專利名稱：使用cpld控制平衡車電機的電路控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置。
背景技術：
平衡車是一種由電力驅動、具有自我平衡能力的個人用運輸載具，是都市用交通工具的一種，是一種前所未見的嶄新交通工具。平衡車的運作原理主要是飛機平衡的原理，也就是車輛本身的自動平衡能力。其以內(nèi)置的精密電子陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態(tài)，透過精密且高速的中央微處理器計算出適當?shù)闹噶詈?，驅動馬達來做到平衡的效果。然而，目前在平衡車產(chǎn)品中直流電機的應用非常廣泛，對電機的控制要求也越來越高，許多相關產(chǎn)品對電機芯片的選擇，成本的控制，以及控制方案都有很多弊端，如對電機的保護不到位，保護速度不夠快等?！0003]CPLD是一種復雜可編程具有邏輯功能的數(shù)字集成電路，用戶可根據(jù)各自需要而自行構造邏輯功能。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，解決實現(xiàn)保護電機、保護速度快捷的技術問題。使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，包括平衡信號傳感器、信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機驅動裝置、電機、電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器；其中平衡信號傳感器、信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機驅動裝置、電機依次連接；電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器這三個裝置其一端與電機連接，另一端與電機控制信號設置裝置連接。所述平衡信號傳感器安裝在平衡車承載裝置內(nèi)，位于相對且同軸設置的兩個輪體的中間位置。所述平衡信號傳感器包括陀螺儀芯片及加速度計芯片，這兩個芯片分別與信號處
理裝置連接。所述信號處理裝置為由CPLD控制芯片組成的電路控制板。本實用新型的有益效果是本實用新型利用CPLD控制芯片作為主控制芯片，其具有編程靈活、集成度高、設計開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進、設計制造成本低、對設計者的硬件經(jīng)驗要求低、標準產(chǎn)品無需測試、保密性強、價格大眾化、電路結構簡單，成本低，保護機制完善、控制同步實施等特點，將CPLD應用到平衡車的電機控制上面，能夠改善對電機的保護，并且具有較高的保護速度。

圖I是實施例中電路控制裝置的整體結構框圖；[0011]圖中11.陀螺儀芯片、12.加速度計芯片、2.信號檢測裝置、3.信號處理裝置、4.電機控制信號設置裝置、5. CPLD電機控制輸出接口、6.電機驅動裝置、7.電機、8.電機速度檢測裝置、9.電機電流檢測傳感器、10.電機溫度檢測傳感器。
具體實施方式
該電路控制裝置應用的平衡車包括安裝于承載裝置上的行走裝置、承載裝置與轉向裝置以及安裝在承載裝置內(nèi)的電路控制裝置。承載裝置安裝于行走裝置中相對設置的兩個輪體之間，用于在行走裝置的帶動下承載使用者行走。電路控制裝置包括作為平衡信號傳感器的陀螺儀芯片11及加速度計12、信號檢測裝置2、信號處理裝置3、電機控制信號設置裝置4、CPLD電機控制輸出接口 5、電機驅動裝置6、電機7、電機速度檢測裝置8、電機電流檢測傳感器9、電機溫度檢測傳感器10 ;其中 平衡信號傳感器I、信號檢測裝置2、信號處理裝置3、電機控制信號設置裝置4、CPLD電機控制輸出接口 5、電機驅動裝置6、電機7依次連接從而接收信號并作出相應動作；電機速度檢測裝置8、電機電流檢測傳感器9、電機溫度檢測傳感器10這三個裝置其一端均與電機7連接，另一端則均與電機控制信號設置裝置4連接。陀螺儀芯片11及加速度計12安裝在平衡車承載裝置內(nèi)，位于相對且同軸設置的兩個輪體的中間位置，這兩個傳感器對角速度及加速度信號的采集并產(chǎn)生相應的電壓信號。信號檢測裝置2、信號處理裝置3、電機控制信號設置裝置4共同組成一個常規(guī)的CPLD芯片控制電路板，其利用預先設定好的程序進行相應動作，CPLD芯片控制電路板、該電路板使用到的程序為本領域的技術人員能夠實現(xiàn)，在此不再過多描述。信號檢測裝置2為一個能夠對陀螺儀芯片11及加速度計12產(chǎn)生的信號進行檢測并初步放大濾波處理的電路控制板。信號處理裝置3為一個能夠對信號檢測裝置2所檢測到的信號進行數(shù)據(jù)處理，轉化為通訊可用的數(shù)字信號的電路控制板。電機控制信號設置裝置4為一個根據(jù)信號處理裝置給出的數(shù)字信號來設置電機7所需要的脈沖寬度調(diào)制PWM的占空比及轉動的方向的電路控制板，上述的占空比是指即在一串理想的脈沖周期序列中如方波，正脈沖的持續(xù)時間與脈沖總周期的比值。CPLD電機控制輸出接口 5通過和電機控制信號設置裝置4并口快速通訊，將最終的脈沖寬度調(diào)制PWM信號及方向信號同步送出。電機驅動裝置6為目前平衡車使用到的驅動裝置，其將CPLD電機控制輸出接口 5給出的脈沖寬度調(diào)制PWM進行功率放大從而驅動電機7。電機7受到電機驅動裝置6的控制，進行不同轉數(shù)的正反轉，以此來維持平衡車的平衡。電機溫度檢測傳感器8用來檢測電機的溫度，當電機7溫度超過某個設定值時，將會產(chǎn)生報警信號并且將信號反饋到電機控制信號設置裝置4，電機控制信號設置裝置4就會發(fā)出操作指令對電機7進行保護處理。電機電流檢測傳感器9利用電阻采用來檢測通過電機7的電流，當電機7電流超過某個設定值時，將會產(chǎn)生報警信號并且將信號反饋到電機控制信號設置裝置4，電機控制信號設置裝置4就會發(fā)出操作指令對電流進行合理控制。電機轉速檢測裝置10利用霍爾邏輯關系來檢測電機7的當前轉速及轉速方向，并且將檢測到的數(shù)值反饋回電機控制信號設置裝置4，當電機7的速度超過某個設定值時，根 據(jù)需要對脈沖寬度調(diào)制PWM占空比進行限速調(diào)節(jié)?？傊?，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋范圍。
權利要求1.使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，包括平衡信號傳感器、電機驅動裝置、電機，其特征在于還包括信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器；其中平衡信號傳感器、信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機驅動裝置、電機依次連接；電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器這三個裝置其一端與電機連接，另一端與電機控制信號設置裝置連接。
2.依據(jù)權利要求I所述的使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，其特征在于所述平衡信號傳感器安裝在平衡車承載裝置內(nèi)，位于相對且同軸設置的兩個輪體的中間位置。
3.依據(jù)權利要求I所述的使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，其特征在于所述平衡信號傳感器包括陀螺儀芯片及加速度計芯片，這兩個芯片分別與信號處理裝置連接。
4.依據(jù)權利要求I所述的使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，其特征在于所述信號處理裝置為由CPLD控制芯片組成的電路控制板。
專利摘要本實用新型公開了一種使用CPLD控制平衡車電機的電路控制裝置，包括平衡信號傳感器、信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機驅動裝置、電機、電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器；其中平衡信號傳感器、信號檢測裝置、信號處理裝置、電機控制信號設置裝置、CPLD電機控制輸出接口、電機驅動裝置、電機依次連接；電機速度檢測裝置、電機電流檢測傳感器、電機溫度檢測傳感器這三個裝置其一端與電機連接，另一端與電機控制信號設置裝置連接。本實用新型可解決實現(xiàn)保護電機、保護速度快捷的技術問題。
文檔編號G05D1/08GK202669532SQ20122036704
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權日2012年7月27日
發(fā)明者應放天, 謝江虎, 洪定安 申請人:杭州億腦智能科技有限公司