[0001] 本发明涉及平衡车，尤其是一种双平衡系统平衡车及其平衡控制方法。

[0002] 人类正在进入一个越来越智能化的社会，继智能家居、智能穿戴、智能办公之后，智能电动平衡车也已经进入人们的日常生活。智能平衡车是一款于13年前发明、于近两年才火爆的产品，它也是代步工具类中最新的智能产品。智能类的产品总给人一种异常方便、简洁优雅的感觉，电动平衡车也是如此。事实上，电动平衡车最近两年在全世界、尤其是中国市场有着非同一般的发展速度，市场被迅速打开，销量如火箭升空般增长，行业前景被一致看好。电动平衡车作为新一代的可穿戴设备，必将被这股智能潮流挟裹而去。智能电动平衡车被广泛用于城市、广场、机场等人员密集且活动范围广阔的区域，为人们提供城市代步、安保巡逻、休闲娱乐等功能。所以平衡车的平衡系统关系到整个平衡车的控制效率，优异的平衡系统可以提高平衡车的安全性能，同时可以增加平衡车的应用场景。现有的智能平衡车的平衡系统，大都是直接利用陀螺仪和加速度的数据融合，处理完之后，再进行算法的控制，然后以此来控制平衡车的平衡和运动，但是这会大大的加大了平衡车对路况的依赖性，只能在合适的平整道路上使用，并且在上坡或下坡的时候，容易发生事故，突然断开动力系统，导致平衡系统被破坏。

[0016] 下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

[0017] 如图1所示，一种双平衡系统平衡车，包括车体1、设在车体1外左右两侧的车轮2、作为主平衡系统的惯导控制系统和辅助平衡系统，惯导控制系统和辅助平衡系统组成平衡车的双平衡系统。

[0018] 所述惯导控制系统为现有平衡车的平衡系统，且是平衡车单一的平衡系统，本实施例不再对该惯导控制系统进行详细叙述。

[0019] 如图2所示，所述辅助平衡系统设在车体1内，其包括两个相对设置的辅助平衡单元3；所述车体1内设有左右错开设在的电池4，电池4可以给平衡车整体供电，保证平衡车行走时所需的电量及其续航能力；其中一个辅助平衡单元3设在左侧电池4的后方，另一个辅助平衡单元3设在右侧电池4的前方，双平衡系统固定在平衡车的几何质心中，该种设计达到最优的空间布局，而且使平衡车重量分布均匀。

[0020] 如图3所示，所述辅助平衡单元3包括电机32、传动机构、平衡轮31和储能机构；所述电机32通过传动机构驱动平衡轮31旋转。所述传动机构包括第一转轴36、设在第一转轴36上的第一传动轮33和设在电机输出轴的第二传动轮；所述第一转轴36架设在第一支架上，所述电机设在第一转轴36的下方，节约安装空间，平衡车内部结构更加紧凑；第一传动轮33与第二传动轮通过皮带或链条连接，所述第一转轴36与平衡轮31连接，电机32驱动第一转轴36，第一转轴36带动平衡轮31。所述第一转轴36上设有碟刹装置35，所述碟刹装置35包括设在第一转轴36上的碟刹盘和与碟刹盘配合的刹车片，通过碟刹装置可以对平衡轮31进行制动。所述储能机构包括第二转轴37、设在第二转轴37上的第三传动轮38和磁电机30，所述第二转轴37与磁电机30的输出轴连接，所述第一转轴36上设有第四传动轮34，第三传动轮38与第四传动轮34通过皮带或链条连接；所述第二转轴37架设在第二支架上，第一转轴36与第二转轴37平行且等高设置；所述第二转轴37上设有飞轮39；平衡轮31逆时针旋转，同时，通过传动机构带动第二转轴37上的磁电机30工作，将部分动能转换为电能传回电池，增长平衡车的续航时间。两个辅助平衡单元3的平衡轮31设在车体1内前后中间位置。

[0021] 本发明平衡车的平衡控制方法，包括以下步骤：（1）当平衡车在平整路面行走时，惯导控制系统检测出平整的道路路况，主平衡系统进行运动控制和制动，控制平衡车的平衡状态，且此时的辅助平衡系统处于休眠状态；
（2）当平衡车在颠簸路面行走时，惯导控制系统检测出不平的道路路况，同时启动主平衡系统和辅助平衡系统，主平衡系统控制着双轮的运动，辅助平衡系统控制平衡轮31转动实现机械式平衡，双平衡系统同时运行互补，维持着整车的平衡控制；如平衡车检测到机体倾斜角度大于30°，或者检测到机体倾斜加速度大于不正常值，或者平衡车整体往前运动的加速度过快的时候，都会切换辅助平衡系统；当平衡车往前倾倒时，陀螺仪传感器向电机发出信号，电机正转并通过传动机构带动平衡轮31，会产生一个轴向引力，使得整体围绕轴心平衡，旋转速度越快，轴向引力就会越大，使得机体轴心平衡力越强；当平衡车往后倾倒时，电机反转，让平衡车恢复平衡；当平衡车恢复平衡状态，陀螺仪传感器向电机发出信号，电机停止工作，碟刹装置启动，缓慢降低整个平衡轮31的转速；
（3）当出现某个轮子悬空时，主平衡系统已经完全失效，无法通过控制两个轮子进行平衡控制，此时平衡系统切换为辅助平衡系统，完全由辅助平衡系统控制平衡轮31实现机械式平衡。