一种智能平衡休闲车制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱动系统以及车体前后安装的安全辅助装置，其特征在于，所述驱动系统包括陀螺仪加速度传感器、中央微处理器控制模块、功率驱动模块和电机。本智能平衡休闲车采用磁场定向控制（FOC）方案设计使得电机在低速的时候效率更高，力矩的波动小，车体更加平稳，系统平台集成性更强，动态响应更快，提高了产品的稳定性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能平衡休闲车，尤其涉及一种基于磁场定向控制(FOC)平台电力驱动的坐式智能平衡休闲车。
技术介绍
目前两轮智能平衡车已在市面上大量销售，市场反应良好，但市面上的以站立骑行为主，站立骑行由于人的重心高，存在比较大的安全风险；还有较长时间的站立容易造成人的疲劳，所以坐着骑行的智能休闲平衡车有效解决了上述问题。在保证两轮智能平衡车新颖的驾驶方式和灵活性前提下，同时也兼顾了安全性。然而目前现有的两轮智能平衡车都是采用无刷直流电机(BLDC)驱动方案，这种驱动方案明显存在以下几个问题。1、动态响应慢，会产生控制间隙造成所谓空档问题；2、低速时候效率过低，电机温度升高；3、转矩波动大，低速时候控制不够平稳；4、系统平台集成度还不高。
技术实现思路
本技术针对以上缺点，提供了一种智能平衡休闲车，以达到车体更加平稳，动态响应更快，稳定性更高的目的。为实现上述目的，本技术采取下述技术方案来实现:一种智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱动系统以及车体前后安装的安全辅助装置，所述驱动系统包括陀螺仪加速度传感器、中央微处理器(DSP)控制模块、功率驱动模块和电机。进一步的，陀螺仪加速度传感器包括陀螺仪、加速度传感器和方向传感器。进一步，所述中央微处理器控制模块采用12路、16路、18路中的任意一种的脉冲宽度调制(PWM)输出。优选的，所述中央微处理器控制模块采用18路的PWM输出。作为优选的，所述中央微处理器控制模块采用塑料方块平面(PQFP) 176封装。作为优选的，所述功率驱动模块采用NMOS集成电路封装。作为优选的，所述电机为永磁同步电机。作为优选的，所述永磁同步电机采用混合式光电编码器。总之，本技术的有益效果为:磁场定向控制(FOC)方案设计的一种电力驱动、且具有自我平衡能力的个人坐式休闲代步车。从而使得电机在低速的时候效率更高，力矩的波动小，车体更加平稳，动态响应更快，较好的解决了以上存在的问题，提高了产品的稳定性；进一步，陀螺仪加速度传感器包括陀螺仪、加速度传感器和方向传感器，可以实现灵活控制控制休闲车前进、后退和左右轮的原地转向；进一步，DSP控制模块采用多达18路的PWM输出，可以同时驱动2路PMSM电机；进一步，DSP控制模块采用PQFP-176封装，提供丰富的IO 口，提高系统集成度； 进一步，所述功率驱动模块采用驱动IC+NM0S方案，使得电机效率更高；进一步，所述电机为永磁同步电机，具有功率密度大，效率高，可靠性高等优点，使得平衡车动态响应迅速，低速时效率升高，控制平稳；进一步，所述永磁同步电机采用混合式光电编码器精度高，提升产品的稳定性。附图说明图1是本技术智能平衡休闲车的驱动系统结构示意图。图2是本技术智能平衡休闲车的陀螺仪加速器传感器的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术进行详细描述。—种基于FOC平台的智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱动系统以及车体前后安装的安全辅助装置。图1是所述驱动系统的结构示意图，如图所示，包括陀螺仪加速度传感器1、中央微处理器(DSP)控制模块2、功率驱动模块3和电机4。其中陀螺仪加速度传感器I为置于车体内的精密电子装置，图2是所述陀螺仪加速器传感器的结构示意图。从图2可 以看出其具体包括陀螺仪11、加速度传感器12和方向传感器13。Y轴陀螺仪11和加速度传感器12在系统中作为速度发生器，通过检测人车重心偏离设定平衡点的角度，并把此角度值传给DSP做处理，经过计算处理控制休闲车前进、后退。方向传感器13和X轴陀螺仪11采集到左右转弯的方向信号，通过DSP处理灵活控制左右轮的原地转向。本实施例中，DSP控制模块2的工作频率为150M，可以快速有效的实现PMSM FOC的控制算法。DSP控制模块2可以多用12路、16路或18路的PWM输出，优选的，采用多达18路的PWM输出，可以同时驱动2路PMSM电机。DSP控制模块2采用自带12bit ADC，转换速度达80ns，可以实现系统高精度、高速度信号采集的要求。优选的，所述DSP控制模块2采用PQFP-176封装，提供丰富的IO 口，从而提高系统集成度。本实施例中，DSP控制模块2可以采用工业级的芯片，也可以采用汽车级的芯片，优选的，采用工业级的芯片，其工作温度范围为-4(Γ125度，可以提高系统的稳定性。功率驱动模块3采用IC+NM0S封装。本实施例中，电机4可以选择各种适用的电机，优选的，采用永磁同步电机(PMSM)，其中PMSM采用混合光电编码器方案，即采用光电编码器+UVW霍尔的方案，可以提高系统的稳定性。FOC平台智能平衡休闲车的运作原理主要是飞机平衡的原理，也就是车辆本身的自动平衡能力(电子自衡系统)。以内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，通过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令产生PWM，控制功率管开关驱动电机来做到平衡的效果。电力驱动采用TI DSP TMS320F28335芯片搭建主控平台，以陀螺仪11、加速度传感器12和方向传感器13作为指令发生器，通过主控电路控制功率驱动电路来驱动左右电机运行，并用指示灯显示平衡车当前的状态。综上所述，本技术中，智能平衡休闲车是一种利用磁场定向控制(FOC)方案设计，采用电力驱动具有自我平衡能力的个人坐式休闲代步车，电机在低速的时候效率更高，力矩的波动小，车体更加平稳，动态响应更快，系统平台集成度高，产品稳定性高。虽然本技术已以较佳实施例披露如上，但本技术并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。权利要求1.一种智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱动系统以及车体前后安装的安全辅助装置，其特征在于，所述驱动系统包括陀螺仪加速度传感器、中央微处理器控制模块、功率驱动模块和电机。2.根据权利要求1所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述陀螺仪加速度传感器包括陀螺仪、加速度传感器和方向传感器。3.根据权利要求1或2所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述中央微处理器控制模块采用12路、16路、18路中任意一种的脉冲宽度调制输出。4.根据权利要求3所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述中央微处理器控制模块采用18路的脉冲宽度调制输出。5.根据权利要求3所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述中央微处理器控制模块采用PQFP176封装。6.根据权利要求3所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述功率驱动模块采用NMOS集成电路封装。7.根据权利要求1所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述电机为永磁同步电机。8.根据权利要求7所述的智能平衡休闲车，其特征在于，所述永磁同步电机采用混合式光电编码器。专利摘要本技术提供了一种智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能平衡休闲车，包括车体、用于骑乘者乘坐的承载装置、安装于承载装置上的行走装置、安装于承载装置下方的底盘，设置于车体内的驱动系统以及车体前后安装的安全辅助装置，其特征在于，所述驱动系统包括陀螺仪加速度传感器、中央微处理器控制模块、功率驱动模块和电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应放天，颜俊，叶卫富，徐宗霖，
申请(专利权)人：杭州亿脑智能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：