CN109466343A - 一种四驱车速度控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机转速技术领域，公开了一种四驱车速度控制电路，包括：陀螺仪芯片、第一、第二运算放大器U1A、U1B、三极管Q1、第一、第四可变电阻R1、R4、第五电阻R5以及绝对值电路；陀螺仪芯片的电源端分别连接电源VCC和虚地输出引脚Out与U1A的反相输入端相连，Ref引脚连接参考电压V1；U1A的输出端通过R1连接虚地，U1A的同相输入端连接R1的中心抽头；U1B的同相输入端连接参考电压V5，U1B的输出端依次通过R4以及绝对值电路连接U1A的输出端，U1B的反相输入端与R4的中心抽头相连；Q1的基极通过R5与U1B的输出端相连，Q1的集电极设置用于连接电机负极的连接头，Q1的发射极接虚地。本发明提供的速度控制电路根据四驱车的姿态实现高效可靠的速度跟随调整。

Description

一种四驱车速度控制电路
技术领域
本发明涉及电机转速控制技术领域，特别涉及一种四驱车速度控制电路。
背景技术
四驱车速度很快，在坡顶或弯道容易飞出轨道，为了防止飞出必须在坡道或弯道进行减速。目前，对于坡道减速，大多是在四驱车的前铲下方加装海绵或橡胶，当四驱车在接近斜坡时，前铲和坡面发生摩擦，达到减速的效果，但是需要根据坡道进行调整；对于弯道减速，大多安装弹簧龙头，减轻四驱车与弯道的撞击，同时弹簧龙头吸收了车辆的动能，达到减速目的。但是常规改装都没有从根本上解决问题，改装完后对坡道或弯道具有选择性，导致降速效果和可靠性较差。
发明内容
本发明提供一种四驱车速度控制电路，解决现有技术中四驱车速度控制可靠性差和效果差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种四驱车速度控制电路，包括：陀螺仪芯片、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、三极管Q1、第一可变电阻R1、第四可变电阻R4、第五电阻R5以及绝对值电路；
所述陀螺仪芯片的电源端分别连接电源VCC和虚地GND，所述陀螺仪芯片的输出引脚Out与所述第一运算放大器U1A的反相输入端相连，所述陀螺仪芯片的Ref引脚连接参考电压V1；
所述第一运算放大器U1A的输出端通过第一可变电阻R1连接虚地GND，所述第一运算放大器U1A的同相输入端连接所述第一可变电阻R1的中心抽头；
所述第二运算放大器U1B的同相输入端连接参考电压V5，所述第二运算放大器U1B的输出端依次通过所述第四可变电阻R4以及所述绝对值电路连接所述第一运算放大器U1A的输出端，所述第二运算放大器U1B的反相输入端与所述第四可变电阻R4的中心抽头相连；
所述三极管Q1的基极通过所述第五电阻R5与所述第二运算放大器U1B的输出端相连，所述三极管Q1的集电极设置用于连接电机负极的连接头，所述三极管Q1的发射极接虚地GND。
进一步地，所述第五电阻为可变电阻；
所述第二运算放大器U1B的输出端连接所述第五电阻的中心抽头。
进一步地，所述电路还包括：第二可变电阻R2；
所述第二可变电阻R2的第一端连接电源VCC，所述第二可变电阻R2的第二端连接虚地GND，所述第二可变电阻R2的中心抽头连接所述陀螺仪芯片的Ref引脚。
进一步地，所述电路还包括：第三可变电阻R3；
所述第三可变电阻R3的第一端连接电源VCC，所述第三可变电阻R3的第二端连接虚地GND，所述第三可变电阻R3的中心抽头连接所述第二运算放大器U1B的同相输入端。
进一步地，所述陀螺仪芯片为单向陀螺仪。
所述绝对值电路包括：第三运算放大器U1C、第四运算放大器U1D、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1和第二二极管D2；
所述第四运算放大器U1D的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第四运算放大器U1D的输出端依次通过串联的所述第九电阻R9、所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND，所述第四运算放大器U1D的反相输入端依次通过串联的所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND；
所述第四运算放大器的输出端通过所述第四可变电阻R4与所述第四运算放大器的输出端相连；
所述第三运算放大器U1C的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第三运算放大器U1C的反相输入端通过所述第六电阻R6接虚地GND，所述第三运算放大器U1C的输出端分别与所述第一二极管D1以及所述第二二极管D2的负极相连，所述第一二极管D1的正极与所述所述第三运算放大器U1C的反相输入端相连，所述第二二极管D2的正极依次通过串联的所述第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND。
一种四驱车动力结构，包括：所述的四驱车速度控制电路以及驱动电机；
所述驱动电机的正极连接电源VCC，所述驱动电机的负极连接所述三极管Q1的集电极。
一种四驱车，采用所述的四驱车动力结构。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的四驱车速度控制电路，通过陀螺仪芯片实时监测四驱车姿态，确切地说，测量四驱车横滚角和俯仰角，并输出相应的横滚角电压和俯仰角电压，作为四驱车电机控制的控制信号；并进一步，基于两个运放针对直道和坡道生成减速控制电压；具体来说，当四驱车直道运行时，四驱车横滚角为零，横滚角电压V2等于横滚角参考电压V1；当四驱车在弯道运行时，若四驱车横滚角大于零则横滚角电压V2大于横滚角参考电压V1，若四驱车横滚角小于零则横滚角电压V2小于横滚角参考电压V1；横滚角电压V2与横滚角参考电压V1通过第一运算放大器相减，并通过绝对值电路得到电压差绝对值，最终获得横滚角减速电压V6。电机最大转速控制电压V5与横滚角减速电压V6通过运算放大器相减并获得电机转速控制电压V7，电机转速控制电压V7通过大功率三极管Q1控制电机M1转速，电机转速控制电压V7小于电机最大转速控制电压，因此电机转速降低，减小四驱车速度。类似的，当四驱车坡道运行时，俯仰角电压发生改变，俯仰角电压通过运算放大器和大功率三极管降低电机转速，减小四驱车速度。
附图说明
图1为本发明提供的四驱车速度控制电路的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种四驱车速度控制电路，解决现有技术中四驱车速度控制可靠性差和效果差的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，一种四驱车速度控制电路，包括：陀螺仪芯片、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、三极管Q1、第一可变电阻R1、第四可变电阻R4、第五电阻R5以及绝对值电路。
所述陀螺仪芯片的电源端分别连接电源VCC和虚地GND，所述陀螺仪芯片的输出引脚Out与所述第一运算放大器U1A的反相输入端相连，所述陀螺仪芯片的Ref引脚连接参考电压V1；
所述第一运算放大器U1A的输出端通过第一可变电阻R1连接虚地GND，所述第一运算放大器U1A的同相输入端连接所述第一可变电阻R1的中心抽头；
所述第二运算放大器U1B的同相输入端连接参考电压V5，所述第二运算放大器U1B的输出端依次通过所述第四可变电阻R4以及绝对值电路连接所述第一运算放大器U1A的输出端，所述第二运算放大器U1B的反相输入端与所述第四可变电阻R4的中心抽头相连；
所述三极管Q1的基极通过所述第五电阻R5与所述第二运算放大器U1B的输出端相连，所述三极管Q1的集电极设置用于连接电机负极的连接头，所述三极管Q1的发射极接虚地GND。
所述绝对值电路包括：第三运算放大器U1C、第四运算放大器U1D、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1和第二二极管D2；
所述第四运算放大器U1D的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第四运算放大器U1D的输出端依次通过串联的所述第九电阻R9、所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND，所述第四运算放大器U1D的反相输入端依次通过串联的所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND；
所述第四运算放大器的输出端通过所述第四可变电阻R4与所述第四运算放大器的输出端相连；
所述第三运算放大器U1C的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第三运算放大器U1C的反相输入端通过所述第六电阻R6接虚地GND，所述第三运算放大器U1C的输出端分别与所述第一二极管D1以及所述第二二极管D2的负极相连，所述第一二极管D1的正极与所述所述第三运算放大器U1C的反相输入端相连，所述第二二极管D2的正极依次通过串联的所述第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND。
进一步地，所述第五电阻为可变电阻；
所述第二运算放大器U1B的输出端连接所述第五电阻的中心抽头。
进一步地，所述电路还包括：第二可变电阻R2；
所述第二可变电阻R2的第一端连接电源VCC，所述第二可变电阻R2的第二端连接虚地GND，所述第二可变电阻R2的中心抽头连接所述陀螺仪芯片的Ref引脚。
进一步地，所述电路还包括：第三可变电阻R3；
所述第三可变电阻R3的第一端连接电源VCC，所述第三可变电阻R3的第二端连接虚地GND，所述第三可变电阻R3的中心抽头连接所述第二运算放大器U1B的同相输入端。
进一步地，所述陀螺仪芯片为单向陀螺仪
具体来说，当四驱车直道运行时，四驱车横滚角为零，横滚角电压V2等于横滚角参考电压V1；当四驱车在弯道运行时，若四驱车横滚角大于零则横滚角电压V2大于横滚角参考电压V1，若四驱车横滚角小于零则横滚角电压V2小于横滚角参考电压V1；横滚角电压V2与横滚角参考电压V1通过第一运算放大器相减，并通过所述绝对值电路得到电压差绝对值，最终获得横滚角减速电压V6。电机最大转速控制电压V5与横滚角减速电压V6通过运算放大器相减并获得电机转速控制电压V7，电机转速控制电压V7通过大功率三极管Q1控制电机M1转速，电机转速控制电压V7小于电机最大转速控制电压，因此电机转速降低，减小四驱车速度。
类似的，当四驱车坡道运行时，俯仰角电压发生改变，俯仰角电压通过运算放大器和大功率三极管降低电机转速，减小四驱车速度。
其中，采用可变电阻能够根据实际情况灵活调整参考电压和控制电压，实现针对更为广泛的使用场景的适配。
本实施例还基于上述控制电路提供了具体的动力结构及四驱车的实施方案。
一种四驱车动力结构，包括：所述的四驱车速度控制电路以及驱动电机；
所述驱动电机的正极连接电源VCC，所述驱动电机的负极连接所述三极管Q1的集电极。
一种四驱车，采用所述的四驱车动力结构。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的四驱车速度控制电路，通过陀螺仪芯片实时监测四驱车姿态，确切地说，测量四驱车横滚角和俯仰角，并输出相应的横滚角电压和俯仰角电压，作为四驱车电机控制的控制信号；并进一步，基于两个运放针对直道和坡道生成减速控制电压。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种四驱车速度控制电路，其特征在于，包括：陀螺仪芯片、第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、三极管Q1、第一可变电阻R1、第四可变电阻R4、第五电阻R5以及绝对值电路；
所述陀螺仪芯片的电源端分别连接电源VCC和虚地GND，所述陀螺仪芯片的输出引脚Out与所述第一运算放大器U1A的反相输入端相连，所述陀螺仪芯片的Ref引脚连接参考电压V1；
所述第一运算放大器U1A的输出端通过第一可变电阻R1连接虚地GND，所述第一运算放大器U1A的同相输入端连接所述第一可变电阻R1的中心抽头；
所述第二运算放大器U1B的同相输入端连接参考电压V5，所述第二运算放大器U1B的输出端依次通过所述第四可变电阻R4以及所述绝对值电路连接所述第一运算放大器U1A的输出端，所述第二运算放大器U1B的反相输入端与所述第四可变电阻R4的中心抽头相连；
所述三极管Q1的基极通过所述第五电阻R5与所述第二运算放大器U1B的输出端相连，所述三极管Q1的集电极设置用于连接电机负极的连接头，所述三极管Q1的发射极接虚地GND。
2.如权利要求1所述的四驱车速度控制电路，其特征在于：所述第五电阻为可变电阻；
所述第二运算放大器U1B的输出端连接所述第五电阻的中心抽头。
3.如权利要求1所述的四驱车速度控制电路，其特征在于，所述电路还包括：第二可变电阻R2；
所述第二可变电阻R2的第一端连接电源VCC，所述第二可变电阻R2的第二端连接虚地GND，所述第二可变电阻R2的中心抽头连接所述陀螺仪芯片的Ref引脚。
4.如权利要求1所述的四驱车速度控制电路，其特征在于，所述电路还包括：第三可变电阻R3；
所述第三可变电阻R3的第一端连接电源VCC，所述第三可变电阻R3的第二端连接虚地GND，所述第三可变电阻R3的中心抽头连接所述第二运算放大器U1B的同相输入端。
5.如权利要求1所述的四驱车速度控制电路，其特征在于：所述陀螺仪芯片为单向陀螺仪。
6.如权利要求1所述的四驱车速度控制电路，其特征在于，所述绝对值电路包括：第三运算放大器U1C、第四运算放大器U1D、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一二极管D1和第二二极管D2；
所述第四运算放大器U1D的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第四运算放大器U1D的输出端依次通过串联的所述第九电阻R9、所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND，所述第四运算放大器U1D的反相输入端依次通过串联的所述第八电阻R8、第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND；
所述第四运算放大器的输出端通过所述第四可变电阻R4与所述第四运算放大器的输出端相连；
所述第三运算放大器U1C的同相输入端与所述第一运算放大器U1A的输出端相连，所述第三运算放大器U1C的反相输入端通过所述第六电阻R6接虚地GND，所述第三运算放大器U1C的输出端分别与所述第一二极管D1以及所述第二二极管D2的负极相连，所述第一二极管D1的正极与所述所述第三运算放大器U1C的反相输入端相连，所述第二二极管D2的正极依次通过串联的所述第七电阻R7以及第六电阻R6接虚地GND。
7.一种四驱车动力结构，其特征在于，包括：权利要求1所述的四驱车速度控制电路以及驱动电机；
所述驱动电机的正极连接电源VCC，所述驱动电机的负极连接所述三极管Q1的集电极。
8.一种四驱车，其特征在于：采用如权利要求7所述的四驱车动力结构。
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