平衡车的技术原理

时间：2020-10-19

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有*轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上。

利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

随着人们环保意识的加强，电动车的数量与日俱增。与此同时，科学家经过潜心的研究，终于开发出新款两轮电动平衡车。两轮电动平衡车是一种新型的交通工具，它与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。2018年9月28日，北京市通过使用电动平衡车、滑板车等器械作为代步工具上路的情况将面临扣留器械，并处以200元罚款的处罚决定。

运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-StateGyroscopes）来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的*微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。

电动平衡车系统常采用有刷直流电机或无刷直流电机，有刷电机特点是起动快、制动灵敏、可大范围里平滑调速、控制电路简单，适用于一般的动力设备，可连续工作5000小时，常规寿命两到三年，但连续工作1000小时，需更换碳刷; 无刷电机是电机和驱动器的整体，不用更换电刷，属机电一体化设备，可连续运行20000小时常规寿命七到十年，数字变频控制调速更容易，耗电量是有刷电机的三分之一，但造**对控制精度的要求比较高，适用于对速度控制要求比较高的设备中。

在电动平衡车系统中，要获取加速度和角速度信息，加速度传感器能将人体运动中产生加速度转换为信号进行有效的处理，从而判断出人体做出的动作; 陀螺仪可将电动平衡车的旋转角速度转换为信号，旋转角速度积分处理对应着平衡车倾斜角度，从而可控制电动平衡车的平衡。

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