平衡車平衡的原理是什麼？

當我們在駕駛平衡車的時候，平衡車的兩個輪子就代替了雙腳。與身體的平衡系統非常類似，當我們的重心前傾時，智能系統就會自動感應到，並精確地驅動輪子向前運動，以保持平衡；同樣地，當我們身體的重心後傾時，輪子就會向後運動。這套工作原理被稱為“動態平衡”原理，這也是平衡車被叫做“平衡車”的原因；有時也被叫做“體感車”，這是因為它能感應身體重心的變化，因駕駛者姿態的變化而改變行駛狀態；有時也被叫做“思維車”，這是因為它能夠智能感應重心變化、智能調整姿態和運行狀態。請關注：容濟點火器

一、電動獨輪平衡車

先來說說電動獨輪平衡車，獨輪平衡車的平衡主要靠陀螺儀與驅動電路互相配合，利用陀螺儀（包括加速度傳感器和角速度傳感器），電機啟動，身體向前傾斜就可以啟動平衡車，速度則是由身體的傾斜程度來控制的，加速則向前傾，減速則向後傾。

陀螺儀是平衡車的核心部件，其原理是這樣的，一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。騎自行車其實也是利用了這個原理，輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。這就是獨輪平衡車不會倒的原理。

獨輪車還需要一個控制器來傳達它們陀螺儀、電機驅動之間的互動，當駕駛者傾斜身體時，陀螺儀惠接受到信息，這時候就需要控制器來告訴電機驅動該如何做，像相應的方向旋轉。

控制器就是需要不停地調整電機的轉動方向和轉速，這樣就能保持我們在騎行過程中的平穩。

二、兩輪平衡車

與獨輪平衡車相比，兩輪最大的區別便是多了一個輪子和操縱桿，但它與電動自行車和摩托車車輪前後排列方式不同，而是採用兩輪並排固定的方式，就像一種兩輪平行的機器人一樣。兩輪自平衡控制系統是一種兩輪左右平行佈置的，像傳統的倒立擺一樣，本身是一個自然不穩定體，必須施加強有力的控制手段才能使之穩定。因為兩輪平衡車具有運動靈活、智能控制、操作簡單、節省能源、綠色環保、轉彎半徑為零等優點，所以它適用於在狹小空間內運行。

雙輪電動平衡車主要由兩大部分構成，一部分是雙輪電動平衡車的主體；另一部分是雙輪電動平衡車的方向控制柄。

方向控制柄就是用來控制車體運行過程中行進方向的；而雙輪電動平衡車的主體才是人們稱其為自平衡車（Self-balancing）的主因，以下將列舉雙輪電動平衡車主體的主要組成結構：

1. 控制電路板（即我們常說的主板），控制電路板又包含了傳感器模塊、運算模塊、電機控制驅動模塊；

2. 平衡感應組件（即陀螺儀，或者陀螺儀與加速度計的組合，至於為什麼會有陀螺儀與加速度計的組合，我們將會在雙輪電動平衡車工作原理一文中詳細解答）；

3. 電機，使用在雙輪電動平衡車或者獨輪電動平衡車上面的電機從功能上可以大致分為直流電機、步進電機、伺服電機；從結構上主要分為有刷電機與無刷電機（可以查閱自平衡電動車選有刷電機還是無刷電機好一文了解有刷電機與無刷電機的區別）；從平衡車電機方案上分為獨立電機加齒輪（即圖中減速箱）傳動方案與輪機一體的輪轂驅動方案。

4. 電池，目前用於平衡車中的電池以鉛酸蓄電池與鋰電池為主；

5. 其它部件，包含車廂，車輪等。

而它內置的模塊也同獨輪車相差不大，控制模塊，陀螺儀模塊及電機。兩輪自平衡控制系統是一種兩輪左右平行佈置的，靠電機發動，兩個輪子代替了你的雙腳，操控杆控制方向。

通過感應身體重心的變化來調整方向，身體前傾前進，後傾後退，站立保持平穩，這就是所謂的“動態平衡”原理。

其實整個的感覺有些像我們玩過的踩滾木遊戲，你往前傾的角度越大車速也就越快，正好可以保持平衡。

當然，平衡車內部有的不只是上文中提到的那些模塊，它有一整套的智能運行系統配合運行，讓你在行駛過程中更安全。原則上，只要打開電源且能保持足夠運作的電力，平衡車行駛過程還是很安全的，跌倒的可能性很低。

當我們在駕駛平衡車的時候，平衡車的兩個輪子就代替了雙腳。與身體的平衡系統非常類似，當我們的重心前傾時，智能系統就會自動感應到，並精確地驅動輪子向前運動，以保持平衡；同樣地，當我們身體的重心後傾時，輪子就會向後運動。　　　　

這套工作原理被稱為“動態平衡”原理，這也是平衡車被叫做“平衡車”的原因；有時也被叫做“體感車”，這是因為它能感應身體重心的變化，因駕駛者姿態的變化而改變行駛狀態；有時也被叫做“思維車”，這是因為它能夠智能感應重心變化、智能調整姿態和運行狀態。

農地圈問答團隊：董金平