一种滑板车转弯助力控制方法
文献发布时间：2023-06-19 16:06:26
技术领域
本发明涉及电动四轮滑板领域，具体是指一种滑板车转弯助力控制方法。
背景技术
电动滑板是以传统四轮滑板为基础，加上电力套件的交通工具。电动滑板一般分为双轮驱动或单轮驱动，最常见的传动方式分别为:轮毂电机(HUB)、以及皮带驱动，其主要电力来源为锂电池组，但是电动滑板在日常使用的过程中转向是一个需要一顶技巧的操作，传统的电动滑板车在转向时需要人的身体倾斜来提供倾角，从而实现转向，但是这种转向在面对较大弯道时需要人长时间处于倾斜状态，会比较危险和吃力，因此一种滑板车转弯助力控制方法亟待被研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种滑板车转弯助力控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种滑板车转弯助力控制方法，包括以下步骤：
S1、通过传感器测量滑板水平倾角和滑板桥的角度；
S2、通过结合加速度传感器以及转速传感器，参考轮上扭力计算滑板的估计速度；
S3、将滑板左右轮距、滑板前后桥距固定数据输入后计算出滑板的转向角和转弯半径；
S4、通过转弯半径计算出内轮距和外轮距，从而计算出左右轮的轮速；
S5、处理器通过计算得出的轮速，对左右轮进行速度调整，从而完成转弯助力。
作为改进，滑板水平倾角记作θ
tan(θ
tan(θ
tan(θ
结合可得：
x’＝y’*tan(θ
y’＝x’/tan(θ
tan(θ
所以：
x’＝tan(θ
tan(θ
tan(θ
θ
作为改进，转弯半径R，忽略板面形变以及安装误差，认为前后桥的转向角度θ
作为改进，左轮运动所过的圆的半径为R
本发明与现有技术相比的优点在于：通过检测四轮电动滑板水平倾角来计算滑板转弯半径并计算预估转向左右轮转速的方法，本方法可以用作滑板的转向辅助，也可以用作其他电动滑板自动控制算法中，可以有效的提高转弯的效率，降低滑板车的操作难度，具有很好的市场前景。
附图说明
图1是一种滑板车转弯助力控制方法的滑板桥的角度示意图。
图2是一种滑板车转弯助力控制方法的滑板水平倾角示意图。
图3是一种滑板车转弯助力控制方法的滑板的转向角示意图。
图4是一种滑板车转弯助力控制方法的转弯半径示意图。
图5是滑板桥的角度示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种滑板车转弯助力控制方法，包括以下步骤：
S1、通过传感器测量滑板水平倾角和滑板桥的角度；
S2、通过结合加速度传感器以及转速传感器，参考轮上扭力计算滑板的估计速度；
S3、将滑板左右轮距、滑板前后桥距固定数据输入后计算出滑板的转向角和转弯半径；
S4、通过转弯半径计算出内轮距和外轮距，从而计算出左右轮的轮速；
S5、处理器通过计算得出的轮速，对左右轮进行速度调整，从而完成转弯助力。
作为改进，滑板水平倾角记作θ
tan(θ
tan(θ
tan(θ
结合可得：
x’＝y’*tan(θ
y’＝x’/tan(θ
tan(θ
所以：
x’＝tan(θ
tan(θ
tan(θ
θ
作为改进，转弯半径R，忽略板面形变以及安装误差，认为前后桥的转向角度θ
作为改进，左轮运动所过的圆的半径为R
本发明的工作原理：在进入实际算法之前，我们需要建立一套坐标系，为方便分析，这里我们以滑板板面的左右方向作为Z轴，前后方向作为X轴，上下方向作为Y轴，以滑板左右两轮心连线的中点作为原点。同时我们需要知道一些滑板的数据。这些数据包括了滑板的物理构造，以及滑板的实时状态。
滑板桥的角度，也就是滑板桥的主钉在XY轴所确定平面上的垂线(即在滑板转向时桥杆的旋转轴心)与滑板板面(桥的底座)的夹角(如下图红色线条所示)，记作θ
同时由于桥杆与其旋转轴垂直，在滑板转弯时原点到轮心的连线(未转向时此连线与Z轴平行，在此平面中的投影为一个点，不存在连线)与Y轴在XY轴所确定平面的夹角将始终等于θ
通过传感器数据，所需实时数据包含：
滑板水平倾角，即原点到轮心的连线与Z轴在YZ轴所确定平面的角度(如图2中所示)，记作θ
当前速度S(驱动轮平均速度或者是防滑系统中所计算的估计速度)。
计算过程：
在实际算法中，我们首先计算原点到轮心的连线与Z轴在XZ轴所确定平面的夹角，也就是滑板的转向角，记作θ
计算过程如下
若将与直行时相比，转向时轮心在X,Y,Z轴上的移动记作x’,y’,z’,可得以下公式：
tan(θ
tan(θ
tan(θ
结合可得：
x’＝y’*tan(θ
y’＝x’/tan(θ
tan(θ
所以：
x’＝tan(θ
tan(θ
tan(θ
θ
由于θ
在算得θ
通过三角函数可求出：R＝D
最后，计算左右轮的理想速度。同样以上图所示情况举例，相对于转向圆心，左轮运动所过的圆的半径为R
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。