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专利号: 2020114463150
申请人: 徐州锋儒智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,包括有传动总成和控制模块,其特征在于,所述传动总成包括有锂电池组、无刷电机、减速齿轮和陀螺仪,所述控制模块包括有单片机、位移传感器、微处理器和转速传感器;

传动总成是电动平衡车能够行驶的主要动力源和结构支持,并且传动总成能够对控制模块的运行提供必要的电力,控制模块对平衡车的运行状态和平衡性实现控制,用以保证车体运行的平稳性。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述锂电池组和无刷电机之前是电性连接,减速齿轮设置在无刷电机上;

其传动总成的工作流程包括有如下步骤:S1:在电动平衡车通电之后,锂电池组会给无刷电机提供转动所必要的电力,无刷电机会带动滚轮同步转动,使得平衡车能够实现移动;

S2:平衡车自身的倾斜变化会带动内部的陀螺仪同步活动,陀螺仪通过为控制器计算出倾斜角度,并且给无刷电机以电信号,使得无刷电机会根据倾斜角度调整转速和转向;

S3:无刷电机在接收到微处理器的电信号之后,无刷电机自身会对输出轴的转速和转向实现调节,当转速变快时,平衡车会同步加速,并且当无刷电机减速或者逆向转动时,车体可以实现减速甚至停止的效果。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述控制模块对车体的平稳运行提供了基础,其控制模块自身采用了分级评测的方式实现,所述控制模块的主要工作流程包括有如下步骤:a:当平衡车带动陀螺仪同步倾斜时,位移传感器能够将陀螺仪的活动信息转变为电信号,并且将电信号传递给微处理器;

b:微处理器接收到陀螺仪的电信号之后,能够根据倾斜角度的不同进行分级划分,其倾斜的电信号主要分为前倾和后倾,分别对应平衡车的加速和减速,之后将分级后的电信号传输给单片机;

c:单片机根据不同级别的电信号对无刷电机的转速实现调节。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述位移传感器配合滑动变阻器共同使用,滑动变阻器的滑杆上设置有五个节点,分别对应平衡车运行时的五个加速和减速阶段。

5.根据权利要求3所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述控制模块在对平衡车进行分级调节的过程中,其划分的区间分别为0‑5%、5%‑

10%、10%‑15%、15%‑20%和大于20%;五个所述分级调节分别对应平衡车行驶过程中的瞬时起步、加速、常态行驶、高速行驶和车体失控,相对的,车辆的后倾会对平衡车施加五个等级的电阻作用力。

6.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述平衡车倾斜的角度值和平衡车的加速度、制动作用力呈正比。

7.根据权利要求4所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述滑动变阻器上的五个节点对应两种应对方案,滑动变阻器上的起始点至第四个节点之间为分级制动方案,第五个节点为失衡保护方案。

8.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述转速传感器设置在无刷电机的输出轴上,转速传感器能够将无刷电机转动的转速信号转变为电信号,转速传感器配合陀螺仪的共同使用,保证微处理器能够施加和平衡车实际运行相匹配的电信号。

9.根据权利要求7所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述滑动变阻器、无刷电机和锂电池组之间通过线缆电性连接,所述滑动变阻器位于无刷电机和锂电池组线路之间。

10.根据权利要求1所述的基于陀螺仪的消费品级电动平衡车控制方法及系统,其特征在于,所述无刷电机的输出轴传动连接有转轴,所述转轴的两端分别按安装有滚轮,且两端滚轮的底面在同一水平面上。