電動平衡車的電機測溫裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動平衡車的電機測溫裝置，包括單片機U1、電阻R1、電阻R2、電容C1和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元；所述電阻R1的一端與供電電源連接，另一端與電阻R2的一端電連接，電阻R2的另一端同時與電容C1的一端和單片機U1相應的IO口連接，電容C1的另一端接地；所述測溫單元的兩端分別與電阻R1的另一端和電容C1的一端電連接，所述測溫單元由如下三種測溫結構中的一種所構成的測溫單元：第一種結構的測溫單元包括溫度傳感器T；第二種結構的測溫單元包括串聯(lián)的二極管；第三種結構的測溫單元包括串聯(lián)的三極管。本實用新型能實時監(jiān)測電機內(nèi)部溫度，使得高溫電氣安全性能高，提高使用安全。
【專利說明】
電動平衡車的電機測溫裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種測溫裝置，具體涉及一種電動平衡車的電機測溫裝置。
【背景技術】
[0002]電動平衡車，又稱“扭扭車”或“體感車”，是近年來逐漸流行的一種新型綠色環(huán)保代步工具。但伴隨著全球市場的完善、擴大，技術不斷成熟的同時，電動平衡車使用安全事故也時有發(fā)生。比如英國，美國的平衡車高溫爆炸事故，國內(nèi)平衡車騎行過程中突然斷電引發(fā)的安全使用問題。大眾對扭扭車的電氣安全性，可靠性，以及生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品檢測手段提出了更高的要求。目前在技術上對扭扭車電機內(nèi)部溫度的檢測手段比較單一，高溫電氣的安全性能不高。
[0003]目前電動平衡車的電機上使用的高溫檢測手段為內(nèi)置溫度開關。一旦電機內(nèi)部溫度達到溫度開關閾值，切斷霍爾器件輸出，電機停止，達到保護目的。該種結構的溫度開關是一種用雙金屬片作為感溫元件的溫度開關，電器在正常工作時，雙金屬片處于自由狀態(tài)，觸點處于閉合/斷開狀態(tài)，當溫度升高至動作溫度值時，雙金屬元件受熱產(chǎn)生內(nèi)應力而迅速動作，打開/閉合觸點，切斷/接通電路，從而起到熱保護作用。
[0004]上述的電機內(nèi)部溫度的檢測手段具有一定的缺點:
[0005]第一、由于電機內(nèi)部無溫度信號引出，無法實時監(jiān)測扭扭車的電機內(nèi)部溫度，實現(xiàn)溫度監(jiān)測。溫度開關在電機內(nèi)部和霍爾器件串聯(lián)，外部控制部分無法檢測電機溫度，形成反饋。
[0006]第二、在溫度開關動作的保護瞬間，電機會急停，易發(fā)生安全事故。如果在高速下行駛，在溫度過高的情況下電機出現(xiàn)急停，易傷害到產(chǎn)品使用者。
[0007]第三、批量生產(chǎn)電機溫度測試比較困難。即扭扭車生產(chǎn)廠家需在較高溫度下測試其溫度開關可靠性，增加檢測成本和難度。
[0008]第四、溫度開關的溫度保護范圍小。目前應用到扭扭車上的溫度開關一般在0~130°C范圍以內(nèi)。
[0009]第五、保護值的更改不靈活，需要重新選配電機。
[0010]第六、維護成本偏高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的是:提供一種能實時監(jiān)測電機內(nèi)部溫度，使得高溫電氣安全性能高，提高使用安全的電動平衡車的電機測溫裝置，以克服現(xiàn)有技術的不足。
[0012]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是:一種電動平衡車的電機測溫裝置，包括單片機U1、電阻R1、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元;所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地；
[0013]所述測溫單元由如下三種測溫結構中的一種所構成的測溫單元:
[0014]第一種結構的測溫單元，包括溫度傳感器T，所述溫度傳感器T的一端與電阻Rl的另一端電連接，溫度傳感器T的另一端和電容Cl的另一端電連接；
[0015]第二種結構的測溫單元，包括串聯(lián)的二極管Dl、二極管D2和二極管D3，由所述二極管Dl、二極管D2和二極管D3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接；
[0016]第三種結構的測溫單元，包括串聯(lián)的三極管Q1、三極管Q2和三極管Q3，由所述三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接。
[0017]在上述技術方案中，在第一種結構的測溫單元中，所述溫度傳感器T是熱敏電阻、或者是熱電偶、或者是鉑電阻。
[0018]在上述技術方案中，在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的集電極電連接，三極管Ql的發(fā)射極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的發(fā)射極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的發(fā)射極與電容Cl的另一端電連接。
[0019]在上述技術方案中，在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的發(fā)射極電連接，三極管Ql的集電極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的集電極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的集電極與電容Cl的另一端電連接。
[0020]在上述技術方案中，在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的發(fā)射極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的集電極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的集電極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的集電極和電容Cl的另一端電連接。
[0021]在上述技術方案中，在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的集電極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的發(fā)射極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的發(fā)射極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的發(fā)射極和電容Cl的另一端電連接。
[0022]本實用新型所具有的積極效果是:采用本實用新型的電動平衡車的電機測溫裝置后，由于本實用新型包括單片機U1、電阻R1、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元;所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地;所述測溫單元由如下三種測溫結構中的一種所構成的測溫單元:第一種結構的測溫單元是通過溫度傳感器檢測并輸出電機內(nèi)部實時溫度，即包括溫度傳感器T，所述溫度傳感器T的一端與電阻Rl的另一端電連接，溫度傳感器T的另一端和電容Cl的另一端電連接;第二種結構的測溫單元是采用二極管管壓降的結構實時檢測并輸出電機內(nèi)部實時溫度，即包括串聯(lián)的二極管D1、二極管D2和二極管D3，由所述二極管D1、二極管D2和二極管D3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接;第三種結構的測溫單元是采用三極管串聯(lián)結構實時檢測并輸出電機內(nèi)部實時溫度，即包括串聯(lián)的三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3，由所述三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接;本實用新型具有的優(yōu)點是:第一、由于電動平衡車的電機上設有測溫單元，這樣電機內(nèi)部就能引出溫度信號，就能夠實時監(jiān)測到的電機內(nèi)部溫度，實現(xiàn)溫度值實時輸出。溫度開關在電機內(nèi)部和霍爾器件串聯(lián)，外部控制部分無法檢測電機溫度，形成反饋。第二、所述單片機Ul根據(jù)測溫單元監(jiān)測到的電機內(nèi)部的實時溫度，輸出不同的控制信號控制電機相應的動作，避免了已有技術中在溫度開關動作的保護瞬間，電機會急停，易發(fā)生安全事故等情況。第三、提高了本實用新型的高溫電氣安全性能，確保了使用者的使用安全。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型第一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0024]圖2是本實用新型第二種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0025]圖3是本實用新型第三種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0026]圖4是本實用新型第四種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0027]圖5是本實用新型第五種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0028]圖6是本實用新型第六種【具體實施方式】的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖以及給出的實施例，對本實用新型作進一步的說明，但并不局限于此。
[0030]實施例1
[0031]如圖1所示，一種電動平衡車的電機測溫裝置，包括單片機Ul、電阻Rl、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元I;所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地；
[0032]所述測溫單元I包括溫度傳感器T，所述溫度傳感器T的一端與電阻Rl的另一端電連接，溫度傳感器T的另一端和電容Cl的另一端電連接；
[0033]本實用新型所述溫度傳感器T是熱敏電阻、或者是熱電偶、或者是鉑電阻。
[0034]如圖1所示為通過熱敏電阻進行電機溫度采集，將熱敏電阻安裝在電動平衡車的電機的定子上，這樣，熱敏電阻能夠檢測并輸出電壓信號，經(jīng)電阻R2和電容Cl濾波后送給單片機Ul處理，利用所使用的熱敏電阻溫度特性曲線，建立對應得溫度-電阻關系。
[0035]實施例2
[0036]如圖2所示，一種電動平衡車的電機測溫裝置，包括單片機Ul、電阻Rl、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元I;所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地；
[0037]所述測溫單元I包括串聯(lián)的二極管D1、二極管D2和二極管D3，由所述二極管Dl、二極管D2和二極管D3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接。
[0038]如圖2所示，利用二極管正向導通壓降溫度特性實現(xiàn)溫度采集。由二極管D1、二極管D2和二極管D3構成的二極管串聯(lián)電路實現(xiàn)放大溫度變化引起的電壓差，提高采樣靈敏度。所述電阻R2和電容Cl實現(xiàn)采樣信號的濾波。所述電阻Rl為上拉電阻，用于分壓為二極管產(chǎn)生驅動電流。
[0039]實施例3
[0040]一種電動平衡車的電機測溫裝置，包括單片機Ul、電阻Rl、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元I ；所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地；
[0041 ] 所述測溫單元I包括串聯(lián)的三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3，由所述三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接。
[0042]如圖3所示，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的集電極電連接，三極管Ql的發(fā)射極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的發(fā)射極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的發(fā)射極與電容Cl的另一端電連接。
[0043]如圖4所示，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的發(fā)射極電連接，三極管Ql的集電極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的集電極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的集電極與電容Cl的另一端電連接。
[0044]如圖5所示，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的發(fā)射極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的集電極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的集電極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的集電極和電容Cl的另一端電連接。
[0045]如圖6所示，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的集電極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的發(fā)射極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的發(fā)射極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的發(fā)射極和電容Cl的另一端電連接。
[0046]如圖3、4所示，所述測溫單元I中的三極管為NPN型三極管，如圖5、6所示，所述測溫單元I中的三極管為PNP型三極管，實施例3中的測溫單元I安裝在電動平衡車的電機的定子三相勵磁繞組表面，實現(xiàn)連續(xù)輸出電壓信號。電阻R2和電容Cl實現(xiàn)采樣信號的濾波。所述電阻Rl為上拉電阻，用于為三極管產(chǎn)生驅動電流。
[0047]本實用新型的實施例2和實施例3均是利用PN結的溫度電壓曲線來實現(xiàn)溫度檢測。溫度升高時，二極管的正向壓降將減小，每增加l°c，正向壓降大約減小2mV，即具有負的溫度系數(shù)。根據(jù)所使用的三極管特性，通過實驗測量得出其溫度-管壓降關系曲線，建立對照表。
[0048]若本實用新型所述測溫單元I檢測到電機內(nèi)部溫度，即采集溫度<105°C時，則單片機Ul輸出平衡車正常運行的控制信號，若本實用新型所述測溫單元I檢測到電機內(nèi)部溫度，S卩105°(:<采集溫度<130°C時，則單片機Ul輸出控制信號使電機震動并發(fā)出報警的控制信號，反之，單片機Ul輸出斷電停止控制信號。以達到柔性關斷的目的。
[0049]本實用新型具有的優(yōu)點是:
[0050]第一、通過安裝在電機上的測溫單元實時采集電機內(nèi)部的具體溫度，實現(xiàn)平衡車(扭扭車)在高溫狀態(tài)下的分段控制，這種柔性關斷方式，對比已有技術中的溫度開關方式，更加可靠高效。
[0051]第二、由于溫度信號用線引出，可通過電動平衡車的控制器很容易進行溫度測試，廣品生廣更加尚效。
[0052]第三、高溫電氣安全性能高，以上方案選用的器件相對比較廉價，實用性更強，提高了使用者的使用安全。
[0053]第四、本實用新型的溫度保護點通過單片機Ul可以靈活設置。
【主權項】
1.一種電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:包括單片機Ul、電阻Rl、電阻R2、電容Cl和裝在電動平衡車的電機上的測溫單元(I);所述電阻Rl的一端與供電電源連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端電連接，所述電阻R2的另一端同時與電容Cl的一端和單片機Ul相應的1 口連接，所述電容Cl的另一端接電源地； 所述測溫單元(I)由如下三種測溫結構中的一種所構成的測溫單元: 第一種結構的測溫單元，包括溫度傳感器T，所述溫度傳感器T的一端與電阻Rl的另一端電連接，溫度傳感器T的另一端和電容Cl的另一端電連接； 第二種結構的測溫單元，包括串聯(lián)的二極管Dl、二極管D2和二極管D3，由所述二極管Dl、二極管D2和二極管D3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接； 第三種結構的測溫單元，包括串聯(lián)的三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3，由所述三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3構成的串聯(lián)電路的兩端分別與電阻Rl的另一端和電容Cl的另一端電連接。2.根據(jù)權利要求1所述的電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:在第一種結構的測溫單元中，所述溫度傳感器T是熱敏電阻、或者是熱電偶、或者是鉑電阻。3.根據(jù)權利要求1所述的電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的集電極電連接，三極管Ql的發(fā)射極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的發(fā)射極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的發(fā)射極與電容Cl的另一端電連接。4.根據(jù)權利要求1所述的電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為NPN型三極管，所述三極管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端和三極管Ql的發(fā)射極電連接，三極管Ql的集電極同時與三極管Q2的基極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的集電極同時與三極管Q3的基極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的集電極與電容Cl的另一端電連接。5.根據(jù)權利要求1所述的電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的發(fā)射極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的集電極和三極管Q2的發(fā)射極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的集電極和三極管Q3的發(fā)射極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的集電極和電容Cl的另一端電連接。6.根據(jù)權利要求1所述的電動平衡車的電機測溫裝置，其特征在于:在第三種結構的測溫單元中，若三極管Ql、三極管Q2和三極管Q3均為PNP型三極管，所述三極管Ql的集電極與電阻Rl的另一端電連接，三極管Ql的基極同時與三極管Ql的發(fā)射極和三極管Q2的集電極電連接，三極管Q2的基極同時與三極管Q2的發(fā)射極和三極管Q3的集電極電連接，三極管Q3的基極同時與三極管Q3的發(fā)射極和電容Cl的另一端電連接。
【文檔編號】G01K7/02GK205620044SQ201620450148
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】卜濤
【申請人】常州濤濤智能科技有限公司