兩輪平衡車說明書

太爾時代杯創(chuàng)意設計與制造綜合技能太爾時代杯創(chuàng)意設計與制造綜合技能.2產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品性能最高時速約18公里/小時，（12公里/小時開始報警〕續(xù)航距離約30-35krn（視騎行者體重為品&況及環(huán)境而定） [最大爬坡角度約20°〔體重60公斤者，實際路測可達35°）電池150瓦時鋰電池（電池保護板具備均衡功能）適用溫度-10C-40c（最適合適用溫度10~30C）取大載重120kg充電器電壓AC220V50-60HZ充電時間約50-60分鐘 ]保護措施側傾保護左右均為45°（超過450時，電機會停止運轉｝限速保護大于12km/h開啟〔踏板前端逐漸抬起，阻止進一步加速）低電量保護電量剩余約10%時開啟〔踏板前端開始下沉，逐漸減速直至停止）外觀重量尺寸高450mm,長392mm（最大厚度163mm,最小厚度70mm踏板離地距離112mm（無載重狀態(tài)）輪胎尺寸直徑360mm車體自重12.6kg3含輔助輪〕信息提錄電源及錯誤電源開關LED時機常亮，彳^護時閃爍）電量電量指示LED收于約85%寸，四顆LED全亮，隨電量下降逐漸熄滅〕聲音提醒嘀聲（開機嘀聲提小，低電量保護時連續(xù)嘀聲）聲音提醒長鳴（側傾時長鳴）產(chǎn)品附件標配充電器、輔助輪動力學模型分析一個控制系統(tǒng)，要想準確、定量的分析設計，提高對系統(tǒng)的認知和掌控能力,首先要對對象建立模型。對于兩輪平衡車而言，受力分析建立力學模型是至關重要的，它是是研究控制算法，提高車子性能非常重要的過程，對于系統(tǒng)的參數(shù)分析的越接近于實際情況，得到的模型就越準確，控制效果就越好。動力學模型建立的方法，對于兩輪車而言，牛頓法和拉格朗日法是都有各自不同的特點。牛頓法的優(yōu)點是容易分析出車子內(nèi)部之間力學關系，但是需要考慮的參數(shù)和變量比較多。這使得很多條件只能理想化處理，得到的模型有失準確性；應用拉格朗日建立模型只需要計算系統(tǒng)的能量和廣義力，使得建模方法簡單化，并且能夠分析系統(tǒng)的動態(tài)特征［34］。兩輪車的姿態(tài)調(diào)整是動態(tài)的、時變的，而拉格朗日動力學模型是建立在能量基礎上的，可以用傳感器測量每個時刻的速度、角度、角速度求出系統(tǒng)的動能和勢能就能夠實現(xiàn)分析系統(tǒng)的目的 ，并且之后對系統(tǒng)進行理論研究也需要進行能量分析，綜上拉格朗日法對于兩輪平衡車系統(tǒng)更加適合［35］。本文分別采用牛頓力學和拉格朗日方法對系統(tǒng)建立模型 ，分析系統(tǒng)內(nèi)部力學特性和整體特性，對于后續(xù)控制系統(tǒng)的搭建和控制參數(shù)和方法的選擇提供了良好的理論保證。兩輪平衡車系統(tǒng)主要由車輪、電機和車體三個部分組成，其中電機帶動的車輪是主動機構，而車體本身是隨動機構，要實現(xiàn)系統(tǒng)平衡，就要控制電機實現(xiàn)正反轉運動來實現(xiàn)扭矩來實現(xiàn)。假設車體失去平衡向前傾斜，那么電機帶動車輪就得有個加速度來保持車體處于平衡狀態(tài)，反之亦然，這樣就能保持系統(tǒng)維持平衡狀態(tài)。平衡車和單級倒立擺力學模型不同，其中單級倒立擺是靠外力實現(xiàn)平衡,但是平衡車系統(tǒng)是依靠自身的電機實現(xiàn)扭矩來達到系統(tǒng)平衡。由于系統(tǒng)的復雜性、非穩(wěn)定、非線性性，產(chǎn)生了諸如隨動、跟蹤、魯棒性等問題。運用牛頓法進行力學分析影響平衡車的主要參數(shù)：車身重量、車輪半徑、車體重心等。為了使得系統(tǒng)保持動態(tài)平衡，車身重心應位于車體中心線一定角度范圍之內(nèi)。在這里假設系統(tǒng)為剛體，并忽略地面與輪胎之間的側向滑動，根據(jù)圖1-2車體模型進行受力分析，建立力學模型。在此假設系統(tǒng)中左右兩輪對稱，根據(jù)牛頓力學第二定律Fma和Mj的轉動慣量定理可以得到左輪的力學方程,其中M為轉動力矩,J為系統(tǒng)的轉動慣量，為角加速度。因為車輪沒有Y軸方向的位移，所以只建立其在X軸方向的力學模型。

圖1-2車體結構圖圖1-3平衡車原理圖動態(tài)穩(wěn)定概述運用MC9s12XS128I片機，設計一種基于電磁導航的兩輪自平衡車系統(tǒng)，并實現(xiàn)車模的直立行走，自主尋跡功能。系統(tǒng)采用飛思卡爾十六位微處理器MC9s12XS128為核心控制單元，通過運用各種傳感器，設計穩(wěn)壓模塊、最小系統(tǒng)模塊、雙輪測速模塊、傾角測量模塊、電機驅動模塊和人機交互模塊并編寫相應程序以完成平衡控制，速度控制，轉向控制三大任務。產(chǎn)品特點①電力驅動，節(jié)能環(huán)保。當前的代步工具的發(fā)展趨勢是向著小型化，環(huán)保節(jié)能的方向發(fā)展。而隨著石油能源的日益枯竭，如何有效的利用電力資源開發(fā)下一代主流代步工具成為了大家所關注的核心。電動車無疑將成為未來代步工

具的主流，而兩輪自平衡車進一步為未來代步工具指明了方向。②智能動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)使用戶上手快，操作簡單化。③車身應用多種輕型材料，減輕車身自重，更省電，使駕駛更輕便。④折疊式設計便于停放與攜帶，占用空間小。見圖 1-4、1-5⑤應用雙電動機驅動分別裝在兩側車輪輪轂上，是車體能空出更大的空間安裝電池，增加續(xù)航里程。⑥安全的剎車系統(tǒng)。對與剎車的控制，一方面受芯片控制，芯片快速給出足夠的反饋力矩使之剎車；另一方面人體的重心的改變也有輔助剎車的效果。折疊前折疊前圖1-4折疊前圖1-5折疊后第三章駕駛注意圖1-5折疊后第三章駕駛注意注意事項.利用輔助輪安全學習駕駛.雙輪平衡車是利用陀螺儀進行前后穩(wěn)定的。當身體前傾，獨輪車會感知到動作進行加速；當身體后仰，平衡車也會控制電機減速以維持駕駛者與車體的平衡。雙輪平衡車能幫助左右平衡，不像是騎自行車一樣，需要靠一定的速度和身體來控制左右平衡。準備工作.選擇適合的場地：請在平坦、空曠、無機動車、人少的場地進行試車。.檢查車輛：駕駛前需要檢查電力是否充足、搖動車輛是否有異響和松動、手動推行平衡車看車輪是否與外殼產(chǎn)生摩擦。.最好可以找一位朋友一起學習騎行，可以提供協(xié)助，會對更快的掌握騎車技巧有幫助。.參考駕駛步驟，開始學習使用說明騎行雙輪自平衡車一共分為5步。仔紳閱讀并按照說明書指示開始學習,在前一步尚未掌握之前，不要輕易嘗試后面的步驟。這樣會有利于更快，更扎實的掌握騎行的基本技巧。接通電源一只手抓住把手，將雙輪自平衡車直立于地面，并將兩個腳踏板展開。2）短按電源鍵可以將雙輪自平衡車電源打開，此時綠燈亮起。3）假如發(fā)現(xiàn)有紅燈亮起，請不要嘗試騎行。4）推薦沿著輪子前進后退的方向前后拉動把手幾次，感受車輪加減速的力度。嘗試站立1）將一只慣用腳站到相應的腳踏板上，注意應該站在腳踏板中心位置，方便將整個身體重心轉移至該腳上。2）站立身體，站在腳踏板上的那只腳注意控制雙輪自平衡車前后平衡，并用小腿靠緊機殼軟膠。3）將重心逐漸地轉移到在雙輪自平衡車的那只腳上，過程中要求小腿，腳和雙輪自平衡車能組成穩(wěn)定的三角支撐，否則將很難把重心移移到雙輪自平衡車上。在不能將重心成功轉移至雙輪自平衡車上的那只腳，另一只腳離開地面保持1-2秒鐘之前，強烈建議不進行下一步騎行。前行1）初級前行：像騎自行車那樣，將絕大部分重心轉移到雙輪自平衡車上，并且輕輕向前踩下腳踏板，同時地面上的那只腳輕輕往后一蹬，雙輪自平衡車就會向前行走。就像在上一步保持單腳站立雙輪自平衡車的動作一樣，需要在騎行過程中盡量保持身體平衡，同時需要將地面上的那只腳快速輕盈地放到另一個腳踏板上。這一步要求至少可以騎行3-5米的距離。2）中級前行：走到這一步，已經(jīng)基本可以正常駕駛雙輪自平衡車了。在這一步中需要注意兩個要點：保持一定的速度、通過前傾后仰來控制速度。建議在騎行過程中不斷積累經(jīng)驗，不斷練習，在比較有信心可以保持騎行很長距離以后再進行下一步。轉彎關于轉彎：初學者都喜歡以轉動上身的方法來進行轉彎，但是那樣的操作效果不好。建議通過調(diào)整左右腳踩踏的力度來調(diào)整車體的左右傾斜程度進行轉彎，通過不斷地練習，會達到所期待的轉彎效果。騎行安全至此，相信已經(jīng)學會了如何騎行雙輪自平衡車。但是還是建議一定要在逐漸了解車輛性能的基礎上，去逐漸挑戰(zhàn)沒有嘗試過的動作。雙輪自平衡車的動力是有限度的，超過限度雙輪自平衡車會無法支撐身體，導致從車上掉下來，所以務必要小心駕駛。充電.產(chǎn)品內(nèi)置一套鋰離子電池，在第一次使用本產(chǎn)品前，確保電池已充滿電.確保在干凈、干燥的環(huán)境下進行充電。充電器的電源線的一端連接交流電源插座，另一端連接雙輪自平衡車，紅色指示燈亮起表明充電正在進行。.充電過程大約為四小時，當充電器紅色指示燈變?yōu)榫G時，表明充電完成維護保養(yǎng)（一）保存.不要在潮濕的地方放置雙輪自平衡車；.當有一段時間沒有使用雙輪自平衡車時，需要定期地對設備進行充電,以免電池電量耗盡。同時電池不可被隨意拆除。（二）更換輪胎.用十字螺絲刀擰松蓋子外面的所有螺絲（包括把手上的螺絲），每一邊都有7個。.腳踏板下面的兩邊各有6個螺絲，松動電源開關另一側的六顆內(nèi)六角螺絲。注意：永遠不要擰動電源開關一側的內(nèi)六角螺栓。.當擰開這些螺絲后，將蓋子以把手為軸心翻動直至機殼不妨礙拆卸輪胎。在把手的區(qū)域有一些電線，小心取開接頭不要拉斷這些電線，就可以更換輪胎和修理內(nèi)胎了。.當修理結束后，將蓋板安裝到原來的位置，擰緊螺絲。結論本文分析了兩輪自平衡車的結構及參數(shù)，并介紹了平衡車在使用時的注意事項。采用雙輪雙軸折疊式車輪設計可以使車子行駛更穩(wěn)定，工作更可靠。本平衡車解決了解決了現(xiàn)在市面上雙輪平■衡車體積大的缺點，用兩個功率較小的驅動電機取代一個功率較大的驅動電機從而簡化公控制系統(tǒng)。使其更穩(wěn)定高效。推動了雙輪平衡車的發(fā)展。參考文獻[1]李宏偉基于神經(jīng)元的倒立擺雙閉環(huán)PID控制彈箭與制導學報2005[2]霍亮兩輪自平衡電動車的關鍵技術研究工學碩士學位論文 20069:11[3]唐春林一種全數(shù)字控制的直流伺服驅動器的設計博士專家論壇 2010[4]張偉民兩輪自平衡小車控制研究控制理論與應用 2011[5]任金星濾波器自適應滑?？刂破髟谧云胶庑≤囍械膽煤娇沼嬎慵夹g2008[6]霍亮兩輪自平衡電動車的關鍵技術 研究碩士學位論文2010[7]狄海江兩輪自平衡機器人中若干問題研究 碩士學位論文2008[8]張躍寶兩輪不穩(wěn)定小車的建模與變結構控制研究.西安電子科技大學碩士論文.2007[9]趙磊兩輪平衡車建模與系統(tǒng)設計 西南交通大學工學碩士論文 2010[10]吳廣鑫坐式兩輪自平衡車的系統(tǒng)研究 哈爾濱工程大學工學碩士2011.12致謝及聲明衷心的感謝指導老師孟俊煥副教授，在作品的完成過程中，給予了我們莫大的幫助，從課題的選擇，到作品的完成，再到作品的修改，老師陪我們度過了十幾個日日夜夜，您拿出了寶貴的休息時間，指導我們，盡心竭力的幫助我們完善作品，在此表示由衷的感謝！本人鄭重聲明：所呈現(xiàn)的說明書，是在指導老師指導下，獨立進行研究工作所得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本研究成果不包含任何他人享有著作權的內(nèi)容。對本說明書所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式表明。附錄電動機正反轉驅動程序:#include<reg52.h>unsignedchartimeri;sbitPWM=P1A2;voidsystem_Ini(){TMOD|=0x11;//PWMTH1=0xfe;//11.0592TL1=0x33;TR1=1;IE=0x8A;}main(){system_Ini();while⑴{if(timer1>100)timer1=0;if(timer1<30)PWM=0;elsePWM=1;}/*************************************}/**[ti(0.5ms)中斷]中斷中做PWM輸出1000/(0.02ms*250)=200Hz*************************************/1000/(0.02ms*250)=200Hz*voidTizd(void)interrupt3 {THi=0xfe;//11.0592TL1=0x33;timeri++;}當我被上帝造出來時，上帝問我想在人間當一個怎樣的人，我不假思索的說，我要做

一個偉大的世人皆知的人。于是，我降臨在了人間。我出生在一個官僚知識分子之家，父親在朝中做官，精讀詩書，母親知書答禮，溫柔體貼，父母給我去了一個好聽的名字：李清照。小時侯，受父母影響的我飽讀詩書，聰明伶俐，在朝中享有 神童”的稱號。小時候的我天真活潑，才思敏捷，小河畔，花叢邊撒滿了我的詩我的笑，無可置疑，小時侯的我快興盡晚回舟，誤入藕花深處。爭渡，爭渡，驚起一灘鷗鷺。 ”青春的我如同一只小鳥，自由自在，沒有約束，少女純凈的心靈常在朝陽小，流水也被自然洗禮，纖細的手指拈一束花，輕拋入水，隨波蕩漾，發(fā)髻上沾著晶瑩的露水，雙腳任水流輕撫。身影輕飄而過，留下一陣清風?？墒峭砟甑奈覅s生活在一片黑暗之中，家庭的衰敗，社會的改變，消磨著我那柔弱的心。我?guī)缀鯇ι罱^望，每天在痛苦中消磨時光，一切都好象是灰暗的。 尋尋覓覓冷冷清清凄凄慘慘戚戚”這千古疊詞句就是我當時心情的寫照。最后，香消玉殞，我在痛苦和哀怨中凄涼的死去。在天堂里，我又見到了上帝。上帝問我過的怎么樣，我搖搖頭又點點頭，我的一生有歡樂也有坎坷，有笑聲也有淚水，有鼎盛也有衰落。我始終無法客觀的評價我的一生。我原以為做一個著名的人，一生應該是被歡樂榮譽所包圍，可我發(fā)現(xiàn)我錯了。于是在下一輪回中，我選擇做一個平凡的人。我來到人間，我是一個平凡的人，我既不著名也不出眾，但我擁有一切的幸福：我有

溫馨的家，我有可親可愛的同學和老師，我每天平凡而快樂的活著，這就夠了。天兒藍藍風兒輕輕，暖和的春風帶著春的氣息吹進明亮的教室，我坐在教室的窗前，望著我擁有的一切，我甜甜的笑了。我拿起手中的筆，不禁想起曾經(jīng)作詩的李清照，我雖然沒有橫溢的才華，但我還是拿起手中的筆，用最樸實的語言，寫下了一時的感受：人生并不總是完美的，每個人都會有不如意的地方。這就需要我們靜下心來閱讀自己的人生，體會其中無盡的快樂和與眾不同。富不讀書富不久，窮不讀書終究窮。 ”為什么從古到今都那么看重有學識之人？那是因為有學識之人可以為社會做出更大的貢獻。那時因為讀書能給人帶來快樂。自從看了《丑小鴨》這篇童話之后，我變了，變得開朗起來，變得樂意同別人交往，變得自信了……因為我知道：即使現(xiàn)在我是只丑小鴨”，但只要有自信，總有一天我會變成白天鵝”的，而且會是一只世界上最美麗的 白天鵝”……我讀完了這篇美麗的童話故事，深深被丑小鴨的自信和樂觀所折服，并把故事講給了外婆聽，外婆也對童話帶給我們的深刻道理而驚訝不已。還吵著鬧著多看幾本名著。于是我給外婆又買了幾本名著故事，她起先自己讀，讀到不認識的字我就告訴她，如果這一面生字較多，我就讀給她聽整個一面。漸漸的，自己的語文閱讀能力也提高了不少，與此同時我也發(fā)現(xiàn)一個人讀書的樂趣遠不及兩個人讀的樂趣