C6并聯(lián)，檢測(cè)出X軸、Y軸方向角速度信號(hào)，輸出端通過(guò)電阻R1-R2分別與電容C7-C8并聯(lián)接地，輸出X軸、Y軸方向角速度信號(hào)。如圖3所示，陀螺儀傳感器202的輸入端與電容C9-C12并聯(lián)，檢測(cè)出Z軸方向角速度信號(hào)，輸出端通過(guò)電阻R3與電容C13連接，還通過(guò)電阻R4與電容C14并聯(lián)，同時(shí)輸出Z軸方向角速度信號(hào)。
[0028]微處理器I的型號(hào)為ATmega32，是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微處理器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega32的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)lMIPS/MHz，從而可以緩減控制電路在功耗和處理速度之間的矛盾。
[0029]雙軸陀螺儀檢測(cè)單元是以IDG650陀螺儀IC為核心的X軸、Y軸兩軸陀螺儀(平置)和X軸、Z軸兩軸陀螺儀(立置)的檢測(cè)電路，加速度檢測(cè)單元是以ADXL335為核心的兩軸加速度檢測(cè)電路。
[0030]IDG650是雙軸陀螺儀專用檢測(cè)1C，其每個(gè)軸都可獨(dú)立輸出兩路標(biāo)準(zhǔn)的高靈敏度信號(hào):
[0031]X/Y 引腳:滿量程-2000 ° /S ;精度-0.5mV/ ° /S，Χ4.5/Y4.5 引腳:滿量程-440° /S ;精度-2.27mV/° /S，該IC自帶集成運(yùn)放和低通濾波器，抗干擾能力強(qiáng)，頻率范圍寬，帶自動(dòng)調(diào)零功能，內(nèi)部帶有專用高頻隔離電路，采用密封結(jié)構(gòu)可仿潮，其結(jié)構(gòu)緊湊，可承受1000g高強(qiáng)度沖擊。
[0032]ADSL335是一種小體積的低功耗三軸加速度計(jì)，其測(cè)量范圍為±3g(最小值)。其包含多晶硅表面微加工傳感器和信號(hào)調(diào)理電路，具有開環(huán)加速度測(cè)量架構(gòu)。輸出信號(hào)為模擬電壓，與加速度成比例。該加速度計(jì)可以測(cè)量?jī)A斜檢測(cè)應(yīng)用中的靜態(tài)重力加速度，以及運(yùn)動(dòng)、沖擊或振動(dòng)導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。該傳感器為多晶硅表面微加工結(jié)構(gòu)，置于晶元頂部。多晶硅彈簧懸掛于晶元表面的結(jié)構(gòu)之上，提供加速度力量阻力。差分電容由獨(dú)立固定板和活動(dòng)質(zhì)量連接板組成，能對(duì)結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)量，固定板由180°反向方波驅(qū)動(dòng)。加速度使活動(dòng)質(zhì)量連接板偏轉(zhuǎn)，使差分電容失衡，從而使傳感器輸出的幅度與加速度成比例。然后，使用相敏解調(diào)技術(shù)決定加速度的幅度和方向，各軸的的輸出信號(hào)帶寬可調(diào)，即通過(guò)外置電容調(diào)整。另外，ADSL335還具有低功耗，單電源供電，可抗高達(dá)1KG的沖擊，溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。ADSL335非常適合移動(dòng)設(shè)備和裝置應(yīng)用。它可以在傾斜檢測(cè)應(yīng)用中測(cè)量靜態(tài)重力加速度，還可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)加速度。
[0033]本實(shí)用新型一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路，通過(guò)微處理器I對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車的加速度檢測(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I對(duì)雙輪平衡電動(dòng)車的各項(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)車兩個(gè)車輪的轉(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)車的平衡姿態(tài)的控制，使雙輪自平衡電動(dòng)車的平衡姿態(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)性和車體平衡的穩(wěn)定性。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路，所述控制電路包括 微處理器，用于中央控制和處理電路； 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)； 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)； 轉(zhuǎn)向器信號(hào)輸入單元，用于調(diào)節(jié)和控制雙輪平衡車的兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向； 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)； 雙橋場(chǎng)效應(yīng)管及其驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)了雙輪平衡車的左右兩個(gè)輪子的直流電機(jī)；和 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? 其特征在于: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的人員的身體姿態(tài)的變化對(duì)平衡車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速和減速的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路，其特征在于:所述控制電路還包括外部開關(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)平衡車啟動(dòng)和停止的運(yùn)動(dòng)即時(shí)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路頭，其特征在于:所述微處理器的型號(hào)為ATmega32。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路頭，其特征在于:所述微處理器通過(guò)地面無(wú)線傳輸模塊與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路頭，其特征在于:所述微處理器通過(guò)北斗定位系統(tǒng)信號(hào)處理器與北斗定位系統(tǒng)衛(wèi)星接收天線連接，從而得到定位信息。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙輪平衡電動(dòng)車控制電路，在其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，得到平衡車當(dāng)前X軸、Y軸和Z軸方向的傾斜和角速度狀態(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)平衡車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、加速和減速運(yùn)動(dòng)。
【IPC分類】G05D1-08
【公開號(hào)】CN204496284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520136580
【發(fā)明人】方魏, 林衛(wèi), 趙正杰, 吳敏浩, 滕磊
【申請(qǐng)人】無(wú)錫健澤科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日