一种电动轮滑鞋及其控制方法与流程

本发明属于电动轮滑鞋，尤其涉及一种电动轮滑鞋及其控制方法。

背景技术：

1、轮滑是人们非常喜爱的一种运动之一，但轮滑也是一种比较剧烈的运动，人们穿着轮滑运动一段时间之后就很容易感到累。申请人想到在传统的轮滑鞋上增加电机驱动轮组转动，以助力人们行走。但是如何精准的控制这样的电动轮滑鞋，使之能按照人们的运动意图以合适的速度前进，以提升人们使用轮滑鞋的体验，一直是困扰申请人的技术难题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足或缺陷，本发明提供一种控制精准的电动轮滑鞋、控制装置及其控制方法。

2、本发明提供的电动轮滑鞋控制方法，所述电动轮滑鞋包括鞋底、安装在所述鞋底的轮组、安装在所述鞋底且与所述轮组传动连接的电机，以及传感器组件，所述传感器组件至少包括惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测电动轮滑鞋在前后方向的摆动角度θ(t)，所述控制方法包括：获取所述电动轮滑鞋前后方向的摆动角度θ(t)；根据所述摆动角度θ(t)计算出电动轮滑鞋下一摆动周期的期望速度；根据所述期望速度调整所述电机的转速。

3、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法还包括如下步骤：获取所述电动轮滑鞋相对重力方向的倾角δg(t)；在根据所述期望速度调整所述电机的转速之前，根据所述电动轮滑鞋相对重力方向的倾角δg(t)校正所述期望速度。

4、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法还包括如下步骤：获取所述电机的电流i(t)；判断经过电机的电流i(t)是否大于等于预设电流i0；在经过电机的电流i(t)大于等于预设电流i0的情况下，根据电动轮滑鞋相对重力方向的倾角δg(t)校正所述电动轮滑鞋的期望速度ve。

5、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法，还包括如下步骤：获取所述电机的电流i(t)；在根据所述期望速度调整所述电机的转速之前，根据经过所述电机的电流i(t)校正所述期望速度。

6、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法还包括如下步骤：获取所述电机的实际转速ω(t)；根据所述电机的实际转速ω(t)、轮组的直径和电机的减速比计算出所述电动轮滑鞋的实际速度v(t)；在根据所述期望速度调整所述电机的转速之前，根据电动轮滑鞋的实际速度v(t)校正所述期望速度。

7、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法还包括如下步骤：获取所述电动轮滑鞋相对重力方向的倾角δg(t)；在根据电动轮滑鞋的实际速度v(t)校正所述期望速度前，根据重力方向的倾角δg(t)确定电动轮滑鞋行走路面的坡度属性，并根据路面的坡度属性确定速度校正方式。

8、可选的，根据所述期望速度调整所述电机的转速的步骤包括：获取所述电机的实际转速ω(t)；采用插值方式，使得所述电机的实际转速ω(t)逐渐朝所述电动轮滑鞋期望速度对应的期望转速调整。

9、可选的，本发明提供的电动轮滑鞋控制方法，方法还包括如下步骤：根据所述摆动角度θ(t)计算出电动轮滑鞋下一摆动周期的期望速度包括：据摆动角度θ(t)求出当前摆动周期和当前摆动周期的摆角极值，再根据当前摆动周期和当前摆动周期的摆角极值求出下一摆动周期的期望速度。

10、本发明提供的电动轮滑鞋，包括鞋底；轮组，所述轮组安装在所述鞋底；电机，所述电机安装在所述鞋底，所述电机与所述轮组传动连接以驱动所述轮组转动；传感器组件，所述传感器组件至少包括惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测电动轮滑鞋在前后方向的摆动角度θ(t)；以及

11、前述控制装置，所述控制装置分别与所述传感器组件和所述电机电连接，所述控制装置配置为实现前述方法。

12、可选的，所述传感器组件还包括倾角传感器、转速传感器和电流传感器中的至少一种，所述倾角传感器用于检测所述电动轮滑鞋相对于重力方向的倾角δg(t)，所述转速传感器用于检测所述电机的实际转速ω(t)，所述电流传感器用于检测流经所述电机的电流i(t)。

13、本发明提供的电动轮滑鞋控制方法，通过惯性测量单元检测电动轮滑鞋在前后方向的摆动角度的方式感知用户的步态，进而计算出电动轮滑鞋的下一摆动周期的期望速度，精准的推测出用户下一步的运动意图。相对传统轮滑鞋来说，无需用户的主动控制就能实现用户加速、减速和停止的运动意图，降低了用户使用电动轮滑鞋的学习成本。和平衡车相比，本发明提供的电动轮滑鞋则在上下台阶等场景下具有更强的通过性。

14、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述电动轮滑鞋包括鞋底、安装在所述鞋底的轮组、安装在所述鞋底且与所述轮组传动连接的电机，以及传感器组件，所述传感器组件至少包括惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测电动轮滑鞋在前后方向的摆动角度θ(t)，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述传感器组件还包括检测电动轮滑鞋相对重力方向倾角的倾角传感器，所述控制方法还包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述传感器组件还包括检测经过电机电流的电流传感器，所述控制方法还包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述传感器组件还包括检测经过电机电流的电流传感器，所述控制方法还包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述传感器组件还包括检测电机实际转速的转速传感器，所述控制方法还包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，所述传感器组件还包括检测电动轮滑鞋相对重力方向倾角的倾角传感器，所述控制方法还包括如下步骤：

7.根据权利要求1至6任意一项所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，根据所述期望速度调整所述电机的转速的步骤包括：

8.根据权利要求1至6任意一项所述的电动轮滑鞋控制方法，其特征在于，根据所述摆动角度θ(t)计算出电动轮滑鞋下一摆动周期的期望速度包括：据摆动角度θ(t)求出当前摆动周期和当前摆动周期的摆角极值，再根据当前摆动周期和当前摆动周期的摆角极值计算出下一摆动周期的期望速度。

9.一种电动轮滑鞋，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述传感器组件还包括倾角传感器、转速传感器和电流传感器中的至少一种，所述倾角传感器用于检测所述电动轮滑鞋相对于重力方向的倾角δg(t)，所述转速传感器用于检测所述电机的实际转速ω(t)，所述电流传感器用于检测经过所述电机的电流i(t)。

技术总结本发明提供的电动轮滑鞋控制方法中，电动轮滑鞋包括鞋底、安装在鞋底的轮组、安装在鞋底且与轮组传动连接的电机，以及传感器组件，传感器组件至少包括惯性测量单元，惯性测量单元用于检测电动轮滑鞋在前后方向的摆动角度θ(t)，控制方法包括获取电动轮滑鞋前后方向的摆动角度θ(t)；根据摆动角度θ(t)计算出电动轮滑鞋下一摆动周期的期望速度；根据期望速度调整电机的转速。本发明提供的电动轮滑鞋，通过采用惯性测量单元检测的前后摆动角度数据推算出电动轮滑鞋下一周期的期望速度，不需要进行积分运算，减少了计算量和误差累积，因而对电动轮滑鞋的转速控制更为准确。技术研发人员：陈亮,李汆汆受保护的技术使用者：苏州杰净家智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20