[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

说明书

本发明属于电动平衡车领域，具体为基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统，包括有传动总成和控制模块，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。本平衡车通过采用分级评测的方式，在平衡车使用时，车体的倾斜角度能够被划分为五个等级，并且控制模块会对无刷电机施加不同级别的电信号，平衡车的制动也是根据分级方案实施的，可以防止制动的作用力不足导致车体持续滑行或者制动作用力过大而出现人体失衡的情况；同时，当平衡车自身出现过大幅度的倾斜时，平衡车自身中断外界的操作指令，避免出现更大的安全事故，是本平衡车安全性和实用性的体现。

技术领域

本发明涉及电动平衡车领域，尤其涉及基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制系统。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为动态稳定的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

电动平衡车讲究的就是车体自身的平衡，并且车体的前进和后退也是通过身体的平衡来进行控制的。现有的电动平衡车虽然能够满足基本的使用需求，但是弊端也还是十分明显的，其主要表现有：在平衡车使用过程中，常常会因磕碰导致状态不平衡，驾驶者由于惊慌或急于寻找平衡，做出大幅度动作，传感器测量到人的重心的大幅度变化，平衡车会急刹或急加速，加剧了不平衡，导致失控。常见的失控情况主要有面对复杂地形时，出现撞击低矮阻碍物、坡坎等，或是遇见特殊情况急加速或急减速，在车上做大幅度引起重心变化的动作等等，这些都可能促使平衡车失去平衡，导致侧翻、使用者摔倒等事故发生，若落地姿态不佳，可能伤及重要部位。

为解决上述问题，本申请中提出基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统。

发明内容

（一）发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统，具有平衡性良好的特点。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了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，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能够行驶的主要动力源和结构支持，并且传动总成能够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实现控制，用以保证车体运行的平稳性。

优选的，所述锂电池组和无刷电机之前是电性连接，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，使得平衡车能够实现移动；

S2：平衡车自身的倾斜变化会带动内部的陀螺仪同步活动，陀螺仪通过为微处理器计算出倾斜角度，并且给无刷电机以电信号，使得无刷电机会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，平衡车会同步加速，并且当无刷电机减速或者逆向转动时，车体可以实现减速及停止的效果。

优选的，所述控制模块对车体的平稳运行提供了基础，其控制模块自身采用了分级评测的方式实现，所述控制模块的主要工作流程包括有如下步骤：

a:当平衡车带动陀螺仪同步倾斜时，位移传感器能够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；