全文摘要
本实用新型涉及一种平衡车的方向控制系统，其特征在于，包括力敏电阻和主控芯片，其中力敏电阻设置于平衡车的踏板，用于测量所述踏板承受的压力的大小及方向。平衡车的两个轮轴不需要相对转动来控制转向，提高了安全性；没有摇把，便于操控及携带；使用力敏电阻作为压力传感器，相比电阻应变片安装更加简便且可靠性高，成本更低。
主设计要求
1.一种平衡车的方向控制系统，其特征在于，包括力敏电阻(1)、主控芯片(2)和陀螺仪(4)；所述力敏电阻(1)设置于平衡车的踏板，所述力敏电阻(1)用于测量所述踏板承受的压力的大小及方向；所述主控芯片(2)为STM32F4系列微控制器，所述主控芯片(2)用于根据所述踏板所承受压力的大小及方向进行运算，输出相应的驱动信号；所述陀螺仪(4)用于测量所述平衡车的前倾或后仰的角度信号；所述陀螺仪(4)通过陀螺仪电路(41)与所述主控芯片(2)连接，向所述主控芯片(2)传输所述平衡车的前倾或后仰的角度信号，所述陀螺仪电路(41)的SDA端与所述主控芯片(2)的PB4引脚连接；所述陀螺仪电路(41)的SCL端与所述主控芯片(2)的PB3引脚连接。
设计方案
1.一种平衡车的方向控制系统，其特征在于，包括力敏电阻(1)、主控芯片(2)和陀螺仪(4)；
所述力敏电阻(1)设置于平衡车的踏板，所述力敏电阻(1)用于测量所述踏板承受的压力的大小及方向；
所述主控芯片(2)为STM32F4系列微控制器，所述主控芯片(2)用于根据所述踏板所承受压力的大小及方向进行运算，输出相应的驱动信号；
所述陀螺仪(4)用于测量所述平衡车的前倾或后仰的角度信号；
所述陀螺仪(4)通过陀螺仪电路(41)与所述主控芯片(2)连接，向所述主控芯片(2)传输所述平衡车的前倾或后仰的角度信号，所述陀螺仪电路(41)的SDA端与所述主控芯片(2)的PB4引脚连接；所述陀螺仪电路(41)的SCL端与所述主控芯片(2)的PB3引脚连接。
2.如权利要求1所述的方向控制系统，其特征在于，所述力敏电阻(1)的数量为两个以上，两个以上的所述力敏电阻(1)位于所述踏板的不同位置；所述踏板承受的压力为脚踏力，两个以上的所述力敏电阻(1)组合测量得出踏板受到的脚踏力的方向。
3.如权利要求2所述的方向控制系统，其特征在于，所述踏板分左右两个，分别承受左右两边的所述脚踏力。
4.如权利要求3所述的方向控制系统，其特征在于，还包括左电机(51)和右电机(52)；所述左电机(51)用于带动平衡车的左侧车轮；所述右电机(52)用于带动平衡车的右侧车轮。
5.如权利要求4所述的方向控制系统，其特征在于，还包括左力敏电阻放大电路(11)和右力敏电阻放大电路(12)；
所述左力敏电阻放大电路(11)的信号输出端与所述主控芯片(2)的PA2引脚连接；
所述右力敏电阻放大电路(12)的信号输出端与所述主控芯片(2)的PA3引脚连接；
所述左力敏电阻放大电路(11)和所述右力敏电阻放大电路(12)用于传输所述力敏电阻(1)的电阻变化转变为相应变化的电压信号，给所述主控芯片(2)。
6.如权利要求5所述的方向控制系统，其特征在于，所述左力敏电阻放大电路(11)和所述右力敏电阻放大电路(12)中，还包括运算放大器芯片，其作用是放大所述力敏电阻(1)的电阻变化转变为相应变化的电压信号。
7.如权利要求6所述的方向控制系统，其特征在于，还包括左电机驱动电路(31)和右电机驱动电路(32)；所述左电机驱动电路(31)和所述右电机驱动电路(32)用于控制电机的快速启停和切换正反转；
所述左电机驱动电路(31)的TIM-CHA端与所述主控芯片(2)的PC6引脚连接，TIM-CHA-N端与所述主控芯片(2)的PA7引脚连接，TIM-CHB端与所述主控芯片(2)的PC7引脚连接，TIM-CHB-N端与所述主控芯片(2)的PB0引脚连接，TIM-CHC端与所述主控芯片(2)的PC8引脚连接，TIM-CHC-N端与所述主控芯片(2)的PB1引脚连接；
所述右电机驱动电路(32)的TIM-CHA1端与所述主控芯片(2)的PA8引脚连接，TIM-CHA-N1端与所述主控芯片(2)的PB13引脚连接，TIM-CHB1端与所述主控芯片(2)的PA9引脚连接，TIM-CHB-N1端与所述主控芯片(2)的PB14引脚连接，TIM-CHC1端与所述主控芯片(2)的PA10引脚连接，TIM-CHC-N1端与所述主控芯片(2)的PB15引脚连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及平衡车技术领域，具体涉及一种平衡车的方向控制系统。
背景技术
平衡车，因为其酷炫的外表和灵活的操控，被越来越多追求时尚的年轻人作为短途代步工具使用。另外，它体积小，重量轻，不论自驾还是公交出行，携带都很方便。
目前平衡车主要有三种：
第一种：双轮通过联轴器连接，两轴上各装一个陀螺仪，感应两轴相对转动时各自的姿态，再通过运算控制双轮各自的电机转动方向和转速，进而控制平衡车运动。其缺点是两轴可以相对转动，两边脚踏板很难保持相同的姿势，所以在快速行驶时方向容易偏转，不易控制直线行驶。
第二种：两个轮子的轴固定，不能发生相对转动，车架上安装一个陀螺仪，测量平衡车前倾或后仰的角度，通过运算控制平衡车的平衡；用手或者腿控制安装在平衡车中部的摇杆，再通过霍尔元器件和两个磁铁产生感应摇杆角度变化，输出左右不同的电压信号在经过主控单片机运算处理后驱动左右两个电机正反转实现转弯。其缺点是霍尔元器件和摇杆的成本高；摇杆较长不利于便携，使用久了容易磨损松动，影响控制精度。
第三种：利用电阻应变片感应踏板的压力变化，判断人体重心的变化来控制平衡车转向，利用陀螺仪测量平衡车前倾或后仰的角度，通过运算控制平衡车的平衡。其优点是比第一种容易保持平衡，更加安全；比第二种少了摇杆和霍尔元器件及相关电路，成本低，并且手或者腿不需要操作摇杆，使操作更加简单。其缺点是电阻应变片安装数量多，安装要求高，其必须要和踏板完全贴合，如果有一个电阻应变片贴合出现误差，平衡车的骑感会变得很差甚至无法骑行；后端电路成本偏高，一般都采用(A\/D)转换芯片。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是：提出一种平衡车的方向控制系统，成本更低，安装更简单可靠，容易携带，容易操控。
一种平衡车的方向控制系统，其特征在于，包括力敏电阻1和主控芯片2；力敏电阻1设置于平衡车的踏板，力敏电阻1用于测量踏板承受的压力的大小及方向。
优选的，力敏电阻1的数量为两个以上，两个以上的力敏电阻1位于踏板的不同位置；踏板承受的压力为脚踏力，两个以上的力敏电阻1组合测量得出踏板受到的脚踏力的方向。
优选的，踏板分左右两个，分别承受左右两边的脚踏力。
优选的，主控芯片2为STM32F4系列微控制器，主控芯片2用于根据踏板所承受压力的大小及方向进行运算，输出相应的驱动信号。
优选的，还包括左电机51和右电机52；左电机51用于带动平衡车的左侧车轮；右电机52用于带动平衡车的右侧车轮。
优选的，还包括左力敏电阻放大电路11和右力敏电阻放大电路12；左力敏电阻放大电路11的信号输出端与主控芯片2的PA2引脚连接；右力敏电阻放大电路12的信号输出端与主控芯片2的PA3引脚连接；左力敏电阻放大电路11 和右力敏电阻放大电路12用于传输力敏电阻1的电阻变化转变为相应变化的电压信号，给主控芯片2。
优选的，左力敏电阻放大电路11和右力敏电阻放大电路12中，还包括运算放大器芯片，其作用是放大力敏电阻1的电阻变化转变为相应变化的电压信号。
优选的，还包括左电机驱动电路31和右电机驱动电路32；左电机驱动电路 31和右电机驱动电路32中包括MOSFET驱动芯片，用于控制电机快速启停和切换正反转；左电机驱动电路31的TIM-CHA端与主控芯片2的PC6引脚连接， TIM-CHA-N端与主控芯片2的PA7引脚连接，TIM-CHB端与主控芯片2的PC7 引脚连接，TIM-CHB-N端与主控芯片2的PB0引脚连接，TIM-CHC端与主控芯片2的PC8引脚连接，TIM-CHC-N端与主控芯片2的PB1引脚连接；右电机驱动电路32的TIM-CHA1端与主控芯片2的PA8引脚连接，TIM-CHA-N1 端与主控芯片2的PB13引脚连接，TIM-CHB1端与主控芯片2的PA9引脚连接， TIM-CHB-N1端与主控芯片2的PB14引脚连接，TIM-CHC1端与主控芯片2的 PA10引脚连接，TIM-CHC-N1端与主控芯片2的PB15引脚连接。
优选的，还包括陀螺仪4；陀螺仪4用于测量平衡车的前倾或后仰的角度信号。
优选的，还包括陀螺仪电路41，陀螺仪电路41用于连接陀螺仪4和主控芯片2，向向主控芯片2传输平衡车的前倾或后仰的角度信号；陀螺仪电路41的 SDA端与主控芯片2的PB4引脚连接；陀螺仪电路41的SCL端与主控芯片2 的PB3引脚连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型两个轮轴不需要相对转动来控制转向，提高了安全性；没有摇把，手和腿被释放出来，便于操控及携带；使用力敏电阻作为压力传感器，相比电阻应变片安装更加简便且可靠性高；相比现有技术成本更低。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的平衡车的方向控制系统作进一步说明。
图1是本实用新型系统图。
图2是本实用新型主控芯片电路图。
图3是本实用新型左力敏电阻放大电路图。
图4是本实用新型左电机驱动电路图。
图5是本实用新型陀螺仪电路图。
图中：
1-力敏电阻；11-左力敏电阻放大电路；12-右力敏电阻放大电路；2-主控芯片；31-左电机驱动电路；32-右电机驱动电路；4-陀螺仪；41-陀螺仪电路；51-左电机；52-右电机
具体实施方式
下面结合附图1～4对本实用新型一种平衡车的方向控制系统作进一步说明。
一种平衡车的方向控制系统，其特征在于，包括力敏电阻和主控芯片；力敏电阻设置于平衡车的踏板，力敏电阻用于测量踏板承受的压力的大小及方向。
本实施例中，力敏电阻的数量为两个以上，两个以上的力敏电阻位于踏板的不同位置；踏板承受的压力为脚踏力，两个以上的力敏电阻组合测量得出踏板受到的脚踏力的方向。
本实施例中，踏板分左右两个，分别承受左右两边的脚踏力。
本实施例中，主控芯片为STM32F4系列微控制器，主控芯片用于根据踏板所承受压力的大小及方向进行运算，输出相应的驱动信号。
本实施例中，还包括左电机和右电机；左电机用于带动平衡车的左侧车轮；右电机用于带动平衡车的右侧车轮。
本实施例中，还包括左力敏电阻放大电路和右力敏电阻放大电路；左力敏电阻放大电路的信号输出端与主控芯片的PA2引脚连接；右力敏电阻放大电路的信号输出端与主控芯片的PA3引脚连接；左力敏电阻放大电路和右力敏电阻放大电路用于传输力敏电阻的电阻变化转变为相应变化的电压信号，给主控芯片。
本实施例中，左力敏电阻放大电路和右力敏电阻放大电路中，还包括运算放大器芯片，其作用是放大力敏电阻的电阻变化转变为相应变化的电压信号。
本实施例中，还包括左电机驱动电路和右电机驱动电路；左电机驱动电路和右电机驱动电路中包括MOSFET驱动芯片，用于控制电机快速启停和切换正反转；左电机驱动电路的TIM-CHA端与主控芯片的PC6引脚连接，TIM-CHA-N 端与主控芯片的PA7引脚连接，TIM-CHB端与主控芯片的PC7引脚连接， TIM-CHB-N端与主控芯片的PB0引脚连接，TIM-CHC端与主控芯片的PC8引脚连接，TIM-CHC-N端与主控芯片的PB1引脚连接；右电机驱动电路的TIM-CHA1端与主控芯片的PA8引脚连接，TIM-CHA-N1端与主控芯片的PB13 引脚连接，TIM-CHB1端与主控芯片的PA9引脚连接，TIM-CHB-N1端与主控芯片的PB14引脚连接，TIM-CHC1端与主控芯片的PA10引脚连接， TIM-CHC-N1端与主控芯片的PB15引脚连接。
本实施例中，还包括陀螺仪；陀螺仪用于测量平衡车的前倾或后仰的角度信号。
本实施例中，还包括陀螺仪电路，陀螺仪电路用于连接陀螺仪和主控芯片，向向主控芯片传输平衡车的前倾或后仰的角度信号；陀螺仪电路的SDA端与主控芯片的PB4引脚连接；陀螺仪电路的SCL端与主控芯片的PB3引脚连接。
本实用新型的不局限于上述实施例，本实用新型的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920128707.9
申请日:2019-01-24
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209553393U
授权时间:20191029
主分类号:B62K 11/00
专利分类号:B62K11/00;B62K21/00;B60L15/20
范畴分类:32B;
申请人:深圳市跃视通科技有限公司
第一申请人:深圳市跃视通科技有限公司
申请人地址:518000 广东省深圳市龙岗区龙岗街道龙西社区鸿倡发工业园二栋5楼
发明人:尚坤
第一发明人:尚坤
当前权利人:深圳市跃视通科技有限公司
代理人:霍如肖
代理机构:44367
代理机构编号:深圳市创富知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计