便携式折叠微型电动车的设计与研究

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1、硕士学位论文便携式折叠微型电动车的设计与研究作者姓名潘绍辉学科专业机械设计及理论指导教师姜立军教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月21日DesignandResearchofPortableFoldingMiniElectricScooterADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：PanShaohuiSupervisor：Prof.JianglijunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TH6学校代号：10561学号：201220101120

2、华南理工大学硕士学位论文便携式折叠微型电动车的设计与研究作者姓名：潘绍辉指导教师姓名、职称：姜立军教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械设计及理论研究方向：机械装备自动控制理论及应用论文提交日期：2015年4月21日论文答辩日期：2015年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈锦昌委员：邓学雄、陶冶、唐少辉、赖朝安华南理工大学：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体

3、，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）•，学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在____年解密后适用本授权书。El不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期

4、刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）日期：W入指导教师签名4日期作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编）:摘要微型电动车轻便灵活、价格适中，广泛应用于人们的日常生活中，是公共交通系统中理想的接驳工具。但目前市售的微型电动车受限于其体积、重量及操作方式，微型电动车的携带并不方便，并且收纳较为占空间。针对上述问题，本文首先对现有的微型电动车进行研究分析，通过对结构的设计和改进，开发了一种新型的折叠式微型电动车，以期能使用方便、携带容易和收纳后能节省空间。另外，为了使微型电动车的结构形式限制减小，本文还提

5、出利用从姿态传感器获取的姿态角信息控制微型电动车，并且将手机作为信息显示和控制交互终端。本文的主要工作有：(1)根据现有市售微型电动车的不足，设计一款可以在横向和纵向两个方向实现折叠的微型电动车，并对其进行了运动学建模；(2)根据设计的折叠式微型电动车，提出了相关的控制方法。选用合适的传感器模块并采用ArduinoNano作为控制器，开发了蓝牙通讯模块、PID控制模块、周期法测速模块、PWM脉宽调制信号生成模块和姿态读取模块，实现控制与交互；(3)采用基于互补滤波的传感器数据融合方法，获得较为准确的姿态角。分析了根据姿态角的运动控制策略，针对欧拉角在定义域边界出现的跳变现象给出解决方法，同

6、时还对在操作时候出现的失误进行分析并给出误操作判定方法；(4)选择Android手机作为信息显示终端并通过蓝牙与控制器实现数据传输，最后编写了该手机应用程序，在Android平台上实现了所述的运动控制策略。测试结果表明，通过两个方向得折叠能使得微型电动车的便携性得到提高，重量也能控制在11kg以内，同时验证了基于姿态角的运动控制方法的可行性，为微型电动车的控制方法提供了新的思路与方法。关键词：微型电动车；折叠；姿态角；Arduino；AndroidIAbstractBecauseoftheadvantagessuchasportability,flexibilityandmoderatep

7、rice,minielectricscooteriswidelyusedinpeople'sdailylife.Andthoseadvantagesalsomakeitbecomestheidealtoolintransportationtransfersystem.Currentcommerciallyavailableminielectricscooterislimitedbyitssize,weightandope