一种电动助力推车系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动助力推车系统，包括：电源、摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器；外围装置为伸缩摇杆和推车平台。摇杆电位计通过伸缩摇杆固定在推车平台后端，伸缩摇杆摆动导致自身电压变化，该摇杆电位计采用双轴或三轴电位计，摇杆电位计将采集的伸缩摇杆电压变化传递给控制器，控制器将该电压变化作为驱动电机运转速度和方向的参考值，从而带动推车平台运动，同时控制器接收来自测速传感器测量的电机速度反馈，经由控制器处理后调节推车平台的运动；电源为摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器供电。本发明专利技术可以降低劳动强度，提高工作效率，而且操作方便、工作稳定、抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种电动助力推车系统
本专利技术涉及推车
，具体涉及一种电动助力推车系统。
技术介绍
手推车是通过人力推拉进行搬运的车辆，是一切车辆的始祖。虽然手推车物料搬运技术不断发展，但手推车仍作为不可缺少的搬运工具而沿用至今。由于手推车造价低廉、维护简单、操作方便、自重轻，能在机动车辆不便使用的地方工作，在短距离搬运较轻的物品时十分方便等优点，在生产和生活中获得了广泛应用。在工厂、仓库、建筑工地、火车站等路况复杂，空间狭小的场所进行大重量货物的运送时，或在日常生活中，人们需要进行一定距离的重物运输时，往往只能依靠人力进行。这种传统人力运输工具往往存在行动缓慢、劳动强度大以及工作效率低下的问题。现有的电动推车存在抗干扰能力差，稳定性不好等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种电动助力推车系统，可以降低劳动强度，提高工作效率，而且操作方便、工作稳定、抗干扰能力强。本专利技术的具体实施方案如下：一种电动助力推车系统，所述推车系统包括：电源、摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器；外围装置为伸缩摇杆和推车平台；所述摇杆电位计通过伸缩摇杆固定在推车平台后端，伸缩摇杆摆动导致自身电压变化，所述摇杆电位计采用双轴或三轴电位计，摇杆电位计将采集的伸缩摇杆电压变化传递给控制器，控制器将所述电压变化作为驱动电机运转速度和方向的参考值，从而带动推车平台运动，同时所述控制器接收来自测速传感器测量的电机速度反馈，经由控制器处理后调节推车平台的运动；所述电源为摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器供电。进一步地，所述控制器根据伸缩摇杆电压变化区间设置档位速度。进一步地，所述电源采用可充电的锂电池。进一步地，采用四个电机分别驱动推车平台四个车轮转动。有益效果：1、本专利技术采用轻巧的摇杆代替笨重的传统推车的把手，可实现轻微操作摇杆控制推车前进、后退、左转和右转的功能，使用便捷轻巧，不仅降低劳动强度，达到轻松省力的效果，提高工作效率，而且又起到方向盘的作用，一举两得，操作简便；其次，采用闭环反馈系统，随时调节控制推车的运动，抗干扰能力强。2、本专利技术设计的档位速度可根据用户需求进行速度调节，以便实现推车跟随人运动的功能。3、本专利技术所采用的可充电锂电池，方便拆卸，工作时间长达六个小时，环保无污染，在推车没有电的情况下，可随时更换电池，有效的提高了工作效率。4、本专利技术采用四个电机分别驱动推车平台四个车轮转动，实现差速运动，稳定性更好。附图说明图1为推车系统原理图；图2为推车外观结构示意图。其中，1-伸缩摇杆、2-推车平台。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。在电动助力推车系统设计之前，首先完成推车的整体构建，如图2所示，推车平台采用分层设计，采用亚克力板作为推车平台，上层为推车载物平台，下层为内部电路放置平台，推车电路系统即设置在推车平台内部。用轻巧的摇杆代替了传统推车中笨重的把手，起到省力的作用。进行机械加工，将伸缩摇杆1机械耦合在推车平台2上层平面后端，不仅可以助力省力，而且外观优美，又不失传统推车的功能。摇杆电位计安装在伸缩摇杆1上，可以根据需求进行长度调节，适应性强。采用四个电机分别驱动推车平台2四个车轮转动，实现差速运动。技术方案基于根据摇杆摆动的幅度和角度来控制推车运行速度和转向方式，本专利技术提供的电动助力推车系统，硬件系统主要由给定元件即摇杆电位计、控制器、执行元件即电机驱动模块和电机和测量元件即测速传感器组成，被控对象为推车平台，如图1所示。通过摇杆反映力的作用效果，当人力轻微操作摇杆时，将摇杆电位计采集的电压变化值作为推车运行速度和方向的参考值，并作为控制系统的输入。采用双轴摇杆电位计，方向坐标系由两轴组成，分别控制推车前进、后退、左转与右转，灵敏度高，省力。控制器为单片机，芯片型号是STM32F103ZET6，使用STM32单片机完成ADC模拟信号采集、时钟引脚发出PWM波以及对输入信号的上升沿捕获计数功能。测速传感器采用霍尔测速传感器，将运动学速度信号转换成脉冲电信号，通过读取脉冲数以及脉冲周期来计算电机转动的速度。将测速传感器作为闭环控制系统的反馈元件，将实时采集的电机转速反馈给单片机，构成闭环控制系统。采用四个霍尔测速传感器，分别采集四个电机的转速。电机驱动模块采用L298N双H桥直流电机驱动模块，成本低，控制原理简单，方便控制电机的转动方向和转速，通过对转速的控制实现差速运动。电机采用直流力矩电机，使用寿命长、噪音低，力矩大，性能稳定可靠，轻松带动推车运行。电机驱动用12V电源供电，摇杆电位计用3.3V电源供电，STM32单片机用5V电源供电。所以电源选取12V16800mAh可充电的锂电池。采用LM2596SDC-DC可调降压模块对12V的电压进行降压，转成5V和3.3V电压。当人力轻微操作伸缩摇杆1时，导致自身电压变化，利用摇杆电位计采集的电压变化值作为推车运行速度和方向的参考值；摇杆电位计将采集的电压变化传递给STM32单片机，STM32单片机输出控制信号即PWM波并通过驱动模块驱动电机运转带动推车平台运动；同时，通过霍尔测速传感器测量电机转速，反馈给STM32单片机，构成闭环控制系统，以增量式PID算法进行调节，控制推车平台2的运动。采用差速移动原理，当左轮转速小于右轮转速时，左轮无法跟随右轮，从而实现左转向；同理实现右转向。本电动助力推车系统能够实现轻微操作摇杆即可控制推车前进、后退、左转和右转的功能，并且控制器根据伸缩摇杆电压变化区间设置多种档位速度，可根据操作摇杆的幅度进行控制，使推车的运动更加平稳。本实施例在前进和后退运动时分别有三种档位速度，左转和右转时设置为恒速运动，更易于实现且运动平稳。假设，操作者向左偏移伸缩摇杆1，导致自身电压变化，双轴摇杆电位计采集到该电压变化值传递给控制器，控制器可以根据电压变化值判断出偏转方向，并根据设定控制电机的运转速度，从而带动推车平台2在设定的恒速下左转，同时，四个霍尔测速传感器分别采集四个电机的转速反馈给控制器，经由控制器处理后调节驱动电机的速度，以达到推车平台2平稳运动的目的。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动助力推车系统，其特征在于，所述推车系统包括：电源、摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器；外围装置为伸缩摇杆和推车平台；所述摇杆电位计通过伸缩摇杆固定在推车平台后端，伸缩摇杆摆动导致自身电压变化，所述摇杆电位计采用双轴或三轴电位计，摇杆电位计将采集的伸缩摇杆电压变化传递给控制器，控制器将所述电压变化作为驱动电机运转速度和方向的参考值，从而带动推车平台运动，同时所述控制器接收来自测速传感器测量的电机速度反馈，经由控制器处理后调节推车平台的运动；所述电源为摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器供电。

【技术特征摘要】
1.一种电动助力推车系统，其特征在于，所述推车系统包括：电源、摇杆电位计、控制器、电机和测速传感器；外围装置为伸缩摇杆和推车平台；所述摇杆电位计通过伸缩摇杆固定在推车平台后端，伸缩摇杆摆动导致自身电压变化，所述摇杆电位计采用双轴或三轴电位计，摇杆电位计将采集的伸缩摇杆电压变化传递给控制器，控制器将所述电压变化作为驱动电机运转速度和方向的参考值，从而带动推车平台运动，同时所述控制器接收来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪进文，杨毅，周明龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11