CN106553738A - 调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车，涉及动力运载工具领域，为解决平衡车俯仰角度调节不方便的问题而发明。本发明的方法包括：当可变电阻的阻值被调节时，模数转换器通过中心抽头接收当前阻值对应的电压值，模数转换器对电压值进行模数转换获得数字化电压参数，单片机根据预设算法将数字化电压参数转换为修正角度参数，驱动模块根据修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。本发明能够通过调节可变电阻的方式大大简化俯仰角度调节的复杂程度。

Description

调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车

技术领域

本发明涉及动力运载工具领域，尤其涉及一种调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车。

背景技术

平衡车又称作体感车、思维车或摄位车，其运行原理主要建立在一种被称作为动态稳定(Dynamic Stabilization)的基础理论上，通过车体内部的陀螺仪及加速度传感器来测量车体的俯仰角度，计算出车体的姿态变化，并利用控制系统驱动电机进行相应的调整，从而在运动过程中保持车体平衡，可见，对俯仰角度的精确测量是平衡车运行控制的关键。但实际应用中，陀螺仪具有温度漂移特性，其测量误差会随着时间的推移不断累加，从而影响俯仰角度的测量精度。

为消除俯仰角度误差对使用平衡车造成的影响，现有技术给出了手动调节俯仰角度的机制。一种方式是在平衡车上设置角度调节按键，用户通过触控按键调节平衡控制算法的俯仰角度修正参数，达到修正俯仰角度的目的；另一种方式是在平衡车上配置串行接口，通过数据线将个人电脑(Personal Computer，简称PC)与平衡车连接，并在个人电脑上通过专用软件修改平衡控制算法的俯仰角度修正参数。

但是，目前市场上的平衡车并非全部配置有角度调节按键，而通过串行接口调节的方式需要使用PC配合调节，如果用户没有携带PC则无法进行角度调节。

发明内容

本发明实施例提供一种调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车，能够解决平衡车俯仰角度调节不方便的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种调节平衡车俯仰角度的方法，所述平衡车包括单片机、与所述单片机连接的传感模块及驱动模块，所述单片机上设置有模数转换器，所述平衡车还包括可变电阻，所述可变电阻的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与所述模数转换器连接；所述方法包括：

当所述可变电阻的阻值被调节时，所述模数转换器通过所述中心抽头接收当前阻值对应的电压值；

所述模数转换器对所述电压值进行模数转换获得数字化电压参数；

所述单片机根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数；

所述驱动模块根据所述修正角度参数调整所述平衡车的俯仰角度。

可选的，所述单片机按照下述公式将所述数字化电压参数转换为修正角度参数：

其中，Offset为所述修正角度参数、Value为所述数字化电压参数、N为所述模数转换器的分辨率、A为量级降维系数。

可选的，所述单片机预置有多个调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A；所述单片机根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数，包括：

根据档位选择指令确定使用的调节粒度档位；

查找所述调节粒度档位对应的系数A；

将查找到的系数A配置到所述公式中；

根据配置后的公式以及所述数字化电压参数，计算所述修正角度参数。

可选的，所述第二固定管脚连接所述单片机，由所述单片机向所述可变电阻供电。

可选的，所述可变电阻包括膜式可变电阻及滑动可变电阻。

第二方面，本发明实施例还提供了一种调节平衡车俯仰角度的装置，所述装置包括单片机、与所述单片机连接的传感模块及驱动模块，所述单片机上设置有模数转换器，所述装置还包括：

可变电阻，所述可变电阻的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与所述模数转换器连接；

所述模数转换器，用于当所述可变电阻的阻值被调节时，通过所述中心抽头接收当前阻值对应的电压值，对所述电压值进行模数转换获得数字化电压参数；

所述单片机，用于根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数；

所述驱动模块，用于根据所述修正角度参数调整所述平衡车的俯仰角度。

可选的，所述单片机，用于按照下述公式将所述数字化电压参数转换为修正角度参数：

其中，Offset为所述修正角度参数、Value为所述数字化电压参数、N为所述模数转换器的分辨率、A为量级降维系数。

可选的，所述单片机预置有多个调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A；所述单片机用于：

根据档位选择指令确定使用的调节粒度档位；

查找所述调节粒度档位对应的系数A；

将查找到的系数A配置到所述公式中；

根据配置后的公式以及所述数字化电压参数，计算所述修正角度参数。

可选的，所述第二固定管脚连接所述单片机，由所述单片机向所述可变电阻供电。

可选的，所述可变电阻包括膜式可变电阻及滑动可变电阻。

第三方面，本发明实施例还提供了一种平衡车，所述平衡车包括如上第二方面所指的装置。

本发明实施例提供的调节平衡车俯仰角度的方法、装置及平衡车，在平衡车上增设了一个可变电阻，当用户旋转或滑动可变电阻调整口上的调整部件时，可变电阻的阻值发生改变，模数转换器通过中心抽头接收相对应的电压值并将其转换为数字化电压参数。之后，单片机根据预设算法将数字化电压参数转换为修正角度参数，并由驱动模块依据该修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。与现有技术相比，本发明实施例通过设置可变电阻的方式为用户提供调节平衡车俯仰角度的可能，由于可变电阻的调节十分便捷(例如通过螺丝刀旋转调整旋钮或使用手指滑动调整拨片)，因此本发明实施例可以在不依赖任何PC设备的情况下，方便快速的完成俯仰角度调整，尤其适用于户外使用场景中。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了现有技术中平衡车内部的电路结构框图；

图2a至图2c示出了现有技术中基于传感模块调节俯仰角度的示意图；

图3示出了本发明实施例中平衡车内部的电路结构框图；

图4示出了本发明实施例提供的节平衡车俯仰角度的方法流程图；

图5示出了本发明实施例中在平衡车上设置调整口位置的示意图；

图6a至图6b示出了本发明实施例中通过可变电阻调节俯仰角度的示意图；

图7示出了本发明实施例中另一种平衡车内部的电路结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解本发明实施例，首先对现有技术中平衡车内部的主要电路结构进行简要介绍。如图1所示，目前平衡车内部的电路结构主要包括：单片机11、分别与单片机11连接的传感模块12及驱动模块13、设置在单片机11上的模数转换器14。其中：

单片机11用于负责数据运算及逻辑控制；传感模块12包括陀螺仪、加速度传感器等传感器件，用于检测外部产生的角度变化量并获得相应的模拟信号；单片机11在获得传感模块12发送的模拟信号后，通过模数转换器14将其转换为数字信号，并将数字信号发送给驱动模块13；驱动模块13基于该数字信号调整平衡车的俯仰角度。

实际应用中，由于传感模块12的陀螺仪存在温度漂移现象，因此长时间使用后其检测的俯仰角度会产生误差。示例性的，如图2a所示，当平衡车位于10°的坡面上时，传感模块采集的仰角应该为10°，此时，通过驱动模块调整仰角后的平衡车车体与水平面平行；但是由于陀螺仪的精度存在误差，因此传感模块采集的仰角可能是8°或11°，如图2b、图2c所示，经过驱动模块调整后，平衡车车体与水平面并不平行，用户站立在上面会产生倾斜感。

由此，需要额外的修正机制对平衡车的俯仰角度进行调整。本发明实施例提供了一种通过可变电阻调节平衡车俯仰角度的方法，该方法基于图3所示的电路结构实现，该电路结构包括单片机11、分别与单片机11连接的传感模块12及驱动模块13、设置在单片机11上的模数转换器14。与图1不同的是，本发明实施例基于的电路结构还进一步包括可变电阻15。可变电阻15的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与模数转换器14连接。

下面基于图3所示的电路结构对本发明实施例提供的调节平衡车俯仰角度的方法进行介绍。如图4所示，该方法包括：

401、当可变电阻的阻值被调节时，模数转换器通过中心抽头接收当前阻值对应的电压值。

本实施例中，可采用膜式可变电阻，膜式可变电阻的调整口上设置有旋钮式调整部件，用户可以通过螺丝刀旋转旋钮达到改变电阻阻值的目的。此外，还可采用滑动可变电阻，滑动可变电阻的调整口上设置有拨片式调整部件，用户可以通过拨动拨片的方式改变拨片与某个固定管脚之间的距离长短，由此改变电阻阻值。实际应用中，任何类型的可变电阻均可以应用于本发明实施例中，本发明实施例不对所有可变电阻的类型、形态、调节方式进行一一枚举。

在本实施例的一种实现方式中，为方便用户调节操作，可变电阻的调整口可以直接裸露于平衡车壳体外部。实际应用中，可变电阻的调节频率并不很高，因此在设计调整口位置时可以不强调其接触便捷性，所以理论上可变电阻的调整口可以设置在平衡车壳体的任意部位上。如图5所示，本发明实施例给出了一种设置调整口位置的示例，该示例是以手扶式平衡车为例说明的，当平衡车不具有手扶杆时，可以在除手扶杆以外的车体任何位置上设置调整口。应当明确，图5所示方式仅为示例性说明，不作为对本发明实施例在实际应用中的具体限制。

当用户通过工具(例如螺丝刀)或徒手调节可变电阻时，可变电阻中心抽头上的电压值发生变化，产生与当前阻值对应的电压值，连接中心抽头的模数转换器可以直接采集到该模拟信号形式的电压值。

402、模数转换器对电压值进行模数转换获得数字化电压参数。

模数转换器对模拟信号形式的电压值进行“模拟—>数字”转换，通过采样、保持、量化及编码等过程获得与该电压值对应的、数字化形式的电压参数。

实际应用中，不同型号的模数转换器具有不同的分别率，该分辨率的单位为比特，其决定了数字化电压参数的取值范围。对于N比特分辨率来说，其获得的数字化电压参数的取值范围为[0，2^N-1]。例如，对于7比特分辨率的模数转换器而言，其数字化电压参数的取值范围为[0,127]。

通常，模数转换器的分辨率决定了其转换精度，例如当可变电阻上施加固定的5V电压时，7比特分辨率的转换精度为5/128＝0.0391；而10比特分辨率的转换精度则为5/1024＝0.00488，其比7比特分辨率的转换精度多了小数点后的一位，表示转换精度更高。本实施例中，为提高模数转换的转换精度，可以使用分辨率尽量高的模数转换器，但实际应用中，一般以采用10比特和12比特模数转换器为主流，因此本实施例后续将以10比特模数转换器为例进行说明，相对应的，数字化电压参数的取值范围为[0,1023]。

403、单片机根据预设算法将数字化电压参数转换为修正角度参数。

设置预设算法的目的在于对数字化电压参数进行量级降维，这是由于，当采用高比特率模数转换器时，数字化电压参数的取值范围往往比较大，如果直接将其数值映射为调节的角度值，那么很容易超出常规的角度变化范围。例如，对于10比特模数转换器而言，其数字化电压参数的取值范围是[0,1023]，当数字化电压参数为500、700甚至1200时，若直接将其数值转化为俯仰角度，那么显然超出了平衡车的角度调节范围。

此外，设置预设算法的另一目的在于，在转换修正角度参数时，能够对修正角度参数的正负进行区分，从而在固定坐标系内可以确定角度的调整方向(即调整俯角或者调整仰角)。需要说明的是，在设置预设算法的参数时，需要保证修正角度参数的负数范围区间与正数范围区间在绝对值上相同或近似相同，由此保证不同方向上角度调节范围的对称性，本发明实施例后续将对此参数的设置进行详细说明。

转换后获得的修正角度参数，其单位与角度单位相同，将其发送给驱动模块就可以直接据此进行角度调节了。

404、驱动模块根据修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。

驱动模块根据修正角度参数调整俯仰角度的实现方式，与现有技术中根据传感模块的角度参数调整俯仰角度的实现方式相同，此处不再赘述。下面给出本实施例的一个具体示例：

平衡车位于倾斜角为10°的坡面上，由于陀螺仪存在精度误差，传感模块检测的调整角度为+8°，其中正号表示向仰角方向调整8°。如图6a所示，如果按照传感模块检测的调整角度进行调整，那么平衡车车体与水平面仍有2°的角度差。此时，用户通过螺丝刀旋转可变电阻的调整部件以改变可变电阻阻值，调节目的在于补足上述2°的角度差值以使平衡车车体与水平面保持平行。模数转换器接收到相当于对应2°角度变化量的电压值后，将其转换为对应的数字化电压参数，并由单片机根据预设算法将数字化电压参数映射为修正角度参数(+2°)。最后，驱动模块在已经根据传感模块的角度参数调整8°仰角的基础上，根据修正角度参数进一步调整2°仰角，从而使平衡车车体达到水平，即如图6b所示。

需要说明的是，本实施例提供的通过可变电阻调节俯仰角度的方式，与现有技术中基于传感模块调整俯仰角度的方式是相互独立的，本实施例中，基于可变电阻的角度调整方式并不作为对基于传感模块的角度调整的替换。驱动模块在接收到传感模块发送的角度参数时仍然按照现有方式进行角度调整，而当接收到因可变电阻阻值变化产生的修正角度参数时，驱动模块在基于传感模块调整完俯仰角度的基础上，进一步对调整后的俯仰角度进行调节，达到“修正”俯仰角度的目的。

此外还需要说明的是，用户在调节可变电阻阻值时，无需也无法预先确定具体量化的调节角度值并计算出相应的电阻调节量。用户调节可变电阻阻值的依据主要来自于自身对车体平衡的主观感受，如果感觉车体前倾，则可以适度旋转调整旋钮使车体稍稍后仰；反之，如果感觉车体后仰，则可以适度反向旋转调整旋钮使车体稍稍前倾，直至感觉车体平衡为止。本实施例中，用户通过几次尝试性的调节后就可使车体平衡。

本发明实施例提供的调节平衡车俯仰角度的方法，在平衡车上增设了一个可变电阻，当用户旋转或滑动可变电阻调整口上的调整部件时，可变电阻的阻值发生改变，由此改变中心抽头的电压值并产生相应的数字化电压参数，并进一步计算获得相应的修正角度参数，最终由驱动模块依据该修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。与现有技术相比，本发明实施例通过设置可变电阻的方式为用户提供调节平衡车俯仰角度的可能，由于可变电阻的调节十分便捷(例如通过螺丝刀旋转调整旋钮或使用手指滑动调整拨片)，因此本发明实施例可以在不依赖任何PC设备的情况下，方便快速的完成俯仰角度调整，尤其适用于户外使用场景中。

进一步的，对于上述图4步骤403，在本发明实施例的一种实现方式中，单片机可以按照下述公式将数字化电压参数转换为修正角度参数：

其中，Offset为修正角度参数、Value为数字化电压参数、N为模数转换器的分辨率、A为量级降维系数。

如前所述，在设置预设算法时，需要对数字化电压参数进行量级降维，本实现方式中通过设置量级降维系数A的方式可以达到量级降维目的。通常，根据模数转换器分辨率与常规角度调节范围的相对关系，可以将量级降维系数A设置为100，即以10为幂将数字化电压参数降低2个数量级获得对应的修正角度参数。实际应用中，还可以以2、8、16或其他数值为幂设定量级降维系数A，本实施例对此不作过多介绍。

此外，在设置预设算法时，还应当保证修正角度参数的数值存在正负之分，以对应不同的角度调节方向，并且还需要保证正负方向上的角度调节范围具有对称性。因此预设算法中设定了参数2^N-1，其目的在于以数字化电压参数的取值范围的中位数作为区分正负方向的阈值。并且，由于上述取值范围的两个端点与该中位数的距离相等，因此可以保证修正角度参数正负调整范围的对称性。

以10比特分辨率为例，数字化电压参数取值范围为[0,1023]，相对应的参数2^N-1为512。当量级降维系数A设定为100时，修正角度参数的取值范围为[-5.12°，+5.11°]。若数字化电压参数小于512，则计算出的修正角度参数为负数，表征向前或者向后调节一定角度(正负号与角度调节方向由预设的参考坐标系的方向确定)；若数字化电压参数大于512，则向相反方向调节一定角度。

进一步的，在本实施例的另一种实现方式中，量级降维系数A还具有改变调节粒度的功能，所谓调节粒度的大小用于反映可变电阻阻值的变化量与修正角度参数的变化量之间的比例关系大小。当系数A设置较大时，可变电阻阻值与修正角度参数在变化量上的比例关系更大，在用户主观感受上，俯仰角度的调节灵敏度较低；反之，当系数A设置较小时，可变电阻阻值与修正角度参数在变化量上的比例关系更小，用户感受到的俯仰角度的调节灵敏度较高。基于此关系，可以在单片机中预置多个不同的调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A。通过对调节粒度档位的选择，用户可以自行设置不同的调节灵敏度，以满足自己的调节习惯。具体而言：

在平衡车出厂前，可由厂家在单片机中预置并保存多个调节粒度档位，其本质就是保存多个数值不同的系数A。在平衡车的使用过程中，用户可以通过平衡车上的按键或触控屏幕，选择不同的调节粒度档位。当用户操作产生了档位选择指令时，单片机根据接收的档位选择指令确定使用的调节粒度档位，查找调节粒度档位对应的系数A，并将查找到的系数A配置到公式中，最后根据配置后的公式以及数字化电压参数，计算修正角度参数。

在本发明实施例的一个示例中，如下表所示，单片机中预置有a、b、c、d共4个级别的调节粒度档位，这4个调节粒度档位分别对应的系数A依次减小，与此对应的，4个调节粒度档位的灵敏度由低到高排列。当用户选择档位a时，单片机查找档位a对应的系数A1，将其配置到上述公式中；当用户选择档位c时，单片机查找档位c对应的系数A3，将其配置到上述公式中。本实施例不对调节粒度档位的数量，各档位对应的系数A的大小进行具体限制。

调节粒度档位	量级降维系数A
		a	A1＝560
b	A2＝320
		c	A3＝140
d	A4＝100

进一步的，在本实施例的一种实现方式中，对于可变电阻使用的电源，可以在平衡车电路结构中增设专用的一个电源模块，与可变电阻的第二固定管脚相连，专用于为可变电阻提供电压。这种设计的优势在于，可变电阻独立供电可以避免其电压受到其他主板或元器件噪声干扰而产生抖动，能够使电压更加稳定，从而防止电压波动导致数字化电压参数产生误差。

而在本实施例的另一种实现方式中，由于俯仰角度主要依据用户的主观感受进行调节，因此一点小小的调节误差很难被用户感受到，即使能够感受到，在用户的角度上，也仅仅是在某个时刻上感觉出细微的调节粒度差别，对角度调节并无实质影响。因此当角度调节过程对电压参数误差不敏感时，如图7所示，可以将可变电阻的第二固定管脚直接连接到单片机上，由单片机利用自身电源直接向可变电阻供电。这样设计虽然会有小小的参数误差作为牺牲，但是可以省去独立的电源模块，大大简化平衡车的电路结构。

进一步的，作为对上述方法的实现，本发明实施例还提供了一种调节平衡车俯仰角度的装置，如图3所示，该装置包括单片机11、与单片机11连接的传感模块12及驱动模块13，单片机11上设置有模数转换器14。此外，该装置还包括：

可变电阻15，该可变电阻15的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与模数转换器14连接；

模数转换器14，用于当可变电阻15的阻值被调节时，通过中心抽头接收当前阻值对应的电压值，对电压值进行模数转换获得数字化电压参数；

本实施例中，可采用膜式可变电阻，膜式可变电阻的调整口上设置有旋钮式调整部件，用户可以通过螺丝刀旋转旋钮达到改变电阻阻值的目的。此外，还可采用滑动可变电阻，滑动可变电阻的调整口上设置有拨片式调整部件，用户可以通过拨动拨片的方式改变拨片与某个固定管脚之间的距离长短，由此改变电阻阻值。实际应用中，任何类型的可变电阻均可以应用于本发明实施例中，本发明实施例不对所有可变电阻的类型、形态、调节方式进行一一枚举。

当用户通过工具(例如螺丝刀)或徒手调节可变电阻时，可变电阻中心抽头上的电压值发生变化，产生与当前阻值对应的电压值，连接中心抽头的模数转换器可以直接采集到该模拟信号形式的电压值。

模数转换器对模拟信号形式的电压值进行“模拟—>数字”转换，通过采样、保持、量化及编码等过程获得与该电压值对应的、数字化形式的电压参数。

单片机11，用于根据预设算法将数字化电压参数转换为修正角度参数；

设置预设算法的目的在于对数字化电压参数进行量级降维，这是由于，当采用高比特率模数转换器时，数字化电压参数的取值范围往往比较大，如果直接将其数值映射为调节的角度值，那么很容易超出常规的角度变化范围。例如，对于10比特模数转换器而言，其数字化电压参数的取值范围是[0,1023]，当数字化电压参数为500、700甚至1200时，若直接将其数值转化为俯仰角度，那么显然超出了平衡车的角度调节范围。

此外，设置预设算法的另一目的在于，在转换修正角度参数时，能够对修正角度参数的正负进行区分，从而在固定坐标系内可以确定角度的调整方向(即调整俯角或者调整仰角)。需要说明的是，在设置预设算法的参数时，需要保证修正角度参数的负数范围区间与正数范围区间在绝对值上相同或近似相同，由此保证不同方向上角度调节范围的对称性，本发明实施例后续将对此参数的设置进行详细说明。

转换后获得的修正角度参数，其单位与角度单位相同，将其发送给驱动模块就可以直接据此进行角度调节了。

驱动模块13，用于根据修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。

进一步的，单片机11，用于按照下述公式将数字化电压参数转换为修正角度参数：

其中，Offset为修正角度参数、Value为数字化电压参数、N为模数转换器14的分辨率、A为量级降维系数。

如前所述，在设置预设算法时，需要对数字化电压参数进行量级降维，本实现方式中通过设置量级降维系数A的方式可以达到量级降维目的。通常，根据模数转换器分辨率与常规角度调节范围的相对关系，可以将量级降维系数A设置为100，即以10为幂将数字化电压参数降低2个数量级获得对应的修正角度参数。实际应用中，还可以以2、8、16或其他数值为幂设定量级降维系数A，本实施例对此不作过多介绍。

此外，在设置预设算法时，还应当保证修正角度参数的数值存在正负之分，以对应不同的角度调节方向，并且还需要保证正负方向上的角度调节范围具有对称性。因此预设算法中设定了参数2^N-1，其目的在于以数字化电压参数的取值范围的中位数作为区分正负方向的阈值。并且，由于上述取值范围的两个端点与该中位数的距离相等，因此可以保证修正角度参数正负调整范围的对称性。

进一步的，单片机11预置有多个调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A；单片机11用于：

根据档位选择指令确定使用的调节粒度档位；

查找调节粒度档位对应的系数A；

将查找到的系数A配置到公式中；

根据配置后的公式以及数字化电压参数，计算修正角度参数。

量级降维系数A还具有改变调节粒度的功能，所谓调节粒度的大小用于反映可变电阻阻值的变化量与修正角度参数的变化量之间的比例关系大小。当系数A设置较大时，可变电阻阻值与修正角度参数在变化量上的比例关系更大，在用户主观感受上，俯仰角度的调节灵敏度较低；反之，当系数A设置较小时，可变电阻阻值与修正角度参数在变化量上的比例关系更小，用户感受到的俯仰角度的调节灵敏度较高。基于此关系，可以在单片机中预置多个不同的调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A。通过对调节粒度档位的选择，用户可以自行设置不同的调节灵敏度，以满足自己的调节习惯。具体而言：

在平衡车出厂前，可由厂家在单片机中预置并保存多个调节粒度档位，其本质就是保存多个数值不同的系数A。在平衡车的使用过程中，用户可以通过平衡车上的按键或触控屏幕，选择不同的调节粒度档位。当用户操作产生了档位选择指令时，单片机根据接收的档位选择指令确定使用的调节粒度档位，查找调节粒度档位对应的系数A，并将查找到的系数A配置到公式中，最后根据配置后的公式以及数字化电压参数，计算修正角度参数。

进一步的，第二固定管脚连接单片机11，由单片机11向可变电阻15供电。

由于俯仰角度主要依据用户的主观感受进行调节，因此一点小小的调节误差很难被用户感受到，即使能够感受到，在用户的角度上，也仅仅是在某个时刻上感觉出细微的调节粒度差别，对角度调节并无实质影响。因此当角度调节过程对电压参数误差不敏感时，如图7所示，可以将可变电阻的第二固定管脚直接连接到单片机上，由单片机利用自身电源直接向可变电阻供电。这样设计虽然会有小小的参数误差作为牺牲，但是可以省去独立的电源模块，大大简化平衡车的电路结构。

进一步的，可变电阻15包括膜式可变电阻15及滑动可变电阻15。

进一步的，本发明另一实施例还提供了一种平衡车，该平衡车包括图3所示的装置，能够实现上述方法实施例中的相关功能。

本发明实施例提供的调节平衡车俯仰角度的装置及平衡车，在平衡车上增设了一个可变电阻，当用户旋转或滑动可变电阻调整口上的调整部件时，可变电阻的阻值发生改变，由此改变中心抽头的电压值并产生相应的数字化电压参数，并进一步计算获得相应的修正角度参数，最终由驱动模块依据该修正角度参数调整平衡车的俯仰角度。与现有技术相比，本发明实施例通过设置可变电阻的方式为用户提供调节平衡车俯仰角度的可能，由于可变电阻的调节十分便捷(例如通过螺丝刀旋转调整旋钮或使用手指滑动调整拨片)，因此本发明实施例可以在不依赖任何PC设备的情况下，方便快速的完成俯仰角度调整，尤其适用于户外使用场景中。

此外，本发明实施例还能够通过对量级降维系数A的设置和选取，为用户提供不同灵敏度的调节粒度档位，使角度调节更加适应用户的操作习惯。此外，当可变电阻的第二固定管脚直接连接于单片机上时，可以有单片机基于自身电源直接进行供电，无需为可变电阻独立设置电源模块，大大简化平衡车的电路结构。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的发明名称(如确定网站内链接等级的装置)中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种调节平衡车俯仰角度的方法，所述平衡车包括单片机、与所述单片机连接的传感模块及驱动模块，所述单片机上设置有模数转换器，其特征在于，所述平衡车还包括可变电阻，所述可变电阻的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与所述模数转换器连接；所述方法包括：

当所述可变电阻的阻值被调节时，所述模数转换器通过所述中心抽头接收当前阻值对应的电压值；

所述模数转换器对所述电压值进行模数转换获得数字化电压参数；

所述单片机根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数；

所述驱动模块根据所述修正角度参数调整所述平衡车的俯仰角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单片机按照下述公式将所述数字化电压参数转换为修正角度参数：

$Offset=\frac{(Value-2^{N-1})}{A}$

其中，Offset为所述修正角度参数、Value为所述数字化电压参数、N为所述模数转换器的分辨率、A为量级降维系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单片机预置有多个调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A；所述单片机根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数，包括：

根据档位选择指令确定使用的调节粒度档位；

查找所述调节粒度档位对应的系数A；

将查找到的系数A配置到所述公式中；

根据配置后的公式以及所述数字化电压参数，计算所述修正角度参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二固定管脚连接所述单片机，由所述单片机向所述可变电阻供电。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可变电阻包括膜式可变电阻及滑动可变电阻。

6.一种调节平衡车俯仰角度的装置，所述装置包括单片机、与所述单片机连接的传感模块及驱动模块，所述单片机上设置有模数转换器，其特征在于，所述装置还包括：

可变电阻，所述可变电阻的第一固定管脚接地，第二固定管脚接电源，中心抽头与所述模数转换器连接；

所述模数转换器，用于当所述可变电阻的阻值被调节时，通过所述中心抽头接收当前阻值对应的电压值，对所述电压值进行模数转换获得数字化电压参数；

所述单片机，用于根据预设算法将所述数字化电压参数转换为修正角度参数；

所述驱动模块，用于根据所述修正角度参数调整所述平衡车的俯仰角度。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述单片机，用于按照下述公式将所述数字化电压参数转换为修正角度参数：

$Offset=\frac{(Value-2^{N-1})}{A}$

其中，Offset为所述修正角度参数、Value为所述数字化电压参数、N为所述模数转换器的分辨率、A为量级降维系数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述单片机预置有多个调节粒度档位，不同调节粒度档位对应不同的系数A；所述单片机用于：

根据档位选择指令确定使用的调节粒度档位；

查找所述调节粒度档位对应的系数A；

将查找到的系数A配置到所述公式中；

根据配置后的公式以及所述数字化电压参数，计算所述修正角度参数。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二固定管脚连接所述单片机，由所述单片机向所述可变电阻供电。

10.一种平衡车，其特征在于，所述平衡车包括如上述权利要求6至9中任一项所述的装置。