[发明专利]基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统

权利要求书

1.基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，包括有传动总成和控制模块，其特征在于，所述传动总成包括有锂电池组、无刷电机、减速齿轮和陀螺仪，所述控制模块包括有单片机、位移传感器、微处理器和转速传感器；

传动总成是电动平衡车行驶的动力源和结构支持，并且传动总成对控制模块的运行提供电力，控制模块对平衡车的运行状态和平衡性进行控制，用以保证车体运行的平稳性;

所述控制模块对车体的平稳运行提供了基础，其控制模块采用了分级调节的方式实现，工作步骤为：

a:当平衡车带动陀螺仪同步倾斜时，位移传感器将陀螺仪的活动信息转变为电信号，并且将电信号传递给微处理器；

b:微处理器接收到陀螺仪的电信号之后，根据倾斜角度的不同进行分级划分，微处理器接受的陀螺仪的倾斜的电信号分为前倾和后倾，分别对应平衡车的加速和减速，之后将分级后的电信号传输给单片机；

c:单片机根据不同级别的电信号对无刷电机的转速调节；

所述控制模块在对平衡车进行分级调节的过程中，所述控制模块的分级调节根据陀螺仪的倾斜角度划分为以下区间：分别为0-5%、5%-10%、10%-15%、15%-20%和大于20%；五个所述分级调节分别对应平衡车行驶过程中的瞬时起步、加速、常态行驶、高速行驶和车体失控，相对应的，车辆的后倾会对平衡车施加五个等级的电阻作用力。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述锂电池组和无刷电机之间是电性连接，减速齿轮设置在无刷电机上；

其传动总成的工作流程包括有如下步骤：

S1：在电动平衡车通电之后，锂电池组会给无刷电机提供电力，无刷电机会带动滚轮同步转动，使得平衡车实现移动；

S2：平衡车自身的倾斜变化会带动内部的陀螺仪同步活动，微处理器计算出倾斜角度，并且给无刷电机以电信号，无刷电机根据倾斜角度调整转速和转向；

S3：无刷电机在接收到微处理器的电信号之后，无刷电机自身会对输出轴的转速和转向实现调节，当转速变快时，平衡车同步加速，并且当无刷电机减速或者逆向转动时，车体实现减速及停止。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述位移传感器配合滑动变阻器使用，滑动变阻器的滑杆上设置有五个节点，分别对应平衡车运行时的五个加速和减速阶段。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述平衡车倾斜的角度值和平衡车的加速度、制动作用力呈正比。

5.根据权利要求3所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述滑动变阻器上的五个节点对应两种方案，滑动变阻器上的起始点至第四个节点之间为分级制动方案，第五个节点为失衡保护方案。

6.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述转速传感器设置在无刷电机的输出轴上，转速传感器将无刷电机转动的转速信号转变为电信号，转速传感器配合陀螺仪的使用，保证微处理器施加和平衡车实际运行相匹配的电信号。

7.根据权利要求5所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述滑动变阻器、无刷电机和锂电池组之间通过线缆电性连接，所述滑动变阻器位于无刷电机和锂电池组线路之间。

8.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统，其特征在于，所述无刷电机的输出轴传动连接有转轴，所述转轴的两端分别按安装有滚轮，且两端滚轮的底面在同一水平面上。