一種智能平衡車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于平衡車技術領域，具體涉及一種智能平衡車控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的平衡車大部分無自動平衡系統(tǒng)，如公告號:202641969U“一種平衡車”，包括盾牌(1)，車身(2)和連接在車身(2)前端的搖桿(3)，其特征在于:所述的車身底部設有腳撐機構，所述腳撐機構包括腳踏桿出)、腳撐(5)和連接桿(4)，腳踏桿(6)與連接桿(4)垂直連接，連接桿(4)與腳撐(5)垂直連接，腳踏桿(6)與腳撐(5)平行，腳踏桿(6)與車身
[2]之間設有限位裝置。上述的結構表明它僅靠搖桿(3)和腳撐機構來平衡“平衡車”。有的雖有平衡系統(tǒng)但平衡系統(tǒng)不夠完善，如公開號:104386183A“兩輪平衡車”，主要采用的技術方案為:兩輪平衡車，包括平衡車主體、連接件、轉向機構、傳感器以及信息處理裝置；平衡車主體上端設有左踏板和右踏板；轉向機構用于收到轉向信號后控制兩輪平衡車轉向；傳感器包括第一距離傳感器和第二距離傳感器，第一距離傳感器設置在連接件上靠近左踏板一側；第二距離傳感器設置在連接件上靠近右踏板一側；信息處理裝置的輸入端分別與第一距離傳感器和第二距離傳感器連接，信息處理裝置的輸出端與轉向機構連接。上述的技術方案表明，它雖有自動平衡裝置，但只能實現(xiàn)“平衡車”自動轉向。所以使得自平衡車在行駛過程中的動態(tài)平衡控制成為亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型主要針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種智能平衡車控制系統(tǒng)，它能實現(xiàn)自平衡車在行駛過程中的動態(tài)平衡智能控制，減少由于自平衡車運動中產生剛性干涉形成微小擾動，提高平衡車的駕乘穩(wěn)定性、安全性和舒適性。
[0004]本實用新型的上述發(fā)明目的是技術通過以下技術方案實現(xiàn)的的:
[0005]一種智能平衡車控制系統(tǒng)，包括平衡車，平衡車包括車體、車輪及輪轂電機、車架平臺、電源系統(tǒng)，其要點在于，平衡車還包括智能平衡控制系統(tǒng)，所述的智能平衡控制系統(tǒng)包括信號采集子系統(tǒng)、信號整理子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；所述的信號采集子系統(tǒng)包括:陀螺儀、加速度計、編碼器和采集控制芯片；所述的信號整理子系統(tǒng)包括:濾波處理單元和緩存單元；所述的信號處理子系統(tǒng)包括:信號融合單元；所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)融合單元。
[0006]作為優(yōu)選，所述的智能平衡控制系統(tǒng)它按如下線路互相連接::電源系統(tǒng)分別與陀螺儀、加速度計、編碼器、采集控制芯片、濾波處理單元、緩存單元、信號融合單元、數(shù)據(jù)融合單元、車輪及輪轂電機連接；陀螺儀、加速度計、編碼器各自與采集控制芯片連接，采集控制芯片與濾波處理單元連接，濾波處理單元與緩存單元、信號融合單元連接，信號融合單元與數(shù)據(jù)融合單元連接，數(shù)據(jù)融合單元與車輪及輪轂電機連接。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術相比較，具有如下突出實質性特點和進步:
[0008]本實用新型可實時、精確計算平衡車的車架平臺空間角度的變化，并及時調整車架平臺空間角度并使之達到平衡，減少由于平衡車運動中產生剛性干涉形成微小擾動，從而大幅度提高了平衡車智能化程度，使平衡車具有駕乘穩(wěn)定性、安全性和舒適性。
【附圖說明】
[0009]圖1:本實用新型結構示意圖；
[0010]圖2:本實用新型的智能平衡控制系統(tǒng)結構及線路連接圖；
[0011]圖1-2中:1-平衡車，2-車輪及輪轂電機，3-車架平臺，4-車體，5-信號采集子系統(tǒng)，6-信號整理子系統(tǒng)，7-信號處理子系統(tǒng)，8-數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，9-電源系統(tǒng)，10-智能平衡控制系統(tǒng)，11-陀螺儀，12-加速度計，13-編碼器，14-采集控制芯片，15-濾波處理單元，16-緩存單元，17-信號融合單元，18-數(shù)據(jù)融合單元。
【具體實施方式】
[0012]以下就圖1-2所表示的實施例對本實用新型作進一步描述。
[0013]它包括平衡車1、平衡車I包括車體4、車輪及輪轂電機2、車架平臺3、電源系統(tǒng)9，平衡車I還包括智能平衡控制系統(tǒng)10，所述的智能平衡控制系統(tǒng)10包括信號采集子系統(tǒng)5、信號整理子系統(tǒng)6、信號處理子系統(tǒng)7和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)8 ;所述的信號采集子系統(tǒng)5包括:陀螺儀11、加速度計12、編碼器13和采集控制芯片14 ;所述的信號整理子系統(tǒng)6包括:濾波處理單元15和緩存單元16 ;所述的信號處理子系統(tǒng)7包括:信號融合單元17 ;所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)8包括:數(shù)據(jù)融合單元18。所述的智能平衡控制系統(tǒng)它按如下線路互相連接:電源系統(tǒng)9分別與陀螺儀11、加速度計12、編碼器13、采集控制芯片14、濾波處理單元15、緩存單元16、信號融合單元17、數(shù)據(jù)融合單元18、車輪及輪轂電機2連接；陀螺儀11、加速度計12、編碼器13各自與采集控制芯片14連接，采集控制芯片14與濾波處理單元15連接，濾波處理單元15與緩存單元16、信號融合單元17連接，信號融合單元17與數(shù)據(jù)融合單元18連接，數(shù)據(jù)融合單元18與車輪及輪轂電機2連接。
[0014]上述實施例智能平衡控制系統(tǒng)10的控制過程如下:由信號采集子系統(tǒng)5、信號整理子系統(tǒng)6、信號處理子系統(tǒng)7和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)8組成的智能平衡控制系統(tǒng)10其產生的控制信號作用于車輪及輪轂電機2，通過驅動車輪及輪轂電機2來實現(xiàn)對平衡車I的動態(tài)穩(wěn)定控制；其中陀螺儀11實時檢測車體4的傾斜角度，也相當于實時檢測車架平臺3的傾斜角度；加速度計12實時檢測車輪及輪轂電機2中的車輪軸的轉動角度，編碼器13實時監(jiān)測驅動車輪及輪轂電機2中的電氣角度，采集控制芯片14處理陀螺儀11、加速度計12和編碼器13的檢測信息，得到信息采集子系統(tǒng)5在每一時刻的檢測信息的采樣值，信號整理子系統(tǒng)6包括緩存單元16和濾波處理單元15，緩存單元16緩存當前時刻濾波處理單元15生成的信號精確數(shù)據(jù)作為下一時刻的濾波處理單元15的數(shù)據(jù)源之一，濾波處理單元15整理從采集控制芯片14接收到的信息采樣值和調用緩存單元16中存儲的上一時刻信號精確數(shù)據(jù)，處理生成當前時刻的信息精確值，信號處理子系統(tǒng)7包括信號融合單元17，信號融合單元17將從濾波處理單元15接收到的當前時刻的信息精確值作為數(shù)據(jù)源，通過運算處理生成車架平臺3在當前時刻的平臺角度變化值，也就是當前時刻的車架平臺3姿態(tài)變化值，再將車架平臺3在當前時刻的姿態(tài)變化值數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)8，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)8包括數(shù)據(jù)融合單元18，數(shù)據(jù)融合單元18通過控制算法運算得到車輪及輪轂電機2中的輪轂電機能識別控制量的控制指令信號，將控制指令信號輸入車輪及輪轂電機2中的輪轂電機的驅動模塊，使車輪及輪轂電機2中的車輪進行正轉或反轉，并調整車架平臺3使其保持水平平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。
【主權項】
1.一種智能平衡車控制系統(tǒng)，包括平衡車(1)，平衡車(I)包括車體(4)、車輪及輪轂電機(2)、車架平臺(3)、電源系統(tǒng)(9)，其特征在于，平衡車(I)它還包括智能平衡控制系統(tǒng)(10)，所述的智能平衡控制系統(tǒng)(10)包括信號采集子系統(tǒng)(5)、信號整理子系統(tǒng)(6)、信號處理子系統(tǒng)(7)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(8);所述的信號采集子系統(tǒng)(5)包括:陀螺儀(11)、加速度計(12)、編碼器(13)和采集控制芯片(14);所述的信號整理子系統(tǒng)(6)包括:濾波處理單元(15)和緩存單元(16);所述的信號處理子系統(tǒng)(7)包括:信號融合單元(17);所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(8)包括:數(shù)據(jù)融合單元(18);所述的智能平衡控制系統(tǒng)(10)它按如下線路互相連接:電源系統(tǒng)(9)分別與陀螺儀(11)、加速度計(12)、編碼器(13)、采集控制芯片(14)、濾波處理單元(15)、緩存單元(16)、信號融合單元(17)、數(shù)據(jù)融合單元(18)、車輪及輪轂電機(2)連接；陀螺儀(11)、加速度計(12)、編碼器(13)各自與采集控制芯片(14)連接，采集控制芯片(14)與濾波處理單元(15)連接，濾波處理單元(15)與緩存單元(16)、信號融合單元(17)連接，信號融合單元(17)與數(shù)據(jù)融合單元(18)連接，數(shù)據(jù)融合單元(18)與車輪及輪轂電機(2 )連接。
【專利摘要】一種智能平衡車控制系統(tǒng)，屬于平衡車技術領域，包括平衡車，平衡車包括車體、車輪及輪轂電機、車架平臺、電源系統(tǒng)，其特征在于，平衡車還包括智能平衡控制系統(tǒng)，所述的智能平衡控制系統(tǒng)包括信號采集子系統(tǒng)、信號整理子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)；所述的信號采集子系統(tǒng)包括：陀螺儀、加速度計、編碼器和采集控制芯片；所述的信號整理子系統(tǒng)包括：濾波處理單元和緩存單元；所述的信號處理子系統(tǒng)包括：信號融合單元；所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)融合單元。本實用新型能實現(xiàn)自平衡車在行駛過程中的動態(tài)平衡智能控制，減少由于自平衡車運動中產生剛性干涉形成微小擾動，提高平衡車的駕乘穩(wěn)定性、安全性和舒適性。
【IPC分類】G05B19-04
【公開號】CN204536780
【申請?zhí)枴緾N201520217894
【發(fā)明人】趙玉龍, 何孟軍, 詹迎霞, 鄭春祥
【申請人】金華市伊凱動力科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月13日