[发明专利]平衡车控制系统和平衡车

说明书

本发明涉及一种平衡车控制系统及平衡车。其中，该平衡车控制系统将主控模块、双模蓝牙模块、姿态传感器模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、降压模块、外部接口模块均配置在主板上。通过本发明，解决了相关技术中的平衡车控制系统的离散化程度高的问题，提高了平衡车控制系统的集成度。

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及一种平衡车控制系统及平衡车。

背景技术

平衡车，又叫体感车、思维车，包括独轮平衡车和双轮平衡车。其运作原理是利用车体内部的姿态传感器（例如陀螺仪、加速度传感器等）来检测车体姿态的变化，并利用控制系统精确地驱动电机进行相应的调整，以实现相应的功能。

以独轮平衡车为例，独轮平衡车依靠独轮转动后的角动量抵御外力矩，从而实现转向或者保持自平衡。独轮平衡车采用陀螺仪来检测车体姿态的变化，从而实现加速、减速或者制动。例如，当人站立在运行的独轮平衡车上后，身体往前倾使得独轮平衡车的载人平台前倾，陀螺仪检测到载人平台前倾则利用控制系统驱动电机加速，人体前倾产生的水平向前的力与独轮平衡车加速的惯性力保持平衡，人体不至于倾倒，从而实现了独轮平衡车加速。独轮平衡车的制动原理亦是如此。

再以双轮平衡车为例，双轮平衡车多采用两个轮子中内置的轮毂电机的转速差来控制转向。双轮平衡车的加速或者制动原理与独轮平衡车基本相同，而双轮平衡车的转向控制不同于独轮平衡车：

具有操纵杆的双轮平衡车依靠手或者双腿控制操作杆的偏移方向，霍尔转向传感器检测到操作杆的偏移方向后转换为控制信号，主控芯片根据控制信号控制两个轮子中内置的轮毂电机的转速差实现转向。

具有双踏板且踏板可以绕主轴相对转动的双轮平衡车，又称为电动扭扭车，则依靠每个踏板下设置的陀螺仪来采集每个踏板的姿态并生成一对控制信号，主控芯片根据这对控制信号判断出每个踏板的姿态后，控制两个轮子中内置的轮毂电机的转速差实现转向。

为了实现上述的功能，在狭小的平衡车内部空间内，需要设置电池、搭载有各种控制器件的主板，有的平衡车为了在车体两个踏板下都设置姿态传感器则还需要额外配置副板。

最初的平衡车主板上仅配置了保证平衡车正常运转所需的电路，随着新的功能的逐渐加入，在主板上没有预留空间来安置这些新增功能，主控芯片因处理速度或者引脚数量的限制也逐渐不足以实现对这些功能的支持，因此，越来越多的功能被配置在副板上。例如，经典蓝牙和低功耗蓝牙的信号不兼容，为了同时具备蓝牙通讯和蓝牙音频功能，在平衡车控制系统中需要配置用于蓝牙通讯的低功耗蓝牙电路和用于蓝牙音频的经典蓝牙电路；又由于主板空间限制，这两个蓝牙电路被分别设置在两个副板上；如果采用双模蓝牙模块，由于现有的双模蓝牙解决方案都需要使用外部处理器才足以实现蓝牙协议栈，因此，除了在副板上设置双模蓝牙模块之外，副板上还需要额外配置控制芯片来支持双模蓝牙功能。这种离散化的电路结构，不仅导致了平衡车控制系统的集成度愈加下降、多个控制芯片之间的交互愈加复杂，离散化的电路结构还降低了平衡车的稳定性，还增加了平衡车控制系统的功耗。

发明内容

基于此，本发明实施例提供了一种平衡车控制系统及具有该平衡车控制系统的平衡车，以至少解决相关技术中的平衡车控制系统的离散化程度高的问题。根据本发明实施例的一个方面，提供了一种平衡车控制系统，包括：主板、主控模块、双模蓝牙模块、姿态传感器模块、第一电机驱动模块、第二电机驱动模块、降压模块、外部接口模块；其中，