本發(fā)明涉及平衡車轉向裝置，具體是一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉向裝置。

背景技術：

兩輪平衡車，是近年來發(fā)展的一種新型的電動交通工具。目前，主要用于短距離的代步，因而又叫代步車。

平衡車的轉向裝置，是人與平衡車進行交流的核心部件，平衡車轉向裝置實現(xiàn)轉向的基本原理是：將位移量轉換成電學信號；然后，將電學信號給控制器；控制器根據(jù)事先設計好的規(guī)則，對兩輪電壓進行調(diào)節(jié)；最后，被調(diào)節(jié)的電壓作用在兩車輪上，使得兩車輪發(fā)生相對轉動位移，實現(xiàn)轉向。

目前，平衡車的轉向裝置基本組成如下：將一個轉軸安置在平衡車踏板的中間位置，轉軸一端連接著操縱桿，另一端連接著一個角度傳感器(一個轉動的變阻器)，然后再加上彈簧等恢復結構。其基本工作原理為：操作者左右擺動操縱桿，使轉軸轉動，轉軸帶動角度傳感器產(chǎn)生電信號給控制器。該結構能夠給操作者較直接的操作感受。但該結構有很多不足：電氣結構易于損壞；要求較高的操縱桿恢復力；不利于安全駕駛；結構復雜；轉向的中間值難于校準；不容易拆卸；成本高等。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有平衡車轉向裝置中轉向軸的材料要求的硬度較高、對轉把復位時彈簧的彈力要求高、扶桿不固定，安全系數(shù)低等問題，提供一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉向裝置，其結構簡單，可靠性高，安裝使用方便，能更好地適應使用者的操作習慣，提升操控性能。

本發(fā)明解決其技術問題，采用的技術方案是：

一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉向裝置，包括剎車握把、閘絲、信號轉換裝置、扶桿，信號轉換裝置包括位移轉動轉換機構、霍爾編碼器，位移轉動轉換機構包括并列設置的分別由閘絲拉動、在引導槽中移動、帶有齒狀面的連接柱，兩個連接柱之間設置有分別與兩個連接柱咬合的齒輪，齒輪中嵌有強力磁鐵；霍爾編碼器的檢測軸心與齒輪同軸心設置，霍爾編碼器接收齒輪的轉動位移量并轉換為電信號給控制器。

上述技術方案的工作原理是：

通過閘絲將剎車握把產(chǎn)生的位移傳遞給位移轉動轉換機構，使其齒輪嵌有的強力磁鐵與霍爾編碼器產(chǎn)生相對的角位移，霍爾編碼器檢測出角位移，轉化為電信號給控制器，控制器控制兩車輪電機轉速差速大小，實現(xiàn)轉彎。具體控制方法是一種阻力式控制方法，即：操作左剎車握把時，降低左輪的轉速，增加右輪轉速，車往左轉；操作右剎車握把時，降低右輪轉速，增加左輪轉速，車往右轉。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是：

改用相對式的編碼器信號，不存在轉向中間值的校準問題，對平衡車的整體結構簡化和轉向性能都有提高；機械結構與電氣結構隔離且成模塊化，便于結構的更換與升級；操作靈活，實現(xiàn)簡單，可以防止誤操作。

作為優(yōu)選，本發(fā)明更進一步的技術方案是：

扶桿為T字形，下端與車體固定，上端安裝左、右剎車握把。

位移轉動轉換機構的外殼與車殼的外側壁固定，外殼上有閘絲接入口，閘絲上端連接剎車握把，閘絲下端由閘絲接入口進入外殼中與連接柱上端的閘絲連接處連接。

每個連接柱分別設置兩個引導槽，每個引導槽包含引導槽轉動引導部分和引導槽外導部分；每個連接柱分別設置兩個引導柱，兩個引導柱分別置于兩個引導槽中并可在引導槽中滑動；引導槽轉動引導部分用于保證連接柱與齒輪的咬合，引導槽外導部分使連接柱與齒輪互相脫離。

連接柱設置有復位彈簧，復位彈簧一端與外殼中的彈簧固定點連接，另一端與連接柱下端的彈簧連接處連接。

霍爾編碼器設置在車殼內(nèi)側，位置與齒輪同軸對應。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的整體安裝位示意圖；

圖2是位移轉動轉換機構示意圖；

圖3是位移轉動轉換原理演示圖；

圖4是霍爾編碼器安裝位示意圖；

圖5是連接柱示意圖；

圖中：1-剎車握把；2-閘絲；3-信號轉換裝置；4-扶桿；5-外殼；6-復位彈簧；7-引導槽；8-連接柱；9-齒輪；10-閘絲接入口；11-引導槽轉動引導部分；12-引導槽外導部分；13-車殼；14-霍爾編碼器；15-位移轉動轉換機構；16-引導柱；17-閘絲連接處；18-彈簧連接處；19-齒狀面。

具體實施方式

下面結合附圖給出的實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但實施例不對本發(fā)明構成任何限制。

參見圖1，一種基于霍爾編碼器阻力式兩輪平衡車轉向裝置，由左、右兩個剎車握把1、左、右兩條閘絲2、信號轉換裝置3、扶桿4組成，扶桿4為T字形，下端與車體固定，上端安裝左、右剎車握把1。

參見圖4，信號轉換裝置3由位移轉動轉換機構15、霍爾編碼器14組成，位移轉動轉換機構15安裝在車殼的外側，霍爾編碼器14安裝在車殼的內(nèi)側，霍爾編碼器14的軸心與位移轉動轉換機構15中的齒輪9的軸心共線。

參見參見圖2、圖3、圖5，位移轉動轉換機構15由外殼5、左右兩個復位彈簧6、左右兩個連接柱8、嵌有強力磁鐵的齒輪9組成，所述左右，代表同樣的部件互為對稱；齒輪9位于兩個連接柱8之間，連接柱8的兩端分別設置有閘絲連接處17和彈簧連接處18，靠近齒輪9的側面為齒狀面19，齒狀面19與齒輪9咬合；連接柱8的上、下兩個面有突出部分為引導柱16，每面有兩個引導柱16；對應每個連接柱8，在外殼5上分別設置兩個引導槽7，每個引導槽7包含引導槽轉動引導部分11和引導槽外導部分12；連接柱8的兩個引導柱16分別置于兩個引導槽7中并可在引導槽7中滑動；引導槽轉動引導部分11用于保證連接柱8與齒輪9的咬合，引導槽外導部分12使連接柱8與齒輪9互相脫離；連接柱8設置有復位彈簧6，復位彈簧6一端與外殼5中的彈簧固定點連接，另一端與連接柱8下端的彈簧連接處18連接；外殼5上有閘絲接入口10，閘絲2上端連接剎車握把1，閘絲2下端由閘絲接入口10進入外殼5中與連接柱8上端的閘絲連接處17連接。

當駕駛人握緊左剎車握把1時，將位移量通過左閘絲2傳遞給左連接柱8，連接柱8再通過側面的齒與齒輪9的咬合，使齒輪9和嵌入到其中磁鐵轉動，霍爾編碼器14檢測到磁鐵的轉動，并將轉動值傳送出去。齒輪9轉動也會帶動與其咬合的右連接柱8相對于左連接柱8反向運動，當運動到最底端時，引導槽外導部分12引導右連接柱與齒輪9的咬合脫離，防止右閘絲2過拉伸，保證了轉向的可靠性。駕駛人握緊右剎車握把2時，其機理相同。

霍爾編碼器14一種測量磁場兩極轉動的傳感器，輸出AB雙向的脈沖波，輸出值為為相對值，這樣可以避免誤操作。

以上所述僅為本發(fā)明較佳可行的實施例而已，并非因此局限本發(fā)明的權利范圍，凡運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構變化，均包含于本發(fā)明的權利范圍之內(nèi)。