两轮自平衡电动车

平衡车介绍

概述

编辑

随着人们环保意识的加强，电动车的数量与日俱增。与此同时，科学家经过潜心的研

究，终于开发出新款两轮电动平衡车。两轮电动平衡车是一种新型的交通工具，它与电动自

行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用

两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角

度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加

速、减速、停止等动作。[1]

技术原理

编辑

运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上，

也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-StateGyroscopes）来

判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达

来做到平衡的效果。

技术特点

编辑

1、左右两轮电动车，独特的平衡设计方案。

2、集“嵌入式+工业设计+艺术设计”的产品集成创新技术，以嵌入式技术提升产品的内

在智能化，以适应当代产品数字化、智能化的趋势，实现由内而外的创新。

3、产品信息建模，建立一套既包含产品形状特征，也包含用户认知意象的心理特征体

系，并在此基础上进一步开发以用户对产品的最终要求驱动的产品生成系统。

功能配置

编辑

代步出行

代步是电动平衡车以及同类型产品具有的物理特性，时速最高可达20km，单次充电可

完成20-70km的续航里

程。

移动视频

电动平衡车可以与手机、DV、相机等设备结合，利用其自动行走功能，成为移动拍摄

平台。

APP应用

电动平衡车可以与手机互联，通过手机APP，可以实时了解体感车的行驶、售后信息，

同时，APP还可以实现交友、分享等功能，同时还具有蓝牙配置功能，通过手机蓝牙来控

制车子。

蓝牙音箱

配备蓝牙音箱，通过手机蓝牙播放音乐，成为移动音乐平台。产品特色

电力驱动，噪音小：电动平衡车采用锂电池组作为动力来源，实现了碳的零排放，并

采用了动力转换技术，能够在下坡行驶的过程中自动为锂电池组进行充电，使电能与动能可

以循环利用，同时由于改良了电机性能，所以电动平衡车的噪音非常小。

体积小，重量轻：两双拖鞋大小的垂直投影面积，占地空间小，并且把手可以快速拆

卸。电动平衡车整车重量在15kg左右，同时车体配有提拉杆，便于搬运携带。

站立式驾驶：电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆控制车体运行。

同时可以使用配件中

的短把手，用小腿控制车体运动，解放双手。

特点

两轮自平衡电动车在设计上主要有以下几个特点：

绿色环保。电动车采用蓄电池供电，对环境完全无污染，绝对绿色环保，并可以反复

充电使用。而且电动机的运行效率高，噪声低效率高，因此既降低了噪声污染，也节约了能

源。[1]

转弯半径很小，基本接近0。这样就非常适合在小空间范围内使用。比如：大型商场、

羊肠小道、人才市场、车间等。[1]

无刹车系统，由陀螺仪检测角速度信号，加速度计检测角度信号，然后融合得到两轮

电动平衡车的精确角度信号，最后传输到单片机，让单片机的PWM模块控制两轮电动平

衡车的电机正反转。这样既避免了能源浪费，又可以避免对刹车片的磨损。传统汽车还可能

出现刹车不灵的时候，这种情况在两轮电动平衡车上完全不用担心。[1]

控制极其方便，仅通过身体的前后倾斜就可以改变两轮电动平衡车的前进后退以及运

行速度，比传统的汽车方便灵活的多。

在现实生活中两轮电动平衡车已被采用在一些特殊行业，像2008年奥运会期间行驶

在北京街头的“赛格威”。当民警遇到可疑情况时候，就可以非常迅速做出反应，从而有效的

提高工作效率。[1]

驾驶方法

编辑

类似人体自身的平衡系统，当身体重心前倾时，为了保证平衡，需要往前走，重心后

倾时同理。同时，电动平衡车的转向由把手握及伸缩杆来实现，摆动把手握会连带着伸缩杆

使车辆左右两个车轮产生转速差（例如伸缩杆向左摆动时，右轮的转速会比左轮快），达到

转向的效果。

车辆的能量来源是一个锂电池组，单次充电可保证20-70km的续航里程和20km的最

高时速。在骑行时，将方向操纵杆指向需要前进的方向，车体将会朝着指向的方向行驶。当

方向操纵杆处于车体正中间位置时，系统将朝正前方行驶。当转方向操纵杆时，系统会相应

地控制左右两边的速度差，实现转向，让身体跟随方向操纵杆倾斜的方向倾斜，将会获得更

好的转向体验。

突破性的垂直转向设计，颠覆传统的驾驭方式，更符合人体的操作习惯。

注意事项

编辑

•在驾驶电动平衡车之前，需要检查智能平衡车的各部件是否安装牢固，无损坏。

•需要找一块较为空旷平坦的场地进行驾驶练习，至少是4m*4m的面积，室

内外均可。

•需要对周围驾驶环境进行充分的了解；确保不会受到汽车，行人，宠物，自行

车及其他障碍物的干扰。

•需要一个熟练的助手在旁边；该助手需要能熟练操作电动平衡车以及熟知了驾

驶手册中的所有注意事项和驾驶方法。

•不能在光滑、湿滑的场地上试车。

•需要戴上安全头盔以及护具以避免可能的伤害。

•扭动方向操纵杆上的高度调节钮调整方向操纵杆到您觉得合适的高度，以确保

您可以舒适的握住把手。

国内外研究现状对比

编辑

早在1985年，日本的山藤一雄教授就提出了两轮电动平衡小车的模型。只不过当时，

他提出的两轮电动小车模型只能做直线运动。

21世纪初，随着各个国家对两轮电动平衡小车的不断研究，该项目已成为全球机器人

控制技术的研究热点之一。在这方面做的好的主要有美国、日本、瑞士和法国。[1]

2001年美国著名科学家迪恩卡门（DeanKamen）发明了一种方便快捷的新型交通工

具——两轮电动平衡车“赛格威”。

在这之后，赛格威还受到了美国军队的青睐，它开始由民用走向军用。

2002年，瑞士联邦工业大学的富力克斯研究出了可以用遥控器遥控的两轮自平衡机器

人乔伊，它的速度最快可达到1.5m/s，在我们后期的项目制作中，也采用了此遥控技术，

利用nRF2401进行远程控制，空旷地带，最远可以遥控到50米。[1]

2003，美国的安德森等人研究出了非凡的两轮电动平衡车，不仅能在平坦的公路上行

走，而且可以适应崎岖的山路，该项发明于2003年5月被美国太空总署评为季度最佳机器

人。

2005年，日本的村田发布了“村田顽童”自行车机器人，这次有了一个质的飞跃，由于

它的技术突破，2006年被美国《时代周刊》评为年度最佳发明之一。同时受到了全世界的

高度关注。本项目中用到的陀螺仪就是日本村田的ENC-03MB。[1]

国内关于两轮电动平衡小车的研究处于起步阶段，主要有清华大学、西北工业大学、

湖南大学、乐山师范学院等各大院校。目前清华大学主导的全国大学生智能车竞赛就是基于

两轮电动平衡车的研究，该项目得到了飞思卡尔半导体、国家教育部等的大力支持。[1]

我国平衡车发展所面临的问题

平衡车整体研发力度不足，产品不够创新

我国还是一个科技力量、创新意识较为薄弱的国家，平衡车行业由于生产设备较为落

后，在平衡车新品研究投入资金不足，研发力度不够，因此创新能力较低。与西方发达国家

相比，我国在平衡车研制方面明显存在着区别，并且核心技术掌握在国外企业手中。尽管目

前我国平衡车市场有很多的国内品牌，但是能够真正地技术过关、创新发展的品牌并不多。

平衡车企业数量众多，质量参差不齐[2]

国内的创业者对平衡车进行了重新定位，使体型小巧、便于携带的平衡车重新进入大

家的视线，平衡车行业也随之兴起。很多小工厂，雇佣廉价的劳动力，并以一些廉价的甚至

是不合格的零部配件为材料，组装成质量有问题的平衡车。小本投资的老板会通过网页加盟

招商招代理，或者通过微商，形成系统的营销网络。因此在淘宝、京东上搜索时，会出现大

量的低价平衡车以及数以百计的品牌，让消费者无从下手。[2]

我国人们安全意识薄弱，相关法律法规不够完善

多数人眼里的自平衡电动车应该是比较具有挑战性的，怕使用过程中或是上街会有安

全问题，所以可以在高校中开展一个安全讲座时必要的，这样可以让消费者放心选择租用。

标准《道路车辆分类管理与代码》的滞后导致新型代步工具技术上归类不清，其他类型市场

需求潜力巨大的轻型电动车也无法获得上路权。正是这种尴尬地位导致企业为了获得上路

权，想方设法向电动自行车国家标准靠拢，将许多其他类型的轻型电动车产品冠上“电动自

行车”的名称，鱼目混珠。同时交通安全的法律法规不完善，平衡车上路存在大量安全隐患。

[2]

初期扩展市场比较困难

平衡车进入国内市场缺乏市场基础，初期扩展市场还是存在很大困难的。一方面是认

知，很多人不知道不了解平衡车，它与传统交通工具有着根本的区别，大家固有思想的转变

以及对于新事物的接受需要很长的一段时间。另一方面就是价格，由于平衡车在前期定位不

清，导致价格昂贵，尽管现在价格有所下降，但相对于自行车和电动车来说还是有点小贵。

很多人不愿意花费1999元甚至更好的价格去购买一个自己不熟悉的东西。[2]

发展前景

生活是向着智能化，便捷化的方向发展，独轮自平衡车符合这个趋势，顺应了时代的

潮流，有着良好的发展前景。平衡车相对于其他交通工具最独特的特点是节能环保。如今全

球变暖将给地球带来灭顶之灾，而气温变暖的罪魁祸首之一，就是工业废气的大量排放。交

通工具中的汽车尾气废气的排放也是重要原因之一。当今世界的另一个危机就是能源危机，

节能环保交通工具取代传统是必然趋势，为平衡车的发展提供了广阔的发展空间。组建相关

俱乐部，并不断壮大智能代步机适用人群，以学生为首要发展人群，进一步拓宽年龄层次，

促进智能代步时代的到来。[2]

和素质拓展相关企业进行合作，使用智能代步机创立一个新项目，作为新式健身器材

锻炼平衡性发展警用型设备，在原有基础上进行合理的优化和设计，更适用于道路交通防治

工作的代步。发展广告刷街业务，告别原有的大型机动车辆配合喇叭等扩音器材的污染扰民

式宣传，主动联系有相关需求的商家厂家，发展环保时尚营销。占据飞机场亦或是大型高尔

夫球场等市场，不断挖掘智能代步机的“用武之地”，引领便携高效生活。因此，应该尽快修

订《道路车辆分类管理与代码》国家标准并制订急需标准和完善现有标准，为产业发展铺平

道路。完善相关的交通法规，为平衡车上路提供保障。