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悬浮滑板（Hoverboard）的概念源于一部电影《回到未来2》，主角马蒂·迈克菲（Marty McFly）去到了未来世界，发现未来的孩子们都站在一个没有轮子的悬浮平台上移动。尽管目前的自平衡踏板车并不能真的悬浮（hover），人们还是用Hoverboard这个名字称呼它，因为它听上十分通俗易懂，而且还非常酷炫。在国内，它也被叫做自平衡电动车。 自平衡电动车有很多款式，下图示为双轮自平衡电动车。 近几年，这种新型踏板车在国内十分热门。在街上，你不时可以看到身边划过的人，他们站在奇形怪状可以移动的工具上，只留下潇洒的背影。对于懒人一族来说，它真是是神奇的发明，占地小，移动快，价格比起同类型代步工具也不太贵。如果你也想在今年给自己买一个作为礼物，可一定要考虑考虑，最起码得知道它是如何工作的。 电动平衡车分类 目前的电动平衡车大致可以分为独轮、两轮和四轮三种类型，但不同厂家所设计出来的产品确实多种多样。 独轮平衡车有冲浪板式、滑板式、踏板式。滑板式独轮平衡车一般来说比踏板式要难些。 两轮平衡车有带把的和不带把的，带把的需要利用把手进行方向的调节，不带把的需要利用身体进行调节控制。 四轮平衡车常见类型就是花瓣，一般需要搭配遥控器进行使用。 三种电动平衡车的差异除了外观设计的不同，在电池容量和可续航能力上也是一个最为明显的区别。作为消耗品，大部分电动平衡车可以自己更换电池或是安装第二块电池，但普遍电池价格较高。
了解了电动平衡车有这么多种类，那么它们的工作原理都是怎么样的呢？ 电动平衡车工作原理 1.电动独轮车 从简化的模型来看，电动独轮车的工作流程分为一个原理、三个核心和五大部分。 电动独轮车主要有控制器(或称作智能芯片、固件)、陀螺仪(或称作姿态传感器、角速度传感器)、电机(执行器)三个核心部件。 根据目前流传比较广泛的文献来看，电动独轮车的运行原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。这个所谓的“动态稳定”也并不是什么新的理论，尽管这个理论本身还在不断完善，但是不影响它的实际应用，比如你骑自行车，其实越慢越不好稳定骑行。 用更简易的不精确的语言来示意一下：当人体(1)倾斜身体时，陀螺仪(2)检测并输出相应姿态信息，控制器(3)得到到这个信息后，命令电机(4)向相应方向旋转，从而带动独轮车的(5)运动，这样完成一个周期。陀螺仪按一定频率不停地检测车子姿态，并输出姿态信息到控制器，控制器不停地调整电机的转速，这样就保持了一个动态的平衡。 那么这五个部分当中，最核心的三个部件陀螺仪(2)、控制器(3)和电机(4)恰好是最不容易出问题的，验证方法很简单，你摔车以后重新开机，如果这三部分出问题了，你根本不能重新启用该独轮车。 这个示意图当中，独轮车(5)其实是包含核心部件以及配件的整体，可能出问题的地方就是电池或者各种接线了，最有可能出现问题的恰恰是人(1)本身，人在知道基本原理的情况下骑行最为重要。 陀螺仪的原理： 下面分析一下陀螺仪(2)的基本原理：一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。所以螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。 陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。 以下图为例：
第一个图是车体水平时候的状态，陀螺仪检测水平状态;第二个图是通过人体前倾达到前脚掌用力压住踏板，导致车体前倾状态，陀螺仪检测到有角速度变化。这时候陀螺仪会给控制器发出姿态变化信息，控制器驱动电机旋转，通过车轮的旋转试图让车体回归水平状态(第一个图)，这样车体实现了前进。 如果不断的让踏板前倾，就是所谓的压板，车体就实现了加速前进。但是，如果人体前倾角度很大，导致人的重心移出脚踏板之外，脚踏板没有外力时，车体迅速达到了水平状态，陀螺仪检测车体姿态水平，控制器就不再需要让电机旋转了，车体只能依靠惯性前进。这时候你想想什么事情会发生呢?急加速扑街!如果在起步阶段，车速很小，这个还算能够避免，但是如果在正常骑行中，人来不及跑出去，必定会趴在地上;而且由于车的惯性，人并不是直接扑到，而是前进一段才会扑街。所以这种情况下，扑街的人往往觉得是车子突然失去平衡(俗称“软板”)。哪里是突然失去平衡?分明是你自己控制的结果，三大核心部件都在毫无差错的正常工作，你唯一能做的就是不要急加速。
至于减速和拐弯，基本原理类似，所以不再重复描述，结论当然是不能急减速和急拐弯。 控制机的原理： 下面分析一下控制机(3)的基本原理：控制器本质上是写到主板上的一段程序，也就是说它本质上是软件。既然是软件，很多厂商就利用手机不断升级它，以消除部分BUG。很多车友关心车体最大速度问题，控制器得到速度传感器返回的速度到极值时候，会通过翘板、蜂鸣器报警等方式提醒骑行者。有些车友通过破解固件或者更换主板的方式，达到提高极值的目地，这样做就是图一时痛快，随时会面临扑街之痛，因为固件要与电机等其他部分配合才能正常使用。 电机的原理： 下面分析一下电机(4)的基本原理：车友最关注的参数是电机功率，单看这个参数，肯定是越大越好，但是电机功率越大，意味着重量越重，当然成本也越高。关于电机额定功率(实际能够输出的最大功率)，如果需要的功率大于电机的额定功率，电机达不到这么大功率，那就会引起断电。高中电学有一个公式 P=UI(功率=电压×电流)，每节18650电池能够提供的电压3.7V-4.2V，功率越大需要输出的电流越大，但显然电池的放电电流也是有限值，尤其车子骑过一段时间后电压降低，最终能够达到的功率会越来越小，所以你也能知道为什么很多平衡车电量降低后没怎么加速就滴滴报警了(俗称“功率报警”)，这时候你还企图加速，那只有断电的唯一选择。高中力学有一个公式 P=Fv=mav(功率=质量×加速度×速度)，质量、加速度、速度，任何一个变量太大都会导致输出功率太大，也就说明了为什么同一台车子，瘦子反而比胖子骑行更安全，这里不是歧视胖子朋友，毕竟体重大还严重影响续航呢。这同时也说明速度过快可能断电，而且加速度太大(急加速)也可能会断电。 2.两轮电动平衡车工作原理 或许很多人还不太了解双轮电动平衡车的结构，不过不用担心，接下来让我们来用一张图清晰简洁的解析双轮电动平衡车结构。 现在市面上常见的平衡车分为双轮电动平衡车和独轮电动平衡车两种类型，在外观上，两者具有天壤之别，但实际上他们的核心工作原理是一样的。用一张双轮电动平衡车的结构图来揭开双轮电动平衡车的结构秘密，现在开始吧。 双轮电动平衡车结构图 双轮电动平衡车主要由两大部分构成，一部分是双轮电动平衡车的主体；另一部分是双轮电动平衡车的方向控制柄。 方向控制柄就是用来控制车体运行过程中行进方向的；而双轮电动平衡车的主体才是人们称其为自平衡车（Self-balancing）的主因，以下将列举双轮电动平衡车主体的主要组成结构： 1. 控制电路板（即我们常说的主板），控制电路板又包含了传感器模块、运算模块、电机控制驱动模块； 2. 平衡感应组件（即陀螺仪，或者陀螺仪与加速度计的组合，至于为什么会有陀螺仪与加速度计的组合，我们将会在双轮电动平衡车工作原理一文中详细解答）； 3. 电机，使用在双轮电动平衡车或者独轮电动平衡车上面的电机从功能上可以大致分为直流电机、步进电机、伺服电机；从结构上主要分为有刷电机与无刷电机（可以查阅自平衡电动车选有刷电机还是无刷电机好一文了解有刷电机与无刷电机的区别）；从平衡车电机方案上分为独立电机加齿轮（即图中减速箱）传动方案与轮机一体的轮毂驱动方案。本文中如上图平衡车采用的是独立电机加齿轮传动方案； 4. 电池，目前用于平衡车中的电池以铅酸蓄电池与锂电池为主； 5. 其它部件，包含车厢，车轮等。 电动平衡车如此热门，自然少不了各大厂商来分这杯羹。 电动平衡车目前有哪些厂商和代表产品呢？ 电动平衡车行业代表产品 1.Ninebot ONE九号机器人 Ninebot是平衡车中比较有名的品牌，因为前不久它才因为收购了平衡车的始祖赛格威而声名赫赫。作为一款智能的单轮车，它的性价比是比较高的，七彩的灯光让它注定是一款耀眼的产品！
2.Airwheel爱尔威火星车X3 爱尔威也是一个平衡车行业中不错的品牌，这款Airwheel火星车X3，价格比较便宜，就是造型相对来说，没有ninebot那么好看炫酷。
3.乐行天下V3C独轮车 当初小米希望收购乐行，结果被乐行拒绝。这样一个高傲的平衡车品牌，凭借着成熟的技术，确实在平衡车领域很有前景。乐行的平衡车在做工方面和技术方面都无需置疑。
4.飞轮威尔 飞轮威尔，即F-WHEEL智能自平衡独轮车，又称思维车。是国际著名平衡车品牌，它轻巧方便，只有9.6千克，采用锂电池驱动，环保无污染，是城市短途代步的最佳工具。也可以作为商业演出、健身、娱乐、旅行等工具。深受国内外青年的喜爱。飞轮威尔电动独轮车采用了自主研发的道路，具有国际先进水平的自平衡技术，现已成为性价比超高的一款平衡车。
5.IPS i系列独轮车 IPS是一家有自主研发能力的平衡车品牌，这款产品的性价比比较高，适合想要尝鲜，尝试平衡车的人，把它当做入门级的平衡车再适合不过了！
6.米家九号平衡车Plus 6月28号，小米小米旗下智能家居品牌米家在北京召开发布会，发布了一款重量级的产品米家九号平衡车Plus。九号平衡车Plus的硬件升级被称为“从轿车升级为国人更喜欢的SUV”，它在“智能跟随、更长续航、更在载重”等方面都进行了升级。
随着电动平衡车的流行，随之而来的危险事例也不断发生。 电动平衡车，它们有罪吗？ 客观上来说，在我国，自平衡电动车还只是热门而小众的工具，但在有些国家，出于交通秩序和安全隐患的原因，它的发展已经进入另一个阶段，它冬天也许马上就要来临。 纽约市警察局在公众账号上宣布骑行类似电动车是违法的，并警告人们如果在街上被抓到使用，将会被处以罚款或其他处罚。 英国也采取了类似的措施：自平衡电动车以及其他电动运输车禁止在道路两边使用。这个禁止令来自1835年发布的号高速公路法案。在英国，在道路上行驶的车都要求登记。但不幸的是，自平衡电动车不能被登记，所以你也不能在路上合法使用它。 纽约和英国都采取了相似的法律去禁止它在公共场合的使用。理由是自平衡电动车使用者如果在人行道上使用，会扰乱正常的交通秩序，这点与自行车和其他大型设备类似。简而言之，如果你在纽约或英国买了代步器，你基本就只能在私人场地里装酷了。 劣质代步器引发的事故造成人员伤亡。 为什么会爆炸呢？ 在网上流传出越来越多自平衡电动车出事故的视频，大家对这种新型的交通工具的安全性的关注度也越来越高。从极端的安全事故的例子来看，有些价格便宜的自平衡电动车甚至引发了爆炸和起火。这些惨剧也迫使亚马逊停售特殊型号的电动车。 大多数情况下，爆炸是因为它装错了电池。 市场上，电池的价格分级严重，质量也层次不齐。在亚马逊出于安全的考虑停售前，你可以在上面找到300到700美元不等的设备，或更贵的，比如PunkeeDuck，1500美元。 价格便宜的设备，质量上当然不能像贵的一样有保证。Buzzfeed就曾报道过，在中国，自平衡电动车快速流行，但相关生产工厂的质量管理和监控却严重滞后，有些产品甚至没有质量检测就拿到市场上去卖。 电池爆炸实际上对电子产品的消费者来说不陌生，手机、电脑、电动车等其他电子产品经常有电池爆炸的报道。事故大多数是因为这些设备内的散热系统和冷却部件不足以使其在安全的温度范围内运转。拿像自平衡电动车这样的设备来说，电池体积大、功率强，一旦燃烧起来，甚至可以烧毁房屋。 在解决堵车、路程不远不近等问题上，电动平衡车确实给我们的生活带来了很多方便。但在其大多存在安全风险方面，又让厂家和用户都很无奈。关于未来如何解决这些问题，大概是每个生产厂家应该关注的问题。 特别推荐
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