技术领域
[0001] 本申请涉及车体控制技术领域，具体而言，涉及一种车轮、推车及车轮控制方法。
相关背景技术
[0002] 传统的手推车大多为手动刹车或助推，在有坡度的使用场景下，用户可能忘记手动刹车，容易造成危害，存在很大的安全隐患。
[0003] 目前已经存在一些具有脱手提醒和自动刹车的推车，可以自动检测坡度，并在检测到下坡时进行刹车，以使推车平稳运动。
[0004] 但是，现有技术中的带有自动刹车功能的都是针对单一侧轮组的推车，对推车座舱可转向或可换向的推车而言应用性差。
具体实施方式
[0065] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
[0066] 另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0067] 需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
[0068] 为了降低手动刹车带来的安全隐患，目前已经出现了具备脱手提醒和自动刹车功能的手推车，但是目前带有自动刹车功能的手推车，都是单侧轮组的刹车，对于推车的座舱能够进行转向或换向的推车，由于其前后方向相对可以更改，因此单侧轮组在重心或加速度方向偏离刹车轮组时，就会出现刹车不及时或车体侧翻的情况，存在很大的安全隐患，若是在前轮组或后轮组都设计自动刹车或电动辅助，又会提高设计的复杂度。
[0069] 基于上述问题，本申请提出一种车轮，可以应用于推车上，车轮包括：车轮本体以及设置在车轮本体上的运动控制装置，如图1所示，是本申请给出的车轮的一种结构示意图，参照图1可知，车轮包括：接驳结构、固定结构、运动控制装置以及车轮本体，其中，接驳结构可以是与传统推车进行接驳的物理接口，固定结构可以是相对于轮子而言的结构，运动控制装置可以安装在固定结构上，实现车轮本体的制动或助动。
[0070] 接下来结合图2，对本申请车轮中的运动控制装置作进一步说明。
[0071] 运动控制装置包括：控制模块、信号采集模块以及驱动模块，控制模块分别与信号采集模块以及驱动模块电连接，驱动模块还与车轮本体连接。
[0072] 信号采集模块用于采集获取车轮本体的运动数据，并将运动数据发送给控制模块。
[0073] 控制模块用于根据车轮本体的运动数据生成控制指令，并将控制指令发送给驱动模块。
[0074] 驱动模块用于执行控制指令，以控制车轮本体的运动状态。
[0075] 可选的，运动控制装置可以与车轮一一对应，即每个车轮都设置有一个运动控制装置，参照图2，运动控制装置中可以包括控制模块、信号采集模块以及驱动模块，其中驱动模块与车轮本体直接连接，控制模块分别与信号采集模块以及驱动模块电连接，信号采集模块也可以设置在车轮本体上，以进行车轮数据的采集。
[0076] 可选的，信号采集模块可以设置于车轮本体上，以进行车轮本体运动数据的采集。
[0077] 作为一种可能的实施方式，信号采集模块还可以采集车轮周围的环境信息，并将车轮周围的环境信息也反馈给控制模块。
[0078] 可选的，车轮本体的运动数据可以包括车轮的运动状态、运动速度以及运动方向等。
[0079] 示例性的，车轮本体的运动状态可以是运动或静止，运动速度可以包括车轮本体的加速度、角速度等，运动方向可以包括该车轮本体相对水平线的倾角，或是车轮本体相对于固定结构的侧向角度。
[0080] 可选的，控制模块可以接收信号采集模块采集到的运动数据，对运动数据进行分析，根据运动数据生成控制指令，并将控制指令发送给驱动模块。
[0081] 作为一种可能的实施方式，控制模块还可以结合信号采集模块采集到的环境信息与车轮的运动数据进行综合判断，以生成控制指令。
[0082] 可选的，控制指令可以是指示驱动模块对车轮本体进行刹车或制动的指令。
[0083] 可选的，驱动模块可以执行控制指令，对车轮本体进行助动或制动，以控制车轮本体的运动状态。
[0084] 值得说明的是，由于本申请中的车轮具备相对独立的运动控制装置，各运动控制装置根据车轮的实时运动数据进行运动状态的控制，可以不区分前轮组或后轮组，因此可以通过图1所示的车轮的接驳结构将其接驳在传统推车的前轮或后轮，以通过车轮实现对推车的运动状态控制。
[0085] 在本申请实施例中，在车轮上设置运动控制装置，并通过信号采集模块进行车轮运动数据的采集，通过控制模块根据车轮的运动数据生成控制指令，并通过驱动模块执行控制指令，以对车轮的运动状态进行控制，通过车轮上的运动控制装置，可以使每个车轮独立进行运动状态的控制，因此针对推车的座舱能够进行转向或换向，极大提升推车的易用性。
[0086] 接下来对上述运动控制装置作进一步说明，如图3所示，上述运动控制装置还包括：通信模块；通信模块与控制模块电连接。
[0087] 通信模块用于获取车轮所在推车上的其他车轮的运动信号，并将其他车轮的运动信号发送给控制模块。
[0088] 控制模块具体用于：根据车轮本体的运动信号以及其他车轮的运动信号，生成控制指令，并将控制指令发送给驱动模块。
[0089] 可选的，运动信号可以是信号采集模块采集的、未进行信号处理的车轮本体的原始运动数据。
[0090] 可选的，一个推车上可以包括多个车轮，各车轮之间可以通过通信模块进行数据的交换，以一个车轮上的通讯模块为例，通信模块可以获取车轮所在推车上的其他车轮的运动信号。
[0091] 可选的，在通信模块获取其他车轮的运动信号之前，同一推车上的各车轮之间可以通过通信模块建立通信组网，各车轮可以在组网中具有唯一的可被其他车轮识别的编号，并通过组网进行运动信号的发送和接收。
[0092] 作为一种可能的实施方式，通信模块还可以与终端设备建立连接，以将车轮的运动数据和运动状态展示给用户，并将车轮周围的环境信息和车轮的告警信息发送给终端设备。
[0093] 可选的，控制模块可以根据控制模块所在的车轮的运动信号，以及控制模块通过通信模块接收到的其他车轮的运动信号，生成控制指令，并将控制指令发送给驱动模块。
[0094] 值得说明的是，本申请实施例中可以根据一个车轮的运动信号生成控制指令，并对车轮的运动状态进行控制，也可以与其他车轮形成组网，结合其他车轮的运动信号进行综合判断得到控制指令，具体的实施方式本申请在此不做限制。
[0095] 上述控制模块还用于：通过通信模块将车轮本体的运动信号发送给其他车轮。
[0096] 可选的，各车轮之间可以通过通信模块建立组网，并通过通信模块将车轮本体的运动信号发送给其他车轮。
[0097] 在本申请实施例中，通过多个轮子建立组网通信实现推车的运动状态控制，提高了车轮自动控制的缜密性以及安全性。
[0098] 接下来参照图4，对本申请车轮的运动控制装置中的信号采集模块进行说明。
[0099] 信号采集模块包括：信号传感器以及与信号传感器电连接的信号处理单元，信号处理单元与控制模块电连接。
[0100] 信号传感器用于采集车轮本体的原始运动信号，并将原始运动信号发送给信号处理单元。
[0101] 信号处理单元用于对原始运动信号进行解析处理，得到运动数据，并将运动数据发送给控制模块。
[0102] 可选的，信号传感器可以设置在车轮本体上，以采集车轮本体的运动信号。
[0103] 可选的，信号传感器采集的车轮本体的原始运动信号例如可以包括：车轮的转速、倾角、加速度、角速度等信号。
[0104] 可选的，运动数据可以是信号处理单元对这些原始运动信号进行解析得到的车轮的转速、倾角、加速度、角速度等的具体数值。
[0105] 以下是对上述驱动模块的进一步说明。
[0106] 如图5所示，驱动模块包括：驱动单元以及驱动电机；驱动电机与车轮本体连接，驱动单元与驱动电机电连接。
[0107] 驱动单元用于执行控制指令，以生成控制信号，并将控制信号发送给驱动电机。
[0108] 驱动电机用于在控制信号的作用下运行，以控制车轮本体的运动状态。
[0109] 可选的，驱动电机可以与车轮本体连接，以控制车轮本体上的制动结构进行助动或制动。
[0110] 如图6所示，运动控制装置还包括：供电模块601。
[0111] 供电模块601包括：充放电管理单元、电源管理单元以及储能单元。
[0112] 储能单元分别与充放电管理单元以电源管理单元电连接，电源管理单元分别与充放电管理单元以及控制模块电连接。
[0113] 充放电管理单元用于控制储能单元的充放电。
[0114] 电源管理单元用于监测储能单元的工作状态。
[0115] 可选的，供电模块601还可以与驱动电机连接，以对驱动电机进行供电。
[0116] 可选的，储能单元例如可以是电池。
[0117] 可选的，电池管理单元可以监测储能单元的工作状态，例如监测储能单元的工作电压、工作电流、环境温度等，估算电池组的荷电状态，维持单体电池的均衡以及电池与其他模块的通讯功能，避免储能单元在极端环境下工作引起的危害性事故。
[0118] 可选的，充放电管理单元可以控制储能单元进行充电或放电。
[0119] 可选的，充放电管理单元可以通过无线充电、触点、接触片或充电口的方式对储能单元进行充电，假设一个推车中包括多个本申请中的车轮，则多个车轮可以具备独立的供电模块，或多个车轮共享一个充电模块，具体的实施方法本申请在此不做限制。
[0120] 在本申请实施例中，通过供电模块、控制模块、驱动模块、通信模块以及信号采集模块，实现车轮的独立的运动状态控制，如此，可以适应于座舱可转向或换向的推车自动刹车的场景，提高了自动刹车的安全性与可靠性。
[0121] 本申请实施例还提供一种推车，如图7所示，推车包括推车车体以及多个前述的车轮。推车车体包括：推车把手；推车还包括：推车控制器以及设置在推车把手上的脱手检测装置701；
[0122] 脱手检测装置701与推车控制器电连接，推车控制器与各车轮上的控制模块电连接；
[0123] 脱手检测装置701用于检测推车把手的抓握信号，并将抓握信号发送给推车控制器；
[0124] 推车控制器根据抓握信号确定推车的脱手状态，并在脱手状态指示脱手时向至少一个车轮的控制模块发送车轮指令；
[0125] 接收到车轮指令的控制模块用于根据车轮指令控制对应的驱动模块对对应的车轮本体进行制动。
[0126] 可选的，车轮指令可以表征推车的脱手状态，车轮的控制模块接收到车轮指令后，可以根据推车的脱手状态进行运动状态的控制。
[0127] 示例性的，假设车轮指令指示推车脱手，则车轮的控制模块可以根据车轮本体当前的运动状态对车轮进行制动或助动，例如车轮在下坡时处于脱手状态，则车轮的运动控制装置可以对车轮本体进行制动。
[0128] 可选的，脱手检测装置701可以是设置在推车把手上的传感器，用于检测推车的脱手状态，示例性的，当用户对车把手进行抓握时，脱手检测装置701可以检测到抓握信号，并将抓握信号发送给推车控制器。
[0129] 如图8所示，脱手检测装置701可以与推车控制器电连接，推车控制器可以与各车轮上的控制模块电连接。
[0130] 在本申请实施例中，车轮可以结合推车的脱手检测装置701检测到的推车的脱手状态进行运动状态的控制，从而在推车处于脱手状态时，对车轮进行制动，提高推车自动刹车功能的可靠性。
[0131] 如图9(a)、图9(b)、图9(c)以及图9(d)所示，是本申请实施例给出的一种座舱可换向或转向的推车在上坡或下坡场景下，车轮的运动状态控制的示意图。
[0132] 参照图9(a)、图9(b)、图9(c)以及图9(d)，为推车上坡或下坡时的示意图，当推车上坡或下坡时，通过把手上的脱手检测装置701检测到推车为脱手状态，此时车轮可以通过运动控制装置确认车轮处于上坡或下坡，并对车轮本体进行制动。
[0133] 示例性的，以接近推车把手一侧的车轮为例，图9(a)中该车轮可以看作是后轮组，在检测到该车轮为向前运动时，即车轮下坡，控制模块可以对该车轮进行制动，图9(b)中该车轮可以看作是前轮组，在检测到该车轮为向前运动时，即车轮下坡，控制模块可以对该车轮进行制动。
[0134] 以接近推车把手一侧的车轮为例，图9(c)中该车轮可以看作是后轮组，在检测到该车轮为向后运动时，即车轮下坡，控制模块可以对该车轮进行制动，图9(d)中该车轮可以看作是前轮组，在检测到该车轮为向后运动时，即车轮下坡，控制模块可以对该车轮进行制动。
[0135] 图9(e)是本申请提供的一种车轮侧向运动的俯视图，本申请中的车轮可以是具有转向功能的车轮，例如万向轮，当车轮处于侧向运动的状态时，控制模块还可以根据车轮的加速度和角速度综合计算得到推车的加速度方向，以此得到推车的加速度运动方向和倾角方向，并由此基于制动与倾倒的两个控制因素控制车轮进行电动制动或辅助，以避免推车重心偏移时急速刹车造成的危害。
[0136] 基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与上述车轮对应的车轮控制方法，由于本申请实施例中的方法解决问题的原理与本申请实施例上述车轮的运动控制装置相似，因此方法的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
[0137] 如图10所示，是本申请实施例给出的一种车轮控制方法，该方法的执行主体例如可以是上述车轮中的运动控制装置，该方法包括：
[0138] S1001:采集获取车轮本体的运动数据。
[0139] 可选的，车轮的信号采集模块可以对车轮本体的数据进行采集，例如对车轮的加速度、角速度、倾角、速度等进行采集，得到车轮本体的运动数据。
[0140] S1002:根据车轮本体的运动数据生成控制指令。
[0141] 可选的，车轮的控制模块可以根据车轮本体的运动数据生成控制指令，以对车轮本体进行助动或制动。
[0142] S1003:执行控制指令，以控制车轮本体的运动状态。
[0143] 可选的，车轮的驱动模块可以执行控制模块发出的控制指令，以控制车轮本体的运动状态。
[0144] 以下是对上述S1002步骤中根据车轮本体的运动数据生成控制指令的进一步说明，如图11所示，上述S1002步骤包括：
[0145] S1101：获取车轮所在推车上的其他车轮的运动信号。
[0146] 可选的，车轮可以通过通信模块获取该车轮所在推车上的其他车轮的运动信号。
[0147] 可选的，在获取其他车轮的运动信号之前，各个车轮之间可以通过通信模块建立组网，并在组网中对各车轮赋予唯一标识。
[0148] S1102：根据车轮本体的运动信号以及其他车轮的运动信号，生成控制指令。
[0149] 可选的，车轮可以根据车轮本体的运动信号以及其他车轮的运动信号，得到推车的运动状态，并根据推车的运动状态生成控制指令，以对推车进行助动或制动。
[0150] 如图12所示，上述S1001步骤中，采集获取车轮本体的运动数据包括：
[0151] S1201：采集车轮本体的原始运动信号。
[0152] 可选的，车轮可以通过车轮本体上的信号传感器采集车轮本体的原始运动信号，原始运动信号例如可以包括：车轮的转速、倾角、加速度、角速度等信号。
[0153] S1202：对原始运动信号进行解析处理，得到运动数据。
[0154] 可选的，车轮可以通过信号处理单元可以对信号传感器采集的原始运动信号进行解析处理，得到车轮的运动数据，示例性的，车轮的运动数据可以包括车轮的转速、倾角、加速度、角速度等的具体数值。
[0155] 如图13所示，上述S1003步骤中，执行控制指令，以控制车轮本体的运动状态包括：
[0156] S1301：执行控制指令，以生成控制信号。
[0157] 可选的，车轮的驱动单元可以执行控制模块发送的控制指令，并生成驱动电机可识别的控制信号，将控制信号发送给驱动电机。
[0158] S1302：根据控制信号控制车轮本体的运动状态。
[0159] 可选的，车轮的驱动电机可以在控制信号的作用下运行，以对车轮进行助动或制动。
[0160] 值得注意的是，本申请实施例中，车轮还可以接收其所在推车上其他车轮的运动信号，并根据推车的脱手状态进行综合判断，示例性的，假设推车为脱手状态，此时推车控制器向车轮的控制模块发送车轮指令，车轮的控制模块就可以在推车处于脱手状态时及时的对推车进行制动，以避免脱手状态下推车未及时进行制动带来的危害。
[0161] 本申请实施例通过在车轮上设置运动控制装置，并通过信号采集模块进行车轮运动数据的采集，通过控制模块根据车轮的运动数据生成控制指令，并通过驱动模块执行控制指令，以对车轮的运动状态进行控制，通过车轮上的运动控制装置，可以使每个车轮独立进行运动状态的控制，因此针对推车的座舱能够进行转向或换向的推车，具备很好的应用性。
[0162] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0163] 另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0164] 以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
