一种两轮平衡车控制系统及两轮平衡车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种两轮平衡车控制系统及两轮平衡车，其中控制系统包括：主控板，用于采集信号，对所检测的信号进行处理以及对外发送控制信号；副板，用于采集信号，用于与主控板进行信号交互，并用于车辆信息指示或/及功能扩展；以及，外围器件，用于提供信号、接收主控板或/及副板所发送的控制信号及执行相应功能；主控板与副板连接，外围器件与主控板或/及副板连接，主控板上设置有主控芯片、陀螺仪芯片、第一供电电路、电机驱动电路、副板接口及第一信号接口电路，陀螺仪芯片、第一供电电路、电机驱动电路及副板接口均连接至主控芯片。本实用新型专利技术两轮平衡车控制系统采用一整块主控板的设计，副板可进行车辆信息指示或/及功能扩展。

A control system of two wheel balance car and two wheel balance car

【技术实现步骤摘要】
一种两轮平衡车控制系统及两轮平衡车
本技术涉及两轮平衡车控制系统及两轮平衡车。
技术介绍
现有的一种类型的两轮平衡车，左右两车架不能相对扭动，平衡车前进通过控制车体的前倾实现，后退通过控制车体后倾实现，平衡车的转向通过转动操作杆实现。在实现本技术过程中，技术人发现现有技术中至少存在如下问题。平衡车的控制系统中主控板的功能单一且一般设置成好几块，如通常设置电机驱动板，控制板等，其信号传输不稳定，且设计复杂，更换不便。
技术实现思路
本技术涉及两轮平衡车控制系统及两轮平衡车，其中控制系统是采用一整块主控板的设计，主控板上集成了主要功能电路，提高了信号传输的可靠性，更换方便。本技术是通过以下技术方案实现的：一种两轮平衡车控制系统，包括：主控板，用于检测信号，对所检测的信号进行处理以及对外发送控制信号；副板，用于检测信号，用于与主控板进行信号交互，以及用于车辆信息指示或/及功能扩展；以及，外围器件，用于提供信号、接收主控板或/及副板所发送的控制信号及执行相应功能；所述主控板与副板连接，所述外围器件与主控板或/及副板连接；所述主控板上设置有，用于检测信号、对所检测的信号进行处理、对外发送控制信号的主控芯片；用于检测两轮平衡车车体的角速度和加速度的陀螺仪芯片；用于给主控板、副板、外围器件供电的第一供电电路；用于驱动电机运行的电机驱动电路；用于与副板进行连接的副板接口；以及，用于与外围器件进行连接的第一信号接口电路；所述陀螺仪芯片、第一供电电路、电机驱动电路及副板接口均连接至主控芯片，第一供电电路连接有电池接口，电池接口连接电机驱动电路，副板接口连接第一供电电路。通过采用上述技术方案，将两轮平衡车的主要功能电路集中在主控板上，如主控板上设置了用于驱动平衡车两车轮的轮毂电机的电机驱动电路，用于检测车体的角速度和加速度的陀螺仪芯片；以及用于与外围器件进行连接的第一信号接口电路等；各电路可直接连接至主控芯片，集中于一块主控板上，提高了信号传输的可靠性，增加了两轮平衡车的安全性，也方便生产；副板上可进行车辆信息指示或/及功能扩展，增加车辆的附加价值。作为本技术的进一步改进，所述主控板上还设置有，用于检测电机运行电流的电流检测电路；用于电机运行电流过大时保护性切断电机的PWM信号的过流保护电路；以及，用于检测电池电压的电压检测电路；所述电流检测电路连接电机驱动电路和主控芯片，所述电压检测电路连接第一供电电路及主控芯片；所述过流保护电路连接有采样电阻和主控芯片，采样电阻连接电机驱动电路及电池接口。通过采用上述技术方案，电机的运行状态通过其运行电流可实时检测和反馈，控制电流在正常范围；过流保护电路可起到保护电机驱动电路的作用，保证平衡车行驶的安全性；电压检测电路可实时检测出电池的输出电压，以保证主控板、副板的正常电压供给，电量过低时可通过车辆信息显示装置显示出来，并伴随声音提示，以提醒使用者及时充电。过流保护电路的采样电阻需采用毫欧级电阻。作为本技术的进一步改进，电机驱动电路连接有MOS管，电流检测电路连接有毫欧级采样电阻或连接所述MOS管，电流检测电路对毫欧级采样电阻或者对导通MOS管电阻的通电压差进行检测，所检测的信号通过运放芯片或者主控芯片内部运放放大后采样。电流检测电路使用的采样电阻可采用毫欧级电阻，或可采用电机驱动电路中MOS管作为采样电阻，节省成本。电流检测电路中采样电阻的设置，较传统的电流传感器，更节省体积，可使电路板的设计得到优化，结构紧凑。作为本技术的进一步改进，所述主控板或/及副板上设置有扩展功能板接口。通过采用上述技术方案，扩展功能板为其他附加功能的电路板，主控板或/及副板上可预留该扩展功能板接口（电源或信号接口），以便于后续扩展功能的增加，提高两轮平衡车控制系统的丰富性。作为本技术的进一步改进，所述副板上设置有，用于检测信号、对所检测的信号进行处理、与主控板进行信号交互、对外发送或/及接收控制信号的芯片；用于对外显示车辆信息的车辆信息指示电路；用于与主控板进行连接的主控板接口；以及，用于与外围器件进行连接的第二信号接口电路；车辆信息指示电路及主控板接口均连接至芯片；所述副板上设置有转向传感元件接口，转向信号经由转向传感元件接口——主控板接口——连接线——副板接口连接至主控板上的主控芯片，如果不使用副板来增加功能，则可将开关和转向传感元件直接连接至主控板上的副板接口；所述转向传感元件可为转向霍尔元件，即转向用线性霍尔元件。通过采用上述技术方案，副板上的芯片可用于与主控板进行信号交互、对外发送或/及接收控制信号；而车辆信息指示电路可将副板上芯片所传来的主控板上所采集的电池信息、电机信息，或者副板上的蓝牙信息等通过车辆信息显示装置显示出来；转向传感元件用于检测平衡车的转向操作杆的转动角度，以便控制平衡车转向。作为本技术的进一步改进，所述芯片为控制芯片，用于检测信号、对所检测的信号进行处理、与主控板信号交互、对外发送或/及接收控制信号；或者，所述芯片为蓝牙芯片，蓝牙芯片上集成有控制芯片的功能和用于与外部蓝牙设备进行数据通信的功能，可称为功能集成的蓝牙芯片；或者，所述芯片为控制芯片及蓝牙芯片，控制芯片用于检测信号、对所检测的信号进行处理、与主控板信号交互、对外发送或/及接收控制信号，蓝牙芯片用于与外部蓝牙设备进行数据通信。通过采用上述技术方案，副板上的芯片可在控制芯片的基础上，集成蓝牙的数据通讯功能，有利于与外部蓝牙设备进行数据通讯，增强人机交互性能。作为本技术的进一步改进，所述主控板或副板上还设置有，用于故障报警、行车声音提示、功能提示的声音提示电路；所述声音提示电路连接至主控板上的主控芯片或副板上的芯片；主控板或/及副板的采集的车辆信息，通过车辆信息指示电路传送给车辆信息显示装置显示出来。通过采用上述技术方案，声音提示电路作为一个扩展功能电路，可设置于主控板或副板上，可实现报警、警示或语音播报功能，便于人机交互，提高平衡车的操作安全性和趣味性。车辆信息显示装置可采用如液晶屏、LED灯屏、LED灯、OLED屏等，便于用户直接感受。作为本技术的进一步改进，所述副板上还设置有，用于检测人为触发的操作信号的电容感应控制电路；电容感应控制电路连接至芯片。通过采用上述技术方案，副板的电容感应控制电路是使用电容感应芯片实现在无按钮的情况下，通过接近特定区域对车辆进行功能设置或者上下电控制，如利用脚即可操作车辆上下电，无需弯腰操作，使平衡车使用更为便利。作为本技术的进一步改进，所述外围器件包括电池、电机、站人检测元件、灯带、照明灯以及转向传感元件，如果将声音提示装置以及车辆信息显示装置移至主控板/副板外，则均视之为外围器件，所述电池、电机、灯带、照明灯及站人检测元件连接至主控板，车辆信息显示装置直接焊接在副板或者通过线束或印刷电路板连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两轮平衡车控制系统，其特征在于，包括：/n主控板，用于检测信号，对所检测的信号进行处理以及对外发送控制信号；/n副板，用于检测信号，用于与主控板进行信号交互，以及用于车辆信息指示或/及功能扩展；以及，/n外围器件，用于提供信号、接收主控板或/及副板所发送的控制信号及执行相应功能；/n所述主控板与副板连接，所述外围器件与主控板或/及副板连接；/n所述主控板上设置有，/n用于检测信号、对所检测的信号进行处理、对外发送控制信号的主控芯片；/n用于检测两轮平衡车车体的角速度和加速度的陀螺仪芯片；/n用于给主控板、副板、外围器件供电的第一供电电路；/n用于驱动电机运行的电机驱动电路；/n用于与副板进行连接的副板接口；以及，/n用于与外围器件进行连接的第一信号接口电路；/n所述陀螺仪芯片、第一供电电路、电机驱动电路及副板接口均连接至主控芯片，第一供电电路连接有电池接口，电池接口连接电机驱动电路，副板接口连接第一供电电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种两轮平衡车控制系统，其特征在于，包括：
主控板，用于检测信号，对所检测的信号进行处理以及对外发送控制信号；
副板，用于检测信号，用于与主控板进行信号交互，以及用于车辆信息指示或/及功能扩展；以及，
外围器件，用于提供信号、接收主控板或/及副板所发送的控制信号及执行相应功能；
所述主控板与副板连接，所述外围器件与主控板或/及副板连接；
所述主控板上设置有，
用于检测信号、对所检测的信号进行处理、对外发送控制信号的主控芯片；
用于检测两轮平衡车车体的角速度和加速度的陀螺仪芯片；
用于给主控板、副板、外围器件供电的第一供电电路；
用于驱动电机运行的电机驱动电路；
用于与副板进行连接的副板接口；以及，
用于与外围器件进行连接的第一信号接口电路；
所述陀螺仪芯片、第一供电电路、电机驱动电路及副板接口均连接至主控芯片，第一供电电路连接有电池接口，电池接口连接电机驱动电路，副板接口连接第一供电电路。


2.如权利要求1所述的两轮平衡车控制系统，其特征在于，所述主控板上还设置有，
用于检测电机运行电流的电流检测电路；
用于电机运行电流过大时保护性切断电机的PWM信号的过流保护电路；以及，
用于检测电池电压的电压检测电路；
所述电流检测电路连接电机驱动电路和主控芯片，所述电压检测电路连接第一供电电路及主控芯片；所述过流保护电路连接有采样电阻和主控芯片，采样电阻连接电机驱动电路及电池接口。


3.如权利要求1所述的两轮平衡车控制系统，其特征在于，电机驱动电路连接有MOS管，电流检测电路连接有毫欧级采样电阻或连接所述MOS管，电流检测电路对毫欧级采样电阻或者对导通MOS管电阻的通电压差进行检测，所检测的信号通过运放芯片或者主控芯片内部运放放大后采样。


4.如权利要求1所述的两轮平衡车控制系统，其特征在于，所述主控板或/及副板上设置有扩展功能板接口。


5.如权利要求1所述的两轮平衡车控制系统，其特征在于，所述副板上设置有，
用于检测信号、对所检测的信号进行处理、与主控板进行信号交互、对外发送或/及接收控制信号的芯片；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧传美，
申请(专利权)人：浙江阿尔郎科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33