮加减速。这种操作无需传统的机械油门和刹车,带来了非常舒适灵活的操作体验。但现有的平衡车仅有一个车轮着地点或者两轮并排的两个着地点,故平衡车必须依赖平衡控制系统的动态调整才能保持平衡。如果平衡车的平衡控制系统出现故障,例如内部器件损坏导致程序混乱,或者用于操作失误,又或是地面湿滑,导致轮子腾空失去摩擦力等,如此,将造成摔车等严重事故。发明内容基于此,有必要针对现有平衡车仅依赖平衡控制系统的动态调整才能保持平衡,而当平衡控制系统出现故障或者用户操作失误,又或是地面湿滑时,会造成摔车等严重事故的问题,提供一种解决上述问题的人机互动体感车及控制人机互动体感车运动的方法。一种人机互动体感车,包括车架;至少一个第一行走轮;驱动电机,包括转子组件和定子组件,所述转子组件与所述第一行走轮动力耦合连接;至少一个第二行走轮,可转动地安装于所述车架,所述至少一个第二行走轮沿所述人机互动体感车的行进方向相对所述至少一个第一行走轮前后间隔设置;体感机构,包括操纵件、反馈件及传动机构;所述传动机构分别与所述操纵件及所述反馈件传动连接,所述操纵件沿所述行进方向且绕第一轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件与所述定子组件固定连接,且沿所述行进方向绕第二轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件通过所述传动机构与所述操纵件同向旋转;角度传感器,设置于所述体感机构,所述角度传感器用于检测所述体感机构的俯仰角度变化值;控制器,与所述驱动电机及所述角度传感器电连接,所述控制器根据所述俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮旋转。上述的人机互动体感车,依靠沿行进方向间隔设置的第一行走轮和第二行走轮,使得人机互动体感车始终有两个着地点,保证基本的安全;用户操纵操纵件前后倾斜,角度传感器检测该角度变化值,利用控制器根据该角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮前后旋转,保证人机互动体感车的正常运行。另外,依靠反馈件与驱动电机的定子组件固定连接,且反馈件通过传动机构与操纵件传动连接,使得定子组件产生的反作用力会传递至操纵件,让用户感觉到抵抗操纵操纵件的力,从而获得操控感。在其中一个实施例中,所述操纵件包括第一转动件,所述第一行走轮具有轮轴,所述第二轴线与所述轮轴的轴线共线设置。在其中一个实施例中,所述第一转动件包括操纵杆,所述第二转动件包括第一连杆,所述传动连接件包括第二连杆;所述操纵杆的一端与所述车架可转动地连接,所述第一连杆的一端与所述定子组件固定连接,所述第二连杆的两端分别与所述操纵杆的另一端及所述第一连杆的另一端铰接。在其中一个实施例中,所述操纵杆、所述第一连杆、所述第二连杆及所述车架组合形成闭合的平行四边形结构。在其中一个实施例中,所述操纵杆、所述第一连杆及所述第二连杆均包括相互平行设置且固定连接的两根,所述车架包括相互平行设置的第一支架和第二支架;其中一所述操纵杆与所述第一支架可转动连接,另一所述操纵杆与所述第二支架可转动连接,其中一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的一侧,另一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的另一侧;一所述操纵杆、一所述第一连杆、一所述第二连杆及所述第一支架组合形成闭合的第一平行四边形结构;另一所述操纵杆、另一所述第一连杆、另一所述第二连杆及所述第二支架组合形成闭合的第二平行四边形结构;所述第一平行四边形结构在沿垂直于所述第二平行四边形结构形成的平面方向上,与所述第二平行四边形结构重合。在其中一个实施例中,所述人机互动体感车还包括座位件,所述座位件固定连接于所述第二连杆远离所述车架的一侧。在其中一个实施例中,所述人机互动体感车还包括踩踏件,所述踩踏件固定连接于所述操纵杆。在其中一个实施例中,所述踩踏件具有踩踏面,所述踩踏面沿竖直方向与所述第一轴线平齐或者所述踩踏面沿竖直方向位于所述第一轴线的下方。在其中一个实施例中,所述操纵件包括第二转盘,所述反馈件包括第二转盘,所述传动机构包括拉绳,所述拉绳绕设于所述第一转盘和所述第二转盘;或者所述操纵件包括第一转盘,所述反馈件包括第二转盘,所述传动机构包括第一拉绳和所述第二拉绳,所述第一拉绳的两端和所述第二拉绳的两端均分别固定于所述第一转盘的外周面和所述第二转盘的外周面,所述第一拉绳和所述第二拉绳沿所述第一转盘和所述第二转盘的径向方向相互平行且间隔设置,且所述第一拉绳的长度与所述第二拉绳的长度相等;或者所述操纵件包括第一皮带轮,所述反馈件包括第二皮带轮,所述传动机构包括传动带,所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过所述传动带相连;或者所述操纵件包括第一链轮,所述反馈件包括第二链轮,所述传动机构包括链条,所述第一链轮和所述第二链轮通过所述链条相连;所述操纵件包括第一齿轮,所述反馈件包括第二齿轮,所述传动机构包括传动齿轮组,所述传动齿轮组包括至少一个第三齿轮,所述传动齿轮组分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动。在其中一个实施例中,所述第二行走轮包括至少两个,至少一个所述第一行走轮与至少两个所述第二行走轮沿所述行进方向前后间隔设置;所述人机互动体感车还包括方向盘,所述方向盘可操作两个所述第二行走轮转向;所述人机互动体感车还包括座椅,所述座椅件安装于所述车架;所述人机互动体感车还包括踩踏件,所述踩踏件固定连接于所述操纵件。一种人机互动体感车,包括车架;至少一个第一行走轮;驱动电机,包括转子组件和定子组件,所述转子组件与所述第一行走轮耦合连接;至少一个第二行走轮,可转动地安装于所述车架,所述至少一个第二行走轮沿所述人机互动体感车的行进方向相对所述至少一个第一行走轮前后间隔设置;体感机构,包括操纵件,所述操纵件与所述定子组件固定连接,且沿所述行进方向且绕第一轴线可转动地连接于所述车架;角度传感器,设置于所述体感机构,所述角度传感器用于检测所述体感机构的俯仰角度变化值;控制器,与所述驱动机构及所述角度传感器电连接,所述控制器根据所述俯仰角度变化值控制所述驱动机构驱动所述第一行走轮旋转。上述的人机互动体感车,依靠沿行进方向间隔设置的第一行走轮和第二行走轮,使得人机互动体感车始终有两个着地点,保证基本的安全;用户操纵操纵件前后倾斜,角度传感器检测该角度变化值,利用控制器根据该角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮前后旋转,保证人机互动体感车的正常运行。另外,依靠操纵件与驱动电机的定子组件固定连接,使得定子组件产生的反作用力会传递至操纵件,让用户感觉到抵抗操纵操纵件的力,从而获得操控感。在其中一个实施例中,所述操纵件包括操纵杆及前叉,所述前叉的一端与所述定子组件固定连接,所述前叉的另一端与所述操纵杆固定连接。在其中一个实施例中,所述操纵件还包括把手,所述把手固定于所述操纵杆远离所述前叉的一端。在其中一个实施例中,所述角度传感器包括磁力检测件及与所述磁力检测件对应设置的具有相对磁极的弧形磁铁;所述磁力检测件设置于所述操纵件,所述弧形磁铁设置于所述车架,且沿所述行进方向延伸;或者所述磁力检测件设置于所述车架,所述弧形磁铁设置于所述操纵件,且沿所述行进方向延伸;所述角度传感器用于在所述操纵件相对所述车架转动过程中,根据所述磁力检测件检测其相对所述弧形磁铁的磁力变化,以检测对应的俯仰角度变化值。在其中一个实施例中,所述角度传感器包括磁力检测件及与所述磁力检测件对应设置的具有两个相对磁极的弧形磁铁;所述磁力检测件设置于所述反馈件,所述弧形磁铁设置于所述车架,且沿所述行进方向延伸;或者所述磁力检测件设置于所述车架,所述弧形磁铁设置于所述反馈件,且沿所述行进方向延伸;所述角度传感器用于在所述反馈件相对所述车架转动过程中,根据所述磁力检测件检测其相对所述弧形磁铁的磁力变化,以检测对应的俯仰角度变化值。在其中一个实施例中,所述角度传感器包括编码器;或者电位器;或者霍尔传感器。在其中一个实施例中,所述角度传感器包括陀螺仪及加速度传感器。在其中一个实施例中,所述驱动电机为轮毂电机。在其中一个实施例中,所述操纵件具有初始位置,所述人机互动体感车还包括复位机构;所述复位机构包括弹性件,所述弹性件固定于所述车架上,且所述操纵件的至少部分与所述弹性件抵接,以在所述操纵件相对所述车架转动过程中,所述弹性件提供所述操纵件回至所述初始位置的预紧力。在其中一个实施例中,所述弹性件包括复位弹片,所述操纵件沿所述行进方向开设有缺口或通孔;所述复位弹片穿过所述缺口或所述通孔,且所述复位弹片沿所述行进方向的两端分别与所述车架固定连接;所述操纵件具有分别位于所述缺口或所述通孔的两端的两个压接位,以在所述操纵件相对所述车架转动过程中,由两个所述压接位与所述复位弹片抵接,以提供所述操纵件回至所述初始位置的预紧力。一种控制如上述的人机互动体感车运动的方法,包括:当操纵所述操纵件沿所述行进方向向前倾斜时,所述角度传感器检测到所述体感机构的第一俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第一俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向前加速旋转,以使所述人机互动体感车加速前进;当所述操纵件因所述定子组件的反作用力反向转动,以使所述操纵件回至初始位置后,所述角度传感器检测到所述体感机构的第二俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第二俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向前匀速旋转,以使所述人机互动体感车匀速前进;当操纵所述操纵件沿所述行进方向向后倾斜时,所述角度传感器检测到所述体感机构的第三俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第三俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向后减速旋转,以使所述人机互动体感车减速后退,直至所述人机互动体感车速度减至为零。在其中一个实施例中,当所述人机互动体感车速度减至为零时,若继续操纵所述操纵件沿所述行进方向向后倾斜,所述角度传感器检测到所述体感机构的第四俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第四俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向后加速旋转,以使所述人机互动体感车加速后退;或者当所述人机互动体感车速度减至为零时,若继续操纵所述操纵件沿行进方向向后倾斜,所述角度传感器检测到所述体感机构的第五俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第五俯仰角度变化值控制所述驱动电机停止运行,以使所述人机互动体感车停止行进。附图说明图1为本发明第一实施例的人机互动体感车的结构示意图;图2为图1所示的人机互动体感车另一视角的结构示意图;图3为本发明第二实施例的人机互动体感车的结构示意图;图4为本图3所示的人机互动体感车另一视角的结构示意图;图5为本发明一实施例的角度传感器的结构示意图;图6为本发明第三实施例的人机互动体感车的结构示意图;图7为图6所示的人机互动体感车另一视角的结构示意图;图8为本发明第四实施例的人机互动体感车的结构示意图;图9为图8所示的人机互动体感车的其中之一的车体的结构示意图;图10为图9所示的车体的另一视角的结构示意图;图11为图9所示的车体的部分结构示意图;图12为本发明第五实施例的人机互动体感车的结构示意图;图13为图12所示的人机互动体感车另一视角的结构示意图;图14为本发明第六实施例的人机互动体感车的部分结构示意图;图15为本发明第七实施例的人机互动体感车的结构示意图;图16为图15所示的人机互动体感车的部分结构剖视图;图17为图15所示的人机互动体感车的部分结构示意图。具体实施方式为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在描述位置关系时,除非另有规定,否则当一元件被指为在另一元件“上”时,其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是,当元件被指为在两个元件“之间”时,其可为两个元件之间的唯一一个,或亦可存在一或多个中间元件。在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由……组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。还应当理解的是,在解释元件时,尽管没有明确描述,但元件解释为包括误差范围,该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如,“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内,在此不作限定。此外,附图并不是1:1的比例绘制,并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制,而不一定按照真实比例绘制。如图1和图2所示,本发明第一实施例的人机互动体感车100,包括车架10、第一行走轮20、驱动电机图未示、第二行走轮30、体感机构40、角度传感器50及控制器图未示。驱动电机包括转子组件和定子组件,转子组件与第一行走轮20do动力耦合连接。第二行走轮30可转动地安装于车架10,且沿人机互动体感车的行进方向与第一行走轮20前后间隔设置。体感机构40包括操纵件41、反馈件42及传动机构43,传动机构43分别与操纵件41及反馈件42传动连接,操纵件沿行进方向绕第一轴线可转动地连接于车架10,反馈件42与定子组件固定连接,且沿行进方向绕第二轴线可转动地连接于车架10,反馈件42通过传动机构43与操纵件41同向旋转。角度传感器50设置于体感机构40,用于检测体感机构40的俯仰角度变化值。控制器与驱动电机及角度传感器50电连接,控制器根据俯仰角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20旋转。这样,一方面,人机互动体感车100具有沿行进方向间隔设置的第一行走轮20和第二行走轮30,以保证人机互动体感车100有两个着地点,故在人机互动体感车100行进过程中始终保证基本的安全。另一方面,用户操纵操纵件41带动传动机构43至反馈件42相对车架10前后倾斜,角度传感器50检测该角度变化值,利用控制器根据该角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20前后旋转,故人机互动体感车100不再依赖整个车架10的倾斜而控制轮子运转,总之,不会因为平衡控制系统故障或者用户操作失误,又或是地面湿滑,导致轮子腾空失去摩擦力而造成摔车等严重事故,保证了驾驶人机互动体感车100的安全。另外,在用户未开始操作操纵件41之前,反馈件42与驱动电机的定子组件固定连接,且反馈件42可转动地连接于车架10,故定子组件相对车架10可自由转动,第一行走轮20因与转子组件耦合连接,使得转子组件也相对车架10可自由转动,故此时存在第一行走轮20无法仅在驱动电机的作用下旋转的情况。而当用户操纵操纵件41以带动反馈件42时,反馈件42此时受到间接地操纵力而使定子组件相对车架10基本固定,驱动电机可通过与第一行走轮20连接的转子组件驱动第一行走轮20旋转,因而定子组件会产生反作用力,该反作用力通过反馈件42反馈至操纵件41上,而操纵件41又与反馈件42同向旋转,故操纵件41会受到与操纵方向相反的力,让用户感觉到抵抗前倾或后倾的力,从而获得操控感,用于在使用人机互动体感车100过程中会更加舒适。在本实施例中,驱动电机为外转子电机,例如轮毂电机。轮毂电机结构紧凑,有利于人机互动体感车的小型化。进一步地,轮毂电机的定子组件可包括轮轴和绕组等,转子组件可包括轮胎轮毂等。在其他一些实施例中,驱动电机也可为外转子电机,转子组件包括轮轴等,定子组件包括电机外壳和绕组等。在本发明的实施例中,转子组件与第一行走轮20耦合连接,该耦合连接可以为直接式地固定连接,也可以是间接地传动连接,例如通过减速器传动连接至第一行走轮20。在本实施例中,第一行走轮20具有轮轴,第二轴线与轮轴的轴线共线设置。具体地,第一行走轮20的轮轴为定子组件的轮轴,该轮轴的轴线与第二轴线共线设置。进一步地,反馈件42可直接与定子组件的轮轴固定连接,并且反馈件42通过该轮轴与车架10可转动连接,该轮轴可为具有第二轴线的第二转轴60。在本实施例中,第二转轴60的两端铰接于车架10。在本实施例中,人机互动体感车100的后轮为第一行走轮20,前轮为第二行走轮30。进一步地,第二行走轮30为万向轮,用于可操作位于人机互动体感车100前端的扶手,以改变第二行走轮30的转向,从而实现人机互动体感车100的转向,该扶手与第二行走轮30连接的且相对车架10可转动。在本实施例中,操纵件41包括操纵杆411,反馈件42包括第一连杆421,传动机构43包括第二连杆431,操纵杆411的一端与车架10可转动地连接,第一连杆421的一端与第二转轴固定连接,第二连杆431的两端分别与操纵杆411的另一端及第一连杆421的另一端铰接。如此,操纵杆411可通过第二连杆431带动第一连杆421绕车架10转动,传动方式简单且稳定。需要指出的是,在本实施例中,第二连杆431的两端分别连接操纵杆411的一端及第一连杆421的一端,在其他实施例中,在不影响操纵杆411、第一连杆421及第二连杆431的相互功能的情况下,也可以使用第二连杆431的其他部位,而不仅限于端部与操纵杆411的一端及第一连杆421的一端连接,并且第二连杆431也可以与操纵杆411及第一连杆421的其他部位连接,而不仅限于端部。同样的,操纵杆411和第一连杆421与车架10的连接部位也可以是除了端部以外的其他部位,在此均不作限制。进一步地,操纵杆411、第一连杆421及第二连杆431均包括相互平行设置且固定连接的两根,车架10包括相互平行设置的第一支架11和第二支架12。其中一操纵杆411与第一支架11可转动连接,另一操纵杆411与第二支架12可转动连接,其中一第一连杆421与第二转轴60固定连接,且位于第一行走轮20的一侧,另一第一连杆421与第二转轴60固定连接,且位于第一行走轮20的另一侧。一操纵杆411、一第一连杆421、一第二连杆431及第一支架11组合形成闭合的第一平行四边形结构,另一操纵杆411、另一第一连杆421、另一第二连杆431及第二支架12组合形成闭合的第二平行四边形结构,第一平行四边形结构在沿垂直于第二平行四边形结构形成的平面方向上与第二平行四边形结构重合。该第一平行四边形结构和第二平行四边形结构稳定且传动稳定,另外,也有利于节约空间。在本实施例中,人机互动体感车100还包括座位件70,座位件70固定连接于第二连杆431远离车架10的一侧。如此,当用户坐在座位件70上驾驶人机互动体感车100时,用户带动座位件70向前倾或向后倾时,操纵杆411、第一连杆421及第二连杆431被带动,角度传感器50从而感知俯仰角度变化,控制器控制第一行走轮20旋转。具体地,座位件70固定连接于两个第二连杆431的同一侧,如此,可带动两个操纵杆411、第一连杆421及第二连杆431运动,保证人机互动体感车100运动平稳,且座位件70被支撑得牢靠。进一步地,座位件70具有承重面,承重面与第二连杆431平行设置。此设置方式可避免用户坐在座位件70上后,在未开始操纵人机互动体感车10行进之前,第二连杆431因受力而带动操纵杆411及第一连杆421运动,导致角度传感器50检测到俯仰角度变化,易造成误操作的情况。更进一步地,第二连杆431与水平面平行。如此,用户坐在座位件70上时,可相对竖直方向前倾或后倾以控制人机互动体感车100的行进,人机互动体感车100为用户带来的操控感更强。在本实施例中,角度传感器50设置在操纵杆411上。具体地,角度传感器50包括陀螺仪及加速度传感器。陀螺仪及加速度传感器体积小巧,且安装位置可灵活设置。在本实施例中,人机互动体感车100还可以包括载人状态检测装置,用于检测人机互动体感车100是否载人。具体地,载人状态检测装置可以为机械按压开关、光电行程开关、压敏传感器和薄膜开关等。进一步地,载人状态检测装置可设置于座位件70。如图3和图4所示,为本发明第二实施例的人机互动体感车200。该实施例中的人机互动体感车200与第一实施例中的人机互动体感车100具有相似的结构,不同之处,将具体说明。为便于描述,相同的元件的标号不作变更。操纵件40还包括踩踏件210,踩踏件210固定连接于操纵杆411。当用户的脚踏于踩踏件210时,通过踩踏踩踏件210相对车架10旋转,可带动操纵杆411、第二连杆431及第一连杆421运动。具体地,第一踩踏件210可以为踩踏板。具体地,踩踏件210包括两个,两个踩踏件210分别设置于两个操纵杆411,以使用户可两只脚站立于两个踩踏件210上驾驶平衡车,用户踩踏踩踏件210更加省力且稳靠。进一步地,操纵件41还包括具有第一轴线的第一转轴220,踩踏件210具有踩踏面211,踩踏面211沿竖直方向与第一轴线平齐或者踩踏面211沿竖直方向位于第一轴线的下方。如此,可使用于踩踏踩踏件210更加省力,因踩踏带动操纵件41的运动更加灵敏。如图5所示,在本实施例中,人机互动体感车200包括角度传感器230,包括编码器或者电位器或者霍尔传感器。具体地,角度传感器230包括主体及信号轴,主体固定于车架10,信号轴固定于第一转轴220。当第一转轴220带动信号轴相对主体转动一定角度时,可使得角度传感器230检测到该俯仰角度变化值。在本实施例中,载人状态检测装置可设置在踩踏件210上。如图6和图7所示,本发明第三实施例的人机互动体感车300。该实施例中的人机互动体感车300与第二实施例中的人机互动体感车200具有相似的结构,不同之处,将具体说明。为便于描述,相同的元件的标号不作变更。在本实施例中,人机互动体感车300包括两个第一行走轮20以及两个第二行走轮30,两个第二行走轮30与两个第一行走轮20沿行进方向间隔设置。在本实施例中,操纵件41包括踩踏件320,车架310还包括铰支座,踩踏件320与铰支座铰接,踩踏件320固定连接于操纵杆411。具体地,操纵杆411固定于踩踏件320的一侧,当踩踏踩踏件320时,踩踏件320绕铰支座旋转,以带动操纵杆411、第二连杆431及第一连杆421运动。在本实施例中,车架310包括平台,踩踏件320可位于平台沿行进方向的前侧,用户一只脚踩踏于踩踏件320,另一只脚放置于车架310的平台上。在本实施例中,人机互动体感车300包括角度传感器,该角度传感器可设置于踩踏件320的下方。有利于节约空间且对角度传感器进行保护。具体地,角度传感器可包括陀螺仪及加速度传感器。如图8~11所示,本发明第四实施例的人机互动体感车400。该实施例中的人机互动体感车400与第三施例中的人机互动体感车300具有相似的结构,不同之处,将具体说明。为便于描述,相同的元件的标号不作变更。在本实施例中,人机互动体感车400包括两个分离的车体,每一车体均具有车架410、第一行走轮20、第二行走轮30、踩踏件420、操纵杆430、第一连杆421及第二连杆431。用户两只脚分别踩踏两个车体的踩踏件420,两只脚均可控制车体运动。如图11所示,在本实施例中,操纵杆430固定于踩踏件420的一侧,人机互动体感车400还包括第一转轴440,第一转轴430固定于操纵杆430,且第一转轴440可转动地连接于车架410。当用户踩踏踩踏件420时,带动操纵杆430绕第一转轴440相对车架410转动,从而使第二连杆431及第一连杆421运动。具体地,操纵杆430具有板状结构,以加大与踩踏件420的连接面积,使得结构及操纵更加稳定。在本实施例中,第二连杆431设置于车架410的下侧。进一步地,体感机构40还包括固定件450,固定件450用于将第一连杆421固定于第二转轴460。具体地,固定件450包括夹块451及螺纹连接件452,夹块451与第一连杆421配合以夹持第二转轴460的一端,螺纹连接件452与夹块451及第一连杆421连接。更具体地,第二转轴460沿其轴向的一端设有缺口槽,第一连杆421相邻的两个侧面与该缺口槽的内壁配合抵接,夹块442沿平行于第二转轴460的轴向开设有与第二转轴460外周壁配合的弧形通孔。更进一步地,固定件450还包括第三转轴453,第三转轴453与车架10可转动地连接。具体地,第三转轴453设置于螺纹连接件452。螺纹连接件452包括底座及螺钉,底座呈圆盘型,其上开设有多个与该螺钉相配的通孔或螺纹孔,螺钉穿过该通孔或该螺纹孔与第一连杆421及夹块451连接。在本实施例中,第二行走轮30可为万向轮,用户可使用一只脚产生扭动的力量来实现一车体的转向,从而带动整个人机互动体感车400的转向。如图12和图13所示,本发明第五实施例中的人机互动体感车500。该实施例中的人机互动体感车50与第三实施例中的人机互动体感车300具有相似的结构,不同之处,将具体说明。为便于描述,相同的元件的标号不作变更。在本实施例中,人机互动体感车500具有类似于卡丁车的造型,人机互动体感车500包括油门踩踏件520,油门踩踏件520可转动地连接于车架510。车架510还包括座椅530,座椅530安装于车架510,当用户坐在座椅530上时,一只脚踩踏油门踩踏件520,可带动操纵杆411、第二连杆431及第一连杆421运动,从而实现人机互动体感车500行驶。在本实施例中,人机互动体感车500还包括方向盘540,用户可通过,方向盘540对第二行走轮30进行转向,从而实现人机互动体感车500的转向。如图14所示,本发明第六实施例的人机互动体感车,操纵件41包括第一转盘610,反馈件42均包括第二转盘620,传动机构包括拉绳630,拉绳630绕设于第一转盘610和第二转盘620。进一步地,操纵件41同样也可包括操纵杆411、踩踏件640及第一转轴650,踩踏件640与操纵杆411固定连接,操纵杆411及第一转盘610均与第一转轴650固定连接,且第一转轴650可转动地连接于车架10。在其他实施方式中,操纵件41也可无操纵杆411,第一转轴650直接与踩踏件640固定连接。本发明第七实施例的人机互动体感车,操纵件41包括第一转盘,反馈件42包括第二转盘,传动机构包括第一拉绳和第二拉绳,第一拉绳的两端和第二拉绳的两端分别固定于第一转盘的外周面和第二转盘的外周面,第一拉绳和第二拉绳沿第一转盘和第二转盘的径向方向相互平行且间隔设置的,且第一拉绳的长度与第二拉绳的长度相等。本发明第八实施例的人机互动体感车,操纵件41包括第一皮带轮,反馈件42包括第二皮带轮,传动机构包括传动带,第一皮带轮和第二皮带轮通过传动带相连。本发明第九实施例的人机互动体感车,操纵件41包括第一链轮,反馈件42包括第二链轮,传动机构包括链条,第一链轮和第二链轮通过链条相连。本发明第十实施例的人机互动体感车,操纵件41包括第一齿轮,反馈件42包括第二齿轮,传动机构43包括传动齿轮组,传动齿轮组至少包括一个第三齿轮,传动齿轮组分别与第一齿轮和第二齿轮啮合传动。如图15所示,为本发明第十一实施例的人机互动体感车700。在本实施例中,体感机构40仅包括操纵件41,操纵件41与定子组件固定连接,且操纵件41沿行进方向绕第一轴线可转动地连接于车架710。进一步地,操纵件41包括操纵杆720及前叉730,前叉730的一端与定子组件固定连接,前叉730的另一端与操纵杆720固定连接。具体地,前叉730的一端与定子组件的轮轴固定连接。在本实施例中,前轮为第一行走轮20,后轮为第二行走轮30。在本实施例中,操纵件41还包括把手740,把手740固定于操纵杆720远离前叉730的一端。用户可以通过手握把手740来操纵操纵杆720。如图16所示,在本实施例中,操纵件41具有初始位置,人机互动体感车700还包括复位机构,复位机构包括弹性件,弹性件固定于车架710上,且操纵件41的至少部分与弹性件抵接,以在操纵件相对车架710转动过程中,弹性件提供操纵件41回至初始位置的预紧力。如此,当用户已上车,而出现误操纵操纵件41时,或者用户未上车时,操纵件41可在复位机构的作用下,回至初始位置,以保证驱动电机不再运转,人机互动体感车700停止行进。具体地,人机互动体感车700还包括具有第一轴线的第一转轴750,弹性件包括复位弹片761,操纵杆720沿行进方向开设有缺口或通孔721,复位弹片761穿过通孔721,且复位弹片761沿行进方向的两端分别与车架710固定连接。操纵杆720具有分别位于缺口或通孔721的两端的两个压接位,以在操纵杆720相对车架710转动过程中,由两个压接位于复位弹片761抵接,以提供操纵杆720回至初始位置的预紧力。如此,当用户操纵操纵杆720相对车架710转动时,操纵杆720的相应的一压接位会对复位弹片761进行挤压,使得复位弹片761受力变形,当用户不再操纵操纵杆720时,复位弹片761的弹性恢复力使得操纵杆720回位至初始位置,在本实施例中,该初始位置可以为竖直位置。如图17所示,在本实施例中,车架710包括安装部770,安装部770具有安装通孔,操纵杆720穿过安装通孔与定子组件连接,第一转轴750穿过安装部770及位于安装通孔内的操纵杆720,以使操纵杆720在安装通孔内绕第一转轴750可转动。人机互动体感车700包括角度传感器780,角度传感器780包括磁力检测件781及与磁力检测件781对应设置的具有相对磁极的弧形磁铁782,磁力检测件781设置于操纵杆720,弧形磁铁782设置于安装部760,且沿行进方向延伸,优选的,弧形磁铁782的圆心位于第一轴线。在其他实施例中,磁力检测件781也可设置于车架710的安装部770,弧形磁铁782设置于操纵杆720。如此,当用于操纵操纵杆720时,设置于操纵杆720上的磁力检测件781跟随操纵杆720相对车架710旋转,故可靠近或远离设置于安装部770上的弧形磁铁782的相对磁极,以使角度传感器780检测到磁力变化,从而确定俯仰角度变化值。在如前述的第一实施例到第十实施例中,磁力检测件781可设置于反馈件42上,弧形磁铁782可对应地设置于车架10、310、410、510、710上,即磁力检测件781和弧形磁铁782可作为角度传感器的一种实施方式应用于第一实施例到第十实施例,在此不再赘述。本领域技术人员应当理解,前述第一实施例到第十一实施例中,有一些元件在各实施例中的命名一致,但并不代表其具体结构在各实施例中一致,例如操纵杆,其在各实施例中的命名虽一致,但具体形态和结构显然不同。基于上述人机互动体感车100~700,本发明还提供一种控制人机互动体感车100~700的运动方法,包括:当操纵操纵件41沿行进方向向前倾斜时,角度传感器50、230、780检测到体感机构40的第一角度变化值,控制器根据第一角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20沿行进方向向前加速旋转,以使人机互动体感车100~700加速前进;当操纵件41因定子组件的反作用力反向转动,以使操纵件41回至初始位置后,角度传感器50、230、780检测到体感机构40的第二角度变化值,控制器根据第二角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20沿行进方向向前匀速旋转,以使人机互动体感车100~700匀速前进;当操纵操纵件41沿行进方向向后倾斜时,角度传感器50、230、780检测到体感机构40的第三角度变化值,控制器根据第三角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20沿行进方向向后减速旋转,以使人机互动体感车100~700减速后退,直至人机互动体感车100~700速度减至为零。进一步地,在一些实施例中,当人机互动体感车100~700速度减至为零时,若继续操纵操纵件41沿行进方向向后倾斜,角度传感器50、230、780检测到体感机构40的第四角度变化值,控制器根据第四角度变化值控制驱动电机驱动第一行走轮20沿行进方向向后加速旋转,以使人机互动体感车100~700加速后退。在另一些实施例中,当人机互动体感车100~700速度减至为零时,若继续操纵操纵件41沿行进方向向后倾斜,角度传感器50、230、780检测到体感机构40的第五角度变化值,控制器根据第五角度变化值控制驱动电机停止运行,以使人机互动体感车100~700停止行进。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求:1.一种人机互动体感车,其特征在于,包括:车架;至少一个第一行走轮;驱动电机,包括转子组件和定子组件,所述转子组件与所述第一行走轮动力耦合连接;至少一个第二行走轮,可转动地安装于所述车架,所述至少一个第二行走轮沿所述人机互动体感车的行进方向相对所述至少一个第一行走轮前后间隔设置;体感机构,包括操纵件、反馈件及传动机构;所述传动机构分别与所述操纵件及所述反馈件传动连接,所述操纵件沿所述行进方向且绕第一轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件与所述定子组件固定连接,且沿所述行进方向绕第二轴线可转动地连接于所述车架,所述反馈件通过所述传动机构与所述操纵件同向旋转;角度传感器,设置于所述体感机构,所述角度传感器用于检测所述体感机构的俯仰角度变化值;控制器,与所述驱动电机及所述角度传感器电连接,所述控制器根据所述俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮旋转。2.根据权利要求1所述的人机互动体感车,其特征在于,所述第一行走轮具有轮轴,所述第二轴线与所述轮轴的轴线共线设置。3.根据权利要求1所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵件包括操纵杆,所述反馈件包括第一连杆,所述传动机构包括第二连杆;所述操纵杆与所述车架可转动地连接,所述第一连杆与所述定子组件固定连接,所述第二连杆分别与所述操纵杆及所述第一连杆铰接。4.根据权利要求3所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵杆、所述第一连杆、所述第二连杆及所述车架组合形成闭合的平行四边形结构。5.根据权利要求3所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵杆、所述第一连杆及所述第二连杆均包括相互平行设置且固定连接的两根,所述车架包括相互平行设置的第一支架和第二支架;其中一所述操纵杆与所述第一支架可转动连接,另一所述操纵杆与所述第二支架可转动连接,其中一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的一侧,另一所述第一连杆与所述定子组件固定连接,且位于所述第一行走轮的另一侧;一所述操纵杆、一所述第一连杆、一所述第二连杆及所述第一支架组合形成闭合的第一平行四边形结构;另一所述操纵杆、另一所述第一连杆、另一所述第二连杆及所述第二支架组合形成闭合的第二平行四边形结构;所述第一平行四边形结构在沿垂直于所述第二平行四边形结构形成的平面方向上,与所述第二平行四边形结构重合。6.根据权利要求4或5所述的人机互动体感车,其特征在于,所述人机互动体感车还包括座位件,所述座位件固定连接于所述第二连杆远离所述车架的一侧。7.根据权利要求3所述的人机互动体感车,其特征在于,所述人机互动体感车还包括踩踏件,所述踩踏件固定连接于所述操纵杆。8.根据权利要求7所述的人机互动体感车,其特征在于,所述踩踏件具有踩踏面,所述踩踏面沿竖直方向与所述第一轴线平齐或者所述踩踏面沿竖直方向位于所述第一轴线的下方。9.根据权利要求1所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵件包括第二转盘,所述反馈件包括第二转盘,所述传动机构包括拉绳,所述拉绳绕设于所述第一转盘和所述第二转盘;或者所述操纵件包括第一转盘,所述反馈件包括第二转盘,所述传动机构包括第一拉绳和所述第二拉绳,所述第一拉绳的两端和所述第二拉绳的两端均分别固定于所述第一转盘的外周面和所述第二转盘的外周面,所述第一拉绳和所述第二拉绳沿所述第一转盘和所述第二转盘的径向方向相互平行且间隔设置,且所述第一拉绳的长度与所述第二拉绳的长度相等;或者所述操纵件包括第一皮带轮,所述反馈件包括第二皮带轮,所述传动机构包括传动带,所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过所述传动带相连;或者所述操纵件包括第一链轮,所述反馈件包括第二链轮,所述传动机构包括链条,所述第一链轮和所述第二链轮通过所述链条相连;所述操纵件包括第一齿轮,所述反馈件包括第二齿轮,所述传动机构包括传动齿轮组,所述传动齿轮组包括至少一个第三齿轮,所述传动齿轮组分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合传动。10.根据权利要求3或9所述的人机互动体感车,其特征在于,所述第二行走轮包括至少两个,所述至少一个第一行走轮与所述至少两个第二行走轮沿所述行进方向前后间隔设置;所述人机互动体感车还包括方向盘,所述方向盘可操作两个所述第二行走轮转向;所述人机互动体感车还包括座椅,所述座椅件安装于所述车架;所述人机互动体感车还包括踩踏件,所述踩踏件固定连接于所述操纵件。11.一种人机互动体感车,其特征在于,包括:车架;至少一个第一行走轮;驱动电机,包括转子组件和定子组件,所述转子组件与所述第一行走轮耦合连接;至少一个第二行走轮,可转动地安装于所述车架,所述至少一个第二行走轮沿所述人机互动体感车的行进方向相对所述至少一个第一行走轮前后间隔设置;体感机构,包括操纵件,所述操纵件与所述定子组件固定连接,且沿所述行进方向且绕第一轴线可转动地连接于所述车架;角度传感器,设置于所述体感机构,所述角度传感器用于检测所述体感机构的俯仰角度变化值;控制器,与所述驱动机构及所述角度传感器电连接,所述控制器根据所述俯仰角度变化值控制所述驱动机构驱动所述第一行走轮旋转。12.根据权利要求11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵件包括操纵杆及前叉,所述前叉的一端与所述定子组件固定连接,所述前叉的另一端与所述操纵杆固定连接。13.根据权利要求12所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵件还包括把手,所述把手固定于所述操纵杆远离所述前叉的一端。14.根据权利要求1或11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述角度传感器包括磁力检测件及与所述磁力检测件对应设置的具有相对磁极的弧形磁铁;所述磁力检测件设置于所述操纵件,所述弧形磁铁设置于所述车架,且沿所述行进方向延伸;或者所述磁力检测件设置于所述车架,所述弧形磁铁设置于所述操纵件,且沿所述行进方向延伸;所述角度传感器用于在所述操纵件相对所述车架转动过程中,根据所述磁力检测件检测其相对所述弧形磁铁的磁力变化,以检测对应的俯仰角度变化值。15.根据权利要求1所述的人机互动体感车,其特征在于,所述角度传感器包括磁力检测件及与所述磁力检测件对应设置的具有两个相对磁极的弧形磁铁;所述磁力检测件设置于所述反馈件,所述弧形磁铁设置于所述车架,且沿所述行进方向延伸;或者所述磁力检测件设置于所述车架,所述弧形磁铁设置于所述反馈件,且沿所述行进方向延伸;所述角度传感器用于在所述反馈件相对所述车架转动过程中,根据所述磁力检测件检测其相对所述弧形磁铁的磁力变化,以检测对应的俯仰角度变化值。16.根据权利要求1或11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述角度传感器包括编码器;或者电位器;或者霍尔传感器。17.根据权利要求1或11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述角度传感器包括陀螺仪及加速度传感器。18.根据权利要求1或11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述驱动电机为轮毂电机。19.根据权利要求1或11所述的人机互动体感车,其特征在于,所述操纵件具有初始位置,所述人机互动体感车还包括复位机构;所述复位机构包括弹性件,所述弹性件固定于所述车架上,且所述操纵件的至少部分与所述弹性件抵接,以在所述操纵件相对所述车架转动过程中,所述弹性件提供所述操纵件回至所述初始位置的预紧力。20.根据权利要求19所述的人机互动体感车,其特征在于,所述弹性件包括复位弹片,所述操纵件沿所述行进方向开设有缺口或通孔;所述复位弹片穿过所述缺口或所述通孔,且所述复位弹片沿所述行进方向的两端分别与所述车架固定连接;所述操纵件具有分别位于所述缺口或所述通孔的两端的两个压接位,以在所述操纵件相对所述车架转动过程中,由两个所述压接位与所述复位弹片抵接,以提供所述操纵件回至所述初始位置的预紧力。21.一种控制如权利要求1~20任一项所述的人机互动体感车运动的方法,其特征在于,包括:当操纵所述操纵件沿所述行进方向向前倾斜时,所述角度传感器检测到所述体感机构的第一俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第一俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向前加速旋转,以使所述人机互动体感车加速前进;当所述操纵件因所述定子组件的反作用力反向转动,以使所述操纵件回至初始位置后,所述角度传感器检测到所述体感机构的第二俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第二俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向前匀速旋转,以使所述人机互动体感车匀速前进;当操纵所述操纵件沿所述行进方向向后倾斜时,所述角度传感器检测到所述体感机构的第三俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第三俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向后减速旋转,以使所述人机互动体感车减速后退,直至所述人机互动体感车速度减至为零。22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,包括:当所述人机互动体感车速度减至为零时,若继续操纵所述操纵件沿所述行进方向向后倾斜,所述角度传感器检测到所述体感机构的第四俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第四俯仰角度变化值控制所述驱动电机驱动所述第一行走轮沿所述行进方向向后加速旋转,以使所述人机互动体感车加速后退;或者当所述人机互动体感车速度减至为零时,若继续操纵所述操纵件沿行进方向向后倾斜,所述角度传感器检测到所述体感机构的第五俯仰角度变化值,所述控制器根据所述第五俯仰角度变化值控制所述驱动电机停止运行,以使所述人机互动体感车停止行进。
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