电动独轮车不倒的原理：

一方面，人能够调整重心以及车前行的方向，由于惯性，车前行方向的转变能平衡重力的侧翻力矩。还有一点很重要，高速旋转的轮子具有较大的角动量，角动量能够抵抗外力矩，就如同陀螺不倒的情况。在大学物理中，这种现象被称为进动，自转体能将外力矩的方向旋转 90 度。在这里就是轮子把侧翻力矩变成使自行车转 向的力矩。

利用电机来加强改进平衡：

在此基础上，自平衡电动独轮车进行了改进。它是靠电机驱动的，通过陀螺仪与驱动电路来控制以保持不倒。身体向前倾斜便可启动它。其速度由身体的倾斜程度来控制，想要加速就向前倾，想要减速就向后倾。抛开人的主动操控，独轮平衡车要保证正常工作，一定离不开加速度传感器和角速度传感器（陀螺仪）。

电动独轮车加速度传感器：

加速度传感器能够测量因地球引力作用或者物体运动而产生的加速度。只要测量出某一个方向上的加速度值，就能够计算出车的倾角。例如，使用 X 轴向上的加速度信号，当车直立时，将加速度器固定在 X 轴水平方向，此时输出的信号为零偏电压信号。这个加速度分量会引起该轴输出信号发生变化。

在实际车运行时，平衡车自身运动产生的加速度会产生很大干扰信号，这些干扰信号叠加到上述测量信号上，导致输出信号无法准确体现真正的倾角。所以，对于直立控制所需的姿态信息，不能仅仅依靠加速度传感器来获取。

电动独轮车的角速度传感器：

陀螺仪能够用于测量物体的旋转角速度。平衡车上安装了陀螺仪后，能够测量车倾斜的角速度。对角速度信号进行积分处理，就可以得到车的倾角。

电动独轮车的核心部件：

谈到平衡就会提及陀螺仪。陀螺仪的原理在于，当一个物体在旋转时，其旋转轴所指的方向，在未受到外力影响的情况下，是不会发生改变的。基于这个道理，人们利用它来保持方向，由此制造出来的东西被称作陀螺仪。我们骑自行车实际上也是运用了这一原理。

轮子转速越快越不易倒，原因是车轴具备保持水平的力量。陀螺仪工作时需给它施加一个力，让它快速旋转起来，通常能达到每分钟几十万转，并且可以持续工作很长时间。接着通过多种方式读取轴所指示的方向，同时自动把数据信号传输给控制系统。

加速度传感器无法单独在动态情况下获得准确、稳定的姿态，角速度传感器也无法单独在动态情况下获得准确、稳定的姿态。然而，加速度传感器在静态情况下使用效果较好，陀螺仪在动态情况下使用效果较好，这两种传感器具有互补性。此时，就需要一种算法，将这两种信号进行有效融合，以获取准确的姿态信息。

所以电动独轮平衡车主要是通过以下三部分来实现平衡的：一是控制器（智能芯片），二是姿态传感器（陀螺仪），三是执行器（电机）。驾驶者倾斜身体时，姿态传感器会输出相应的姿态信息。控制器感知到这一信息后，会命令电机向相应方向旋转。姿态传感器会按一定频率持续测量车子的姿态，并将姿态信息输出到控制器。控制器会不停地调整电机的转动方向和转速，从而保持了动态的平衡。

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