[实用新型]两轮直立自平衡小车的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于控制装置技术领域，具体涉及一种两轮直立自平衡小车的控制系统。

背景技术

现在两轮直立自平衡小车的使用范围越来越广，在安保巡查、代步、机场协助等方面发挥着越来越大的作用，但是现有的两轮直立自平衡小车存在调整速度较慢的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种两轮直立自平衡小车的控制系统，解决了现有的两轮直立自平衡小车存在的调整速度较慢的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：两轮直立自平衡小车的控制系统，包括控制模块，控制模块分别连接有电源模块、传感显示模块以及驱动调整模块。

本实用新型的特点还在于，

电源模块包括互相连接的12V锂电池以及降压供电单元，12V锂电池与驱动调整模块相连，降压供电单元与控制模块相连。

传感显示模块包括陀螺仪、显示屏以及加速度传感器。

控制模块采用AVR单片机。

驱动调整模块包括驱动单元，驱动单元分别与12V锂电池和控制模块相连，驱动单元分别连接有第一直流电机和第二直流电机。

降压供电单元是型号为7805的三端稳压集成芯片。

陀螺仪是型号为ENC-03MA的角速度传感器，加速度传感器是型号为MMA7361的三轴加速度传感器。

驱动单元是型号为L298N的驱动芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的两轮直立自平衡小车的控制系统，解决了现有的两轮直立自平衡小车存在的调整速度较慢的问题。本实用新型的两轮直立自平衡小车的控制系统反应速度快，控制精确，能控制两轮直立自平衡小车快速反应以及平衡运行。

附图说明

图1是本实用新型的两轮直立自平衡小车的控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型的两轮直立自平衡小车的控制系统的具体结构示意图。

图中，1.电源模块，2.传感显示模块，3.控制模块，4.驱动调整模块，11.12V锂电池，12.降压供电单元，21.陀螺仪，22.显示屏，23.加速度传感器，41.驱动单元，42.第一直流电机，43.第二直流电机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的两轮直立自平衡小车的控制系统的结构如图1所示，包括控制模块3，控制模块3分别连接有电源模块1、传感显示模块2以及驱动调整模块4。

如图2所示，电源模块1包括互相连接的12V锂电池11以及降压供电单元12，12V锂电池11与驱动调整模块4相连，降压供电单元12与控制模块3相连。

传感显示模块2包括陀螺仪21、显示屏22以及加速度传感器23。

控制模块3采用AVR单片机。

驱动调整模块4包括驱动单元41，驱动单元41分别与12V锂电池11和控制模块3相连，驱动单元41分别连接有第一直流电机42和第二直流电机43。

降压供电单元12是型号为7805的三端稳压集成芯片。

陀螺仪21是型号为ENC-03MA的角速度传感器，加速度传感器23是型号为MMA7361的三轴加速度传感器。

驱动单元41是型号为L298N的驱动芯片。

陀螺仪21用于位置控制、姿态控制等领域。它通过内部的双压电晶片作为基础零件，以达到输出电压=V0+A*W(-90deg/s<W<90deg/s)，其中V0为传感器静态时的输出电压，A为比例常数，W为角速度。将输出的电压发送给控制模块3进行A/D转换，然后通过该公式进行逆变换测得到了相应的角速度W。

加速度传感器23是型号为MMA7361的三轴加速度传感器，其具有模拟输出功能和测量XYZ的3轴灵敏度。它的输出电压与加速度的关系为V₀(v)＝1.65(v)+0.08*a(m/S²)，式中1.65是加速度为0时的电压输出，a为加速度。同陀螺仪21的使用一样，将输出的电压V₀进行A/D转换后，将该公式进行逆向使用将可以得出该时刻的加速度值。

驱动芯片L298N的内部包含4个通道逻辑驱动电路，即内含二个H桥的高电压大电流双桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的无刷直流电机。L298N可驱动2个电机，OUT1、OUT2，OUT3、OUT4之间接2个电动机，其管脚5、7、10以及12接控制电平，控制电机正反转，ENA和ENB接控制使能端，控制电机的停转。所以，L298N适合用作小型直流电机控制芯片。