雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】雙輪平衡車的控制系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領域
[0002]本發(fā)明涉及電動平衡車技術(shù)領域，尤其涉及一種雙輪平衡車的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]電動平衡車，又叫體感車、思維車、攝位車等。市場上主要有獨輪和雙輪兩類。其運作原理主要是建立在一種被稱為“動態(tài)穩(wěn)定” (Dynamic Stabilizat1n)的基本原理上，利用車體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器，來檢測車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動電機進行相應的調(diào)整，以保持系統(tǒng)的平衡。是現(xiàn)代人用來作為代步工具、休閑娛樂的一種新型的綠色環(huán)保的產(chǎn)物。
[0004]目前市面上雙輪平衡車的控制系統(tǒng)運行狀態(tài)不穩(wěn)定，故障率較高，而且操控時的準確度和靈敏度都不高，導致用戶體驗不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了解決現(xiàn)有的雙輪平衡車運行不穩(wěn)定，操控的準確度和靈敏度不佳，用戶體驗不佳的問題，本發(fā)明提供了一種雙輪平衡車的控制系統(tǒng)來解決上述問題。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種雙輪平衡車的控制系統(tǒng)，包括主控制器、左電機驅(qū)動電路、左三相電機、左電流采樣電路、左姿態(tài)副控制器、左姿態(tài)傳感器、右電機驅(qū)動電路、右三相電機、右電流采樣電路、右姿態(tài)副控制器和右姿態(tài)傳感器；
所述左電機驅(qū)動電路和右電機驅(qū)動電路均為三相全橋電機驅(qū)動電路，所述左電機驅(qū)動電路的三相電流輸出端與所述左三相電機連接，所述右電機驅(qū)動電路的三相電流輸出端與所述右三相電機連接，所述左電機驅(qū)動電路的上橋臂驅(qū)動信號端和下橋臂驅(qū)動信號端與所述主控制器連接，所述右電機驅(qū)動電路的上橋臂驅(qū)動信號端和下橋臂驅(qū)動信號端與所述主控制器連接；
所述左電流采樣電路分別與所述左電機驅(qū)動電路和主控制器連接，所述右電流采樣電路分別與所述右電機驅(qū)動電路和主控制器連接；
所述左姿態(tài)副控制器分別與所述左姿態(tài)傳感器和主控制器連接，所述右姿態(tài)副控制器分別與所述右姿態(tài)傳感器和主控制器連接。
[0007]作為優(yōu)選，
所述左電流采樣電路包括左A相差分采樣電路、左B相差分采樣電路和左參考電流差分采樣電路，所述左A相差分采樣電路的兩個輸入端分別與所述左電機驅(qū)動電路的A相電流輸出端和參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接，所述左B相差分采樣電路的兩個輸入端分別與所述左電機驅(qū)動電路的B相電流輸出端和參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接，所述參考電流差分采樣電路的兩個輸入端分別與3.3V直流電源和所述左電機驅(qū)動電路的參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接；
所述右電流采樣電路包括右A相差分采樣電路、右B相差分采樣電路和右參考電流差分采樣電路，所述右A相差分采樣電路的兩個輸入端分別與所述右電機驅(qū)動電路的A相電流輸出端和參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接，所述右B相差分采樣電路的兩個輸入端分別與所述右電機驅(qū)動電路的B相電流輸出端和參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接，所述參考電流差分采樣電路的兩個輸入端分別與3.3V直流電源和所述右電機驅(qū)動電路的參考電流輸出端連接，輸出端與所述主控制器連接。
[0008]作為優(yōu)選，還包括左過流保護電路和右過流保護電路，
所述左過流保護電路包括NPN型三極管Q2L，所述三極管Q2L的基極與所述左電機驅(qū)動電路的參考電流輸出端連接，集電極分別與所述3.3V直流電源和主控制器連接，發(fā)射極接地；
所述右過流保護電路包括NPN型三極管Q2R，所述三極管Q2R的基極與所述右電機驅(qū)動電路的參考電流輸出端連接，集電極分別與所述3.3V直流電源和主控制器連接，發(fā)射極接地。
[0009 ]作為優(yōu)選，還包括左光電檢測電路和右光電檢測電路，
所述左光電檢測電路包括第一光電開關(guān)、電阻R21、電阻R22和電阻R23，所述第一光電開關(guān)的一端與所述電阻R21、電阻R22、電阻R23、接地端依次串聯(lián)，一端連接至所述電阻R22和電阻R23之間并且連接至所述左姿態(tài)副控制器，所述3.3V直流電源還連接至所述電阻R21和電阻R22之間；
所述左光電檢測電路還包括第二光電開關(guān)、電阻R24、電阻R20和電阻R19，所述第一光電開關(guān)的一端與所述電阻R24、電阻R20、電阻R19、接地端依次串聯(lián)，一端連接至所述電阻R20和電阻R19之間并且連接至所述左姿態(tài)副控制器，所述3.3V直流電源還連接至所述電阻R24和電阻R20之間。
[0010]作為優(yōu)選，還包括左燈光控制電路和右燈光控制電路，
所述左燈光控制電路包括多組第一燈光控制單元，其中一組所述第一燈光控制單元包括電阻Rll、NPN型三極管Q7和電阻R5，所述電阻Rll的一端與一個發(fā)光二極管的陰極連接，另外一端與所述三極管Q7的集電極連接，所述三極管Q7的基極的發(fā)射極接地，所述電阻R5的一端與所述三極管Q7的基極連接，另外一端與所述左姿態(tài)副控制器連接；
所述左燈光控制電路還包括多組第二燈光控制單元，其中一組所述第二燈光控制單元包括電阻R13、NPN型三極管Q9和電阻R4，所述電阻R13的一端與一個發(fā)光二極管的陰極連接，另外一端與所述三極管Q9的集電極連接，所述三極管Q9的基極的發(fā)射極接地，所述電阻R4的一端與所述三極管Q9的基極連接，另外一端與所述左姿態(tài)副控制器連接。
[0011]作為優(yōu)選，還包括聲音提示電路，所述聲音提示電路包括NPN型三極管Q70、電阻R220和二極管D6，所述三極管D70的發(fā)射極接地，集電極分別與蜂鳴器和所述二極管D6的正極連接，基極與所述電阻R220的一端連接，所述電阻R220的另外一端與所述主控制器連接，所述二極管D6的負極接12V直流電源。
[0012]作為優(yōu)選，還包括電源開關(guān)電路和電源轉(zhuǎn)換電路，
所述電源開關(guān)電路三極管Q1、三極管Q2和二極管Dl，所述三極管Ql的發(fā)射極作為輸入端與36V直流電源連接，集電極作為輸出端與所述電源轉(zhuǎn)換電路連接，基極通過電阻與所述三極管Q2的集電極連接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，基極通過電阻分別與所述二極管Dl的負極和所述主控制器連接，所述二極管Dl的正極通過電阻與電源開關(guān)連接，所述二極管的正極還通過電阻與所述36V直流電源連接，并且它們之間還串聯(lián)有電門鎖；
所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別輸出5V直流電源、3V直流電源和12V直流電源。
[0013]作為優(yōu)選，所述主控制器采用STM32F103型單片機，所述左姿態(tài)傳感器和右姿態(tài)傳感器采用MPU6050芯片，所述左姿態(tài)副控制器連接和右姿態(tài)副控制器連接均采用STM32F103型單片機。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，這種雙輪平衡車的控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，長時間運行不會出現(xiàn)故障，用戶使用時，能夠更輕松的控制車體，腿部得到車體更加精準的反饋，保證了用戶體驗和安全性能。
[0015]
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0017]圖1是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的最優(yōu)實施例的框架圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左電流采樣電路示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的右電流采樣電路示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左過流保護電路和右過流保護電路示意圖。
[0021 ]圖5是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左光電檢測電路和右光電檢測電路示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左燈光控制電路示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的聲音提示電路示意圖。
[0024]圖8是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的電源開關(guān)電路示意圖。
[0025]圖9是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)換電路示意圖。
[0026]圖10是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的主控制器及其周邊電路示意圖。
[0027]圖11是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左姿態(tài)傳感器及其周邊電路示意圖。
[0028]圖12是本發(fā)明的雙輪平衡車的控制系統(tǒng)的左姿態(tài)副控制器及其周邊電路示意圖。
[0029]
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，