一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及雙輪自平衡電動(dòng)車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們工作和生活自動(dòng)化程度的不斷提高，雙輪或單輪自平衡車(chē)在社會(huì)生活的很多方面得到了廣泛的應(yīng)用，人們使用自平衡電動(dòng)車(chē)或健身娛樂(lè)、或作為代步工具在工作中使用，因其使用簡(jiǎn)單、體積小巧、輕便快捷的特點(diǎn)，受到了越來(lái)越多人的喜愛(ài)。
[0003]目前的雙輪自平衡電動(dòng)車(chē)多為單一功能控制平衡，其速度檢測(cè)和控制、加速度檢測(cè)和控制、角速度檢測(cè)和控制、轉(zhuǎn)向檢測(cè)和控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制都不能在一個(gè)完整的電路中實(shí)現(xiàn)，已有的控制系統(tǒng)都只具備上述單一或局部的功能，或?qū)⑵渲胁糠止δ苣K簡(jiǎn)單的連接在一起，不能夠使各功能模塊相互自動(dòng)協(xié)調(diào)工作，使得雙輪平衡電動(dòng)車(chē)的控制需要人工進(jìn)行輔助判斷和人工輔助控制，其自動(dòng)化程度和智能化程度較低，缺乏必要的保護(hù)電路，使得設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路，對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車(chē)兩個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車(chē)的平衡姿態(tài)的控制，更好地提高車(chē)體平衡的穩(wěn)定性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路，該控制電路包括
[0007]微處理器，用于中央控制和處理電路；
[0008]兩個(gè)雙軸陀螺儀檢測(cè)單元，用于檢測(cè)X軸、Y軸、Z軸方向上的陀螺儀信號(hào)；
[0009]加速度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)X軸、Y軸方向上的加速度信號(hào)；
[0010]轉(zhuǎn)向器信號(hào)輸入單元，用于調(diào)節(jié)和控制雙輪平衡車(chē)的兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；
[0011]信號(hào)濾波電路，用于過(guò)濾陀螺儀信號(hào)、加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)；
[0012]雙橋場(chǎng)效應(yīng)管及其驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)了雙輪平衡車(chē)的左右兩個(gè)輪子的直流電機(jī)-M
[0013]連續(xù)可調(diào)降壓穩(wěn)壓?jiǎn)卧糜谖⑻幚砥骱涂刂齐娐饭╇姡?br>[0014]在該控制電路的主板水平方向上焊接有一個(gè)雙軸陀螺儀檢測(cè)單元一和加速度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)X軸、Y軸方向上的陀螺儀信號(hào)和加速度信號(hào)，在該控制電路的主板豎直方向上焊接有一個(gè)雙軸陀螺儀檢測(cè)單元二，用于檢測(cè)Z軸方向上的陀螺儀信號(hào)，三組信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波電路送至微處理器，經(jīng)過(guò)微處理器的分析和處理后，得到平衡車(chē)當(dāng)前X軸、Y軸和Z軸方向的傾斜狀態(tài)和角速度狀態(tài)，以及X軸和Y軸方向的加速度狀態(tài)；轉(zhuǎn)向器信號(hào)輸入單元將輸入的轉(zhuǎn)向信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波電路送至微處理器；微處理器通過(guò)PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輪平衡車(chē)的兩個(gè)輪子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的即時(shí)調(diào)節(jié)和控制，從而實(shí)現(xiàn)利用駕駛該雙輪平衡車(chē)的人員的身體姿態(tài)的變化對(duì)平衡車(chē)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速和減速的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。
[0015]進(jìn)一步地，控制電路還包括外部開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入單元，燈光及指示燈指示單元和報(bào)警信號(hào)輸出單元，外部開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入單元將輸入的信號(hào)送至微處理器，經(jīng)過(guò)微處理器的處理，得到燈光及指示燈指示狀態(tài)和報(bào)警信號(hào)輸出狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡車(chē)啟動(dòng)和停止的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。
[0016]進(jìn)一步地，微處理器的型號(hào)為ATmega32。
[0017]進(jìn)一步地，微處理器通過(guò)地面無(wú)線(xiàn)傳輸模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0018]進(jìn)一步地，微處理器通過(guò)北斗定位系統(tǒng)信號(hào)處理器與北斗定位系統(tǒng)衛(wèi)星接收天線(xiàn)連接，從而得到定位信息。
[0019]本實(shí)用新型一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路，通過(guò)微處理器對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車(chē)的加速度檢測(cè)和控制、角速度檢測(cè)和控制、轉(zhuǎn)向檢測(cè)和控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制集成在一個(gè)完整的控制電路中，通過(guò)微處理器對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車(chē)的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)要素狀態(tài)進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)，并綜合分析處理，經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算，通過(guò)PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車(chē)兩個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輪自平衡電動(dòng)車(chē)的平衡姿態(tài)的控制，使雙輪自平衡電動(dòng)車(chē)的平衡姿態(tài)的控制處于一個(gè)完整的閉環(huán)控制電路中，更好地提高控制電路的適應(yīng)性和車(chē)體平衡的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0021]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型的X軸、Y軸角速度檢測(cè)電路；
[0023]圖3是本實(shí)用新型的Z軸角速度檢測(cè)電路。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型一種雙輪平衡電動(dòng)車(chē)控制電路，該控制電路包括微處理器I，用于中央控制和處理電路；陀螺儀傳感器2，用于檢測(cè)X軸、Y軸、Z軸方向上的陀螺儀信號(hào)；加速度傳感器3，用于檢測(cè)X軸、Y軸方向上的加速度信號(hào)；轉(zhuǎn)向器4，用于調(diào)節(jié)和控制雙輪平衡車(chē)的兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；信號(hào)濾波電路5，用于過(guò)濾陀螺儀信號(hào)、加速度信號(hào)和轉(zhuǎn)向信號(hào)；左、右電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路6、7，用于驅(qū)動(dòng)了雙輪平衡車(chē)的左、右兩個(gè)輪子的直流電機(jī)8、9 ;和蓄電池過(guò)壓欠壓檢測(cè)電路10，用于微處理器和控制電路供電；在該控制電路的主板水平方向上焊接有一個(gè)陀螺儀傳感器201和加速度傳感器3，用于檢測(cè)X軸、Y軸方向上的陀螺儀信號(hào)和加速度信號(hào)，在該控制電路的主板豎直方向上焊接有一個(gè)陀螺儀傳感器202，用于檢測(cè)Z軸方向上的陀螺儀信號(hào)，三組信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波電路5送至微處理器1，經(jīng)過(guò)微處理器I的分析和處理后，得到平衡車(chē)當(dāng)前X軸、Y軸和Z軸方向的傾斜狀態(tài)和角速度狀態(tài)，以及X軸和Y軸方向的加速度狀態(tài)；轉(zhuǎn)向器4將輸入的轉(zhuǎn)向信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)濾波電路5送至微處理器I ;微處理器I通過(guò)PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)雙輪平衡車(chē)的兩個(gè)輪子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)方向的即時(shí)調(diào)節(jié)和控制，從而實(shí)現(xiàn)利用駕駛該雙輪平衡車(chē)的人員的身體姿態(tài)的變化對(duì)平衡車(chē)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速和減速的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。
[0026]該控制電路還包括緊急報(bào)警器11、啟停觸發(fā)器12、LED及IXD信號(hào)指示模塊13、14和聲音報(bào)警提示模塊15，緊急報(bào)警器11、啟停觸發(fā)器12將輸入的緊急報(bào)警信號(hào)、啟停信號(hào)送至微處理器，經(jīng)過(guò)微處理器的處理，得到聲音報(bào)警提示模塊15的提示及LED及IXD信號(hào)指示模塊13、14的提示，從而實(shí)現(xiàn)駕駛該雙輪平衡車(chē)的人員對(duì)平衡車(chē)啟動(dòng)和停止的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。微處理器I通過(guò)地面無(wú)線(xiàn)傳輸模塊16與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心17連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。微處理器I通過(guò)北斗定位系統(tǒng)信號(hào)處理器18與北斗定位系統(tǒng)衛(wèi)星接收天線(xiàn)19連接，從而得到定位信息。
[0027]如圖2所示，陀螺儀傳感器201的輸入端與電容C3-