CN104773238B - 智能平衡车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能平衡车技术领域。智能平衡车，包括：车架，连接于车架两侧的两个车轮，与车架连接的把手，设置于车架内、分别驱动两个车轮转动的两个电机，设置于车架上的人机交互电路板以及输出脚踏信号的脚踏感应装置，输出转向控制信号的转向信号输出装置，设置于车架的加速度传感器及陀螺仪电路板，设置于车架上的电机驱动电路板。该智能平衡车具有以下优点：1.可优化整车的结构设计，以节省智能平衡车的整体体积，且利于电路板的散热；2.根据相应的电路功能可方便电路的接线、调试，同时方便后期的维护；3.当发生故障时，如电路损坏或发生碰撞时，仅需对损坏的电路板进行维修或更换，节省维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能平衡车技术领域，具体涉及分离电路模块的智能平衡车。
背景技术
参照图1，现有技术提供的智能平衡车仅于车体21内设置一电路板22。该智能平衡车内设置一整块电路板22的技术方案，其结构制作简单，但由于电路板22上集合了所有电路功能，因此该电路板22偏大，由此带来的缺点有：
一、导致车体21需要设置成更大以提供更大的空间设置该电路板22，不利于智能平衡车整体体积的小型化、且不利于电路板22的散热；
二、所有的元器件全部安装在一块电路板上，不利于电路的接线、调试，而且不利于后期的维护；
三、如车体21撞裂，将可能导致整块电路板22损坏，需要更换整块电路板22，维修成本高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种采用分离电路模块的智能平衡车。
本发明提供的智能平衡车，包括：
车架，
连接于所述车架两侧的两个车轮，
与所述车架连接的把手，
设置于所述车架内、分别驱动所述两个车轮转动的两个电机，
设置于所述车架上的人机交互电路板以及输出脚踏信号的脚踏感应装置，
输出转向控制信号的转向信号输出装置，
设置于所述车架的加速度传感器及陀螺仪电路板，
设置于所述车架上的电机驱动电路板；
所述电机驱动电路板的控制信号传输端接所述加速度传感器及陀螺仪电路板的第一信号端、驱动端接所述电机，
所述人机交互电路板的脚踏信号输入端接所述脚踏感应装置、转向信号输入端接所述转向信号输出装置、第一信号端接所述电机驱动电路板的人机交互信号端、第二信号端接所述加速度传感器及陀螺仪电路板的第二信号端。
进一步的，所述脚踏感应装置包括压力传感器或光电传感器；
所述压力传感器或光电传感器接所述人机交互电路板的脚踏信号输入端。
进一步的，所述转向信号输出装置包括霍尔传感器；
所述把手与所述车架转动连接，所述霍尔传感器设置于所述把手与所述车架的转动连接处；
所述霍尔传感器接所述人机交互电路板的转向信号输入端。
进一步的，所述车架的外形为方形，所述人机交互电路板以及所述脚踏感应装置均设置于所述车架的上端面，所述电机驱动电路板设置于所述车架的前端面。
进一步的，所述加速度传感器及陀螺仪电路板设置于所述两个车轮的轮轴中心位置。
进一步的，所述加速度传感器及陀螺仪电路板外套设有第一保护壳；所述电机驱动电路板上盖设有第二保护壳。
进一步的，所述人机交互电路板、所述加速度传感器及陀螺仪电路板、所述电机驱动电路板之间通过CAN/LIN总线进行通信。
进一步的，所述智能平衡车还包括套设所述车架的上壳以及下壳。
进一步的，所述下壳上设置有前车灯以及后车灯；
所述前车灯以及所述后车灯分别与所述人机交互电路板连接。
该智能平衡车具有以下优点：
1.可优化整车的结构设计，以节省智能平衡车的整体体积，且利于电路板的散热；
2.根据相应的电路功能可方便电路的接线、调试，同时方便后期的维护；
3.当发生故障时，如电路损坏或发生碰撞时，仅需对损坏的电路板进行维修或更换，节省维修成本。
附图说明
图1为现有技术提供的智能平衡车的分解结构示意图；
图2为本发明实施例的智能平衡车的立体结构示意图；
图3为本发明实施例的智能平衡车的分解结构示意图；
图4为本发明实施例的智能平衡车的电路原理框图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
参照图2～4。
本实施例提供的智能平衡车，包括：
车架1，
连接于车架1两侧的两个车轮2，
与车架1连接的把手3，
设置于车架1内、分别驱动两个车轮2转动的两个电机4，
设置于车架1上的人机交互电路板51以及输出脚踏信号的脚踏感应装置52，
输出转向控制信号的转向信号输出装置53，
设置于车架1的加速度传感器及陀螺仪电路板54，
设置于车架1上的电机驱动电路板55；
电机驱动电路板55的控制信号传输端接加速度传感器及陀螺仪电路板54的第一信号端、驱动端接电机4，
人机交互电路板51的脚踏信号输入端接脚踏感应装置52、转向信号输入端接转向信号输出装置53、第一信号端接电机驱动电路板55的人机交互信号端、第二信号端接加速度传感器及陀螺仪电路板54的第二信号端。
该智能平衡车的工作原理为：
用户踏上智能平衡车时，脚踏感应装置52输出信号至人机交互电路板51，此时人机交互电路板51进入工作状态。此时，用户调整姿势时，加速度传感器及陀螺仪电路板54上的陀螺仪将检测到重心的改变；转向信号输出装置53输出转向信号至人机交互电路板51；由此，转向信号输出装置53和/或加速度传感器及陀螺仪电路板54共同输出信号从而控制电机驱动电路板55驱动两个电机4的动作，从而实现该智能平衡车运动及平衡。
该智能平衡车在运动过程中，加速度传感器及陀螺仪电路板54实时检测智能平衡车的角速度和加速度，将控制信号发送给电机驱动电路板55，并将一些提示、报警信号传给人机交互电路板51；而电机驱动电路板55在驱动两个电机4同时，将两个电机4的当前速度传输至人机交互电路板51进行显示和/或语音提示。
人机交互电路板51还可设置用于显示电源的电量、使用时间、充电状态、脚踏感应装置52所感应的状态、以及该智能平衡车的行驶里程等。
由上可知，该智能平衡车设置了人机交互电路板51、加速度传感器及陀螺仪电路板54、电机驱动电路板55共三块电路板，三块电路板分别实现相应的电路功能，即采用了分离电路模块的方案。相对于现有技术中的一整块电路板的技术方案，该智能平衡车采用分离电路模块的方案，具有以下优点：
1.可优化整车的结构设计，以节省智能平衡车的整体体积，且利于电路板的散热；
2.根据相应的电路功能可方便电路的接线、调试，同时方便后期的维护；
3.当发生故障时，如电路损坏或发生碰撞时，仅需对损坏的电路板进行维修或更换，节省维修成本。
进一步的，脚踏感应装置52包括压力传感器521或光电传感器522；
压力传感器521或光电传感器522接人机交互电路板51的脚踏信号输入端。
该脚踏感应装置52主要是用于检测该智能平衡车上是否有用户踏上该智能平衡车。由此，当采用光电传感器522实现时，如该光电传感器522的检测端位于用户的脚踏位置，用户踏上后有一个上下行程，可触发该传感器输出电信号，从而可判断用户是否已经踩踏。而该脚踏感应装置52采用压力传感器521实现时，由于压力传感器521可根据压力的大小输出相应的信号，因此，采用该压力传感器521时可进一步检测出踏上该智能平衡车的用户的体重，从而为该智能平衡车增加了称重功能；而且，还可以根据安全需要，设置重量阈值，从而限制体重小于阈值的用户不能启动该智能平衡车，由此可限制儿童的使用。
进一步的，本实施例中图2、3所示的转向信号输出装置53包括霍尔传感器531；
把手3与车架1转动连接，霍尔传感器531设置于把手3与车架1的转动连接处；
霍尔传感器531接人机交互电路板51的转向信号输入端。
在其他实施例中，把手3可设置为与目前的汽车的转向盘类似的结构，其可包括一转盘和一立杆，转盘转动连接于立杆上，而立杆与车架1固定连接，由此，霍尔传感器531将设置于转盘与立杆的转动连接出。
而且，由于智能平衡车是通过控制两个电机4的不同的速度从而实现转向，由此，还可以采用其他转向输出装置53输出转向信号控制该智能平衡车的转向，如在把手3上设置相应的转向按键，通过该转向按键输出转向信号至人机交互电路板51，从而控制该智能平衡车的转向。
进一步的，车架1的外形为方形，人机交互电路板51以及脚踏感应装置52均设置于车架1的上端面，电机驱动电路板55设置于车架1的前端面。
车架1采用方形结构，利于该智能平衡车的结构设计；人机交互电路板51以及脚踏感应装置52均设置于车架1的上端面，方便脚踏感应装置52以及转向信号输出装置53与人机交互电路板51的接线；此外，由于电机驱动电路板55的面积最大，因此设置于车架1的前端面，而且设置于车架1的前端面也方面与两个电机4的接线。
进一步的，加速度传感器及陀螺仪电路板54设置于两个车轮2的轮轴中心位置。
陀螺仪54位于两个车轮2的轮轴中心位置时，其检测该智能平衡车的平衡更加精确。
进一步的，加速度传感器及陀螺仪电路板54外套设有第一保护壳541；电机驱动电路板55上盖设有第二保护壳551。
通过该第一保护壳541以及第二保护壳551可分别加强对加速度传感器及陀螺仪电路板54以及电机驱动电路板55的保护。
进一步的，人机交互电路板51、加速度传感器及陀螺仪电路板54、电机驱动电路板55之间通过CAN/LIN总线进行通信。
采用CAN/LIN总线进行通信的方式，可以减少人机交互电路板51、加速度传感器及陀螺仪电路板54、电机驱动电路板55之间的接线，进一步方便该智能平衡车的接线、调试、维护。
进一步的，智能平衡车还包括套设车架1的上壳61以及下壳62。
进一步的，下壳62上设置有前车灯71以及后车灯72；
前车灯71以及后车灯72分别与人机交互电路板51连接。
通过该前车灯71以及后车灯72，一方面可以起到装饰作用，另一方面可以保证夜晚的行车安全。
上述为本发明举例说明，并不用于限定本发明。
Claims (8)
1.智能平衡车，其特征在于，包括：
车架(1)，
连接于所述车架(1)两侧的两个车轮(2)，
与所述车架(1)连接的把手(3)，
设置于所述车架(1)内、分别驱动所述两个车轮(2)转动的两个电机(4)，
设置于所述车架(1)上的人机交互电路板(51)以及输出脚踏信号的脚踏感应装置(52)，
输出转向控制信号的转向信号输出装置(53)，
设置于所述车架(1)的加速度传感器及陀螺仪电路板(54)，
设置于所述车架(1)上的电机驱动电路板(55)；
所述电机驱动电路板(55)的控制信号传输端接所述加速度传感器及陀螺仪电路板(54)的第一信号端、驱动端接所述电机(4)，
所述人机交互电路板(51)的脚踏信号输入端接所述脚踏感应装置(52)、转向信号输入端接所述转向信号输出装置(53)、第一信号端接所述电机驱动电路板(55)的人机交互信号端、第二信号端接所述加速度传感器及陀螺仪电路板(54)的第二信号端；
所述脚踏感应装置(52)包括压力传感器(521)，所述压力传感器(521)接所述人机交互电路板(51)的脚踏信号输入端；
所述脚踏感应装置(52)还用于检测使用所述智能平衡车用户的体重值，所述体重值小于预设体重阈值的用户无法启动所述智能平衡车。
2.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述转向信号输出装置(53)包括霍尔传感器(531)；
所述把手(3)与所述车架(1)转动连接，所述霍尔传感器(531)设置于所述把手(3)与所述车架(1)的转动连接处；
所述霍尔传感器(531)接所述人机交互电路板(51)的转向信号输入端。
3.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述车架(1)的外形为方形，所述人机交互电路板(51)以及所述脚踏感应装置(52)均设置于所述车架(1)的上端面，所述电机驱动电路板(55)设置于所述车架(1)的前端面。
4.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述加速度传感器及陀螺仪电路板(54)设置于所述两个车轮(2)的轮轴中心位置。
5.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述加速度传感器及陀螺仪电路板(54)外套设有第一保护壳(541)；所述电机驱动电路板(55)上盖设有第二保护壳(551)。
6.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述人机交互电路板(51)、所述加速度传感器及陀螺仪电路板(54)、所述电机驱动电路板(55)之间通过CAN/LIN总线进行通信。
7.如权利要求1所述的智能平衡车，其特征在于，所述智能平衡车还包括套设所述车架(1)的上壳(61)以及下壳(62)。
8.如权利要求7所述的智能平衡车，其特征在于，所述下壳(62)上设置有前车灯(71)以及后车灯(72)；
所述前车灯(71)以及所述后车灯(72)分别与所述人机交互电路板(51)连接。
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