本实用新型属于无人自行车技术领域，尤其涉及一种无惯性轮的无人自行车。
背景技术：
随着科学技术的不断进步和人类生活水平的日益提高，各种无人驾驶技术的应用需求也越来越高，如无人驾驶汽车、自行车等。由于各种类型的移动机器人已经进入普通人的家庭生活和各类工业应用中，因此人们对于类似于无人自行车技术的关注度也逐渐提高。但是目前的无人自行车产品中，大多数具有较为复杂的机械结构，包含调节重心如惯性轮等结构，此类结构带来的问题是其具有较复杂的非线性系统模型，增加结构的复杂性也会给处理器等控制模块带来更大的功耗及产品成本较高等问题。
对于某些特定环境，如较狭长的空间，体积较大的移动机器人将不再能更灵活、更快捷地完成某种任务。因此近年来无人自行车技术的研究热度又在不断上升着，无人自行车与其他多轮式移动结构相比，最大的难点在于其静态不稳定而动态稳定的性质，即只有运行起来才能保持动态平衡。而当其能正常工作后，灵活性、功耗低、成本低等优点又是非常可观的。
无人自行车具有复杂的非线性控制系统，目前大多无人自行车的平衡问题，主要通过陀螺仪和加速度计等传感器模块实时检测平衡体的运动姿态，检测出平衡体的横滚角以及横滚角的角速度，然后通过控制惯性轮的旋转来改变车体向左或者向右的加速度，但是带有惯性轮的无人自行车会增加系统的复杂程度以及产品的成本。因此如何通过更简洁的机械结构以及控制思路完成对自平衡自行车的控制，是需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型根据现有技术中存在的问题，提出了一种无惯性轮结构的无人自行车，目的是使无人自行车在更简洁的机械结构、并以更低成本设计的情况下，能够实现其平衡功能，并应用到相关适合的场合。而且，传统自行车为带有车把，且车架为类似于三脚架形状的机械结构，如此结构应用到无人自行车上，无疑会增加控制前轮转向的控制驱动的负载。因此，本实用新型主车架结构为两片车框架组成，车架之间连接前轮的驱动电机，如此可以减小负载，并增加车内空间，从而更易于给其他装置预留空间。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种无惯性轮的无人自行车，包括车架、前轮和后轮。所述前轮通过前叉结构连接前驱舵机，所述前驱舵机固定安装在车架上；所述后轮通过动力传递装置连接后驱电机。
进一步，所述动力传递装置为链传动，通过齿轮和传动链的配合实现动力的传输；
进一步，所述前叉结构包括侧前叉结构和上前叉结构，所述侧前叉结构的一端通过固定片与前轮连接，另一端通过连接柱与前驱舵机的舵盘连接；
进一步，所述连接柱采用铜柱；
进一步，所述车架不设置把手。
本实用新型的有益效果：
本实用新型所提出的一种无惯性轮的无人自行车，首先，结构上与目前大多数无人自行车有所不同，采用无惯性轮结构，仅通过控制调节前轮转向来实现相关功能，如此设计可以简化系统，尤其是能够简化系统动力学模型，更易于实现无人自行车的控制。至于前轮的驱动装置，摒弃了经典的车把结构设计，对于无人自行车而言，在某些应用场合下，车把的作用并不是那么明显，而且采用无车把设计更是可以减小前驱电机的负载，从而提高控制效率。采用两片主车架共同构成自行车车体的设计，保证其内部具有足够的空间，因此可以在车架内部合理固定部分装置，也可以为以后自行车的再开发预留物理空间。此外，除了结构上的特点，本实用新型还具有开发成本较低，系统模型相对简单，易于控制等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是前驱电机固定支架；
图中，1、车架，2、前轮，3、侧前叉结构，4、上前叉结构，5、固定片，6、连接柱，7、前驱舵机，8、前驱舵机支架，9、舵盘，10、舵机支架卡口，11、后驱电机固定垫片，12、齿带，13、同步齿轮，14、后驱电机，15、底座，16、车架固定铜柱，17、固定孔，18、固定钩。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型所设计的一种无惯性轮的无人自行车包括车架1、前轮2和后轮，车架1包括左右两侧相同的2块，通过车架1上的车架固定铜柱16进行连接，形成一个完整的车身，在车架1上方设置底座15。前轮2的左右两侧通过固定片5连接侧前叉结构3的一端，侧前叉结构3的另一端设有上前叉结构4，通过上前叉结构4将两个侧前叉结构3进行连接，上前叉结构4通过铜柱与前驱舵机7的舵盘9连接，正常运转时，前驱舵机7的轴带动舵盘9、铜柱以及前叉结构同时转动。前驱舵机7通过前驱舵机支架8和舵机支架卡口10配合固定，舵机支架卡口10放置在2块完全相同的自行车车架1之间，通过前驱舵机支架8的固定钩18，钩在舵机支架卡口10处，如此可确保2块车架1与前驱舵机支架8的连接，前驱舵机支架8上设有固定孔17，通过固定孔17将前驱舵机支架8固定安装在车架1内部。
该无人自行车的同步转动装置包括后驱电机14和同步齿轮13，后驱电机14通过电机固定垫片11与车架1相连接，通过图1中电机固定垫片11中的螺孔，使得后驱电机14与电机固定垫片11相连接，后驱电机与垫片亦通过固定垫片中的螺孔整体与主车架连接。
同步齿轮13分前后两个部分，前齿轮与后驱电机14轴直接相连，后齿轮则是与后轮固定d型轴连接。齿带12连接前后两个同步齿轮，为保证齿带和齿轮能够比较契合地连接，故在固定后驱电机14时仅固定上面的螺丝孔，从而能够左右旋转后驱电机14以调节齿带12和齿轮之间的缝隙。后车轮通过d型轴、固定方片5与车架1相连接，为保证后轮在转动时与车架1产生尽可能小的转动摩擦，因此d型轴与车架1连接时以轴承为媒介间接连接。
本实用新型所设计的无惯性轮的无人自行车无需设计把手，在运动时，可以通过控制器对前驱舵机7作出控制，控制前驱舵机7左右转动从而改变车身倾斜程度，以实现平衡效果，控制后驱电机14配合车身姿态调节不同速度，带动同步传动装置进行转动，从而带动自行车前进。
在本实用新型中，无需采用惯性轮，即没有采用可调节重心结构的方案，而是通过前轮和舵机的配合实现自行车的转向，车身的姿态检测和前轮的实时调节是通过该无人自行车的主控来实现，通过对前轮左右转向的及时控制，即可调节自行车车体横向方向的加速度，从而能够实现无人自行车在结构更为简单、成本更为低廉、控制更易实现情况下的平衡功能。
以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。
1.一种无惯性轮的无人自行车，其特征在于，包括车架(1)、前轮(2)和后轮；所述前轮(2)通过前叉结构连接前驱舵机(7)，所述前驱舵机(7)固定安装在车架(1)上；所述后轮通过动力传递装置连接后驱电机(14)；车架(1)包括左右两侧相同的2块，通过车架(1)上的车架固定铜柱(16)进行连接，形成一个完整的车身，在车架(1)上方设置底座(15)；前轮(2)的左右两侧通过固定片(5)连接侧前叉结构(3)的一端，侧前叉结构(3)的另一端设有上前叉结构(4)，通过上前叉结构(4)将两个侧前叉结构(3)进行连接，上前叉结构(4)通过铜柱与前驱舵机(7)的舵盘(9)连接，正常运转时，前驱舵机(7)的轴带动舵盘(9)、铜柱以及前叉结构同时转动；前驱舵机(7)通过前驱舵机支架(8)和舵机支架卡口(10)配合固定，舵机支架卡口(10)放置在2块完全相同的自行车车架(1)之间，通过前驱舵机支架(8)的固定钩(18)，钩在舵机支架卡口(10)处，如此可确保2块车架(1)与前驱舵机支架(8)的连接，前驱舵机支架(8)上设有固定孔(17)，通过固定孔(17)将前驱舵机支架(8)固定安装在车架(1)内部。
2.根据权利要求1所述的一种无惯性轮的无人自行车，其特征在于，所述动力传递装置为链传动，通过齿轮和传动链的配合实现动力的传输。
3.根据权利要求1所述的一种无惯性轮的无人自行车，其特征在于，所述前叉结构包括侧前叉结构(3)和上前叉结构(4)，所述侧前叉结构(3)的一端通过固定片(5)与前轮(2)连接，另一端通过连接柱(6)与前驱舵机(7)的舵盘(9)连接。
4.根据权利要求3所述的一种无惯性轮的无人自行车，其特征在于，所述连接柱(6)采用铜柱。
5.根据权利要求1所述的一种无惯性轮的无人自行车，其特征在于，所述车架(1)不设置把手。
技术总结