[发明专利]一种平衡车的控制电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种平衡车的控制电路，包括了电源，在电源上耦接着功率驱动电路，所述功率驱动电路用于控制电源的启闭，在所述功率驱动电路上耦接着单片机、左电机和右电机，所述单片机用于处理信号，在所述左电机上连接着左电机编码器，在所述右电机上连接着右电机编码器，所述左电机编码器和右电机编码器均与所述单片机耦接，所述功率驱动电路包括了隔离芯片、电机驱动芯片和开关电源芯片，所述隔离芯片用于将单片机与电机驱动芯片隔离，所述电机驱动芯片用于接收单片机产生的PWM信号并发送给左电机和右电机，控制所述左电机、右电机的转向和转速，所述开关电源芯片用于为单片机提供稳定在5V的电源电压。

技术领域

本发明涉及健身器材技术领域，特别是涉及一种平衡车的控制电路及其控制方法。

背景技术

两轮自平衡平衡车是一种常用的健身器材，它是由两轮共轴、独立驱动、车身中心位于车轮轴上方，通过运动保持平衡，可不借助外力直立行走。当锻炼者站在平衡车上时，可以有效锻炼自身的平衡能力，因为一旦站姿不正确，就容易导致平衡平衡车的水平平衡被破坏，使得平衡车的应急系统启动，令平衡车停止，平衡车的自动平衡运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理之上，也就是车辆本身的自动平衡能力。

但在现有技术中，由于有些路面的不平整，会导致平衡车发生小幅度的颠簸，而如果这种小颠簸也能造成平衡车制动，那么会显得平衡车过于“敏感”，现有技术中一般是通过在平衡车的车轮位置设置减震器来减小这种颠簸，然而减震器的减震效果是不稳定的，并且平衡车的体积较小，安装减震器会导致平衡车的重力平衡被打破，需要在制造时进行调节，这就增加了平衡车的制造成本以及降低了生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能稳定调节平衡车小幅振动的控制电路及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种平衡车的控制电路，包括了电源，在电源上耦接着功率驱动电路，所述功率驱动电路用于控制电源的启闭，在所述功率驱动电路上耦接着单片机、左电机和右电机，所述单片机用于处理信号，所述左电机用于控制左车轮的正转或反转以及转速，所述右电机用于控制右车轮的正转或反转以及转速，在所述左电机上连接着左电机编码器，在所述右电机上连接着右电机编码器，所述左电机编码器和右电机编码器均与所述单片机耦接，所述功率驱动电路包括了隔离芯片、电机驱动芯片和开关电源芯片，所述隔离芯片用于将单片机与电机驱动芯片隔离，所述电机驱动芯片用于接收单片机产生的PWM信号并发送给左电机和右电机，控制所述左电机、右电机的转向和转速，所述开关电源芯片用于为单片机提供稳定在5V的电源电压。

作为本发明的具体技术方案，所述单片机的型号为MCUXS128。

作为本发明的改进，在所述单片机上耦接着角度传感器，用于监测平衡车的转动角度。

作为本发明的进一步改进，在所述单片机上耦接着陀螺仪。

作为本发明的优选，所述隔离芯片的型号为74LS244，所述电机驱动芯片的型号为BTN7971，所述开关电源芯片的型号为LM2596。

一种采用上述的控制电路对平衡车进行控制的方法，包括了如下步骤：

1)、启动电源，驱动左电机和右电机工作，由左电机带动左车轮、右电机带动右车轮转动，使得平衡车前进；

2)、由陀螺仪对平衡车的水平角度进行监测，当平衡车处于瞬时平衡状态时，两个电机处于相对静止状态，保持平衡车直立，如果平衡车的水平角度发生变化，即平衡车的平衡被破坏，则由陀螺仪将角度变化信号传递给角度传感器，再由角度传感器将纠偏信号传递给单片机；

3)、单片机根据纠偏信号的极性控制电机转向，车轮向后转动来纠正后仰，车轮向前转动来纠正前倾。