CN114083996A

CN114083996A - 驱动模组、电动车、驱动方法及驱动设备

Info

Publication number: CN114083996A
Application number: CN202111399003.3A
Authority: CN
Inventors: 黄后仙
Original assignee: Jiangxi Yufeng Intelligent Agricultural Technology Co ltd
Current assignee: Jiangxi Yufeng Intelligent Agricultural Technology Co ltd
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2041-11-24
Also published as: CN114083996B

Abstract

本发明实施例公开了一种驱动模组、电动车、驱动方法及驱动设备，驱动模组，包括：传感模组、处理模组以及电机；传感模组，与电机连接，且与处理模组连接，用于检测电机的电平信号变化；处理模组，与转把连接，用于接收传感模组检测到的电机的电平信号变化，根据电平信号变化确定所述电机的实际转速；根据实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；电机，与处理模组连接，用于根据所述转把旋转信息，控制电机转动。如此，实现了智能控制电动车，减少了人力成本的同时使得电动车能够平稳行驶。

Description

驱动模组、电动车、驱动方法及驱动设备

技术领域

本发明涉及电动车的驱动技术领域，尤其涉及驱动模组、电动车、驱动方法及驱动设备。

背景技术

传统的转把电动车是通过人工对转把进行旋转来转控制电动车的驱动行驶。但是在一些特殊的场景下，例如农场的场景下，由于人工驾驶电动车进行巡视或采摘等存在诸多不利因素，例如可能会受到天气或路况等影响，无法及时进行巡视和采摘，且由于农场等特殊地形导致人工也无法进行完整的巡视或采摘等。基于此，有必要改善农场场景下对电动车的控制，减少农场场景下针对电动车驾驶的人力成本。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了驱动模组、、电动车、驱动方法及驱动设备。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种驱动模组，安装在电动车上，所述驱动模组包括：传感模组、处理模组、转把以及电机；

所述传感模组，与所述电机连接，且与所述处理模组连接，用于检测所述电机的电平信号变化；

所述处理模组，与转把连接，用于接收所述传感模组检测到的所述电机的所述电平信号变化；根据所述电平信号变化确定所述电机的实际转速；根据所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；

所述电机，与所述处理模组连接，用于根据所述转把旋转信息，控制所述电机转动。

优选的，所述处理模组，还用于：

根据所述实际转速与所述目标转速的差值与所述目标转速的比值计算得到的第一计算值，确定所述转把旋转信息。

优选的，所述处理模组，还用于：

根据所述第一计算值、以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到的第二计算值，确定所述转把旋转信息。

优选的，所述处理模组，还用于：

根据所述第一计算值、所述第二计算值、以及根据所述预设统计次数中所述实际转速与所述目标转速的当前差值与所述实际转速与所述目标转速的上一次差值进行微分得到的第三计算值，确定所述转把旋转信息。

本发明实施例还提供了一种电动车，所述电动车，包括：

电动车本体，以及安装与所述电动车本体的如上述任意所述的驱动模组。

本发明实施例还提供了一种驱动方法，应用于电动车，所述方法应用于上述任意所述的电动车的驱动模组上，所述方法包括：

检测所述电机的电平信号变化；

根据所述电平信号变化，确定所述电机的实际转速；

根据所述电机的所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；

根据所述转把旋转信息，控制所述电机旋转。

优选的，所述根据所述电机的所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息，包括：

根据所述实际转速与所述目标转速的差值与所述目标转速的比值计算得到第一计算值，确定所述转把旋转信息。

优选的，所述根据所述实际转速与所述目标转速的差值与所述目标转速的比值计算得到的第一计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

根据所述第一计算值，以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到的第二计算值，确定所述转把旋转信息。

优选的，所述根据所述第一计算值、以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到第二计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

根据所述第一计算值、所述第二计算值、以及根据所述预设统计次数中所述实际转速与所述目标转速的当前差值与所述实际转速与所述目标转速的上一次差值进行微分计算得到的第三计算值，确定所述转把旋转信息。

本发明实施例还提供一种驱动设备，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算及程序的存储器，其中所述处理器用于运行所述计算机程序时，实现上述任意所述的驱动方法。

上述实施例所提供的驱动模组、电动车、驱动方法及驱动设备，所述驱动模组包括：传感模组、电机、转把以及处理模组，所述传感模组，与处理模组连接，且与所述处理模组连接，用于检测所述电机的电平信号变化；所述处理模组，与转把连接，用于接收所述传输模组检测的所述电机的所述电平信号变化；根据所述电平信号变化确定所述电机的实际转速；根据所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；所述电机，与所述处理模组连接，用于根据所述转把旋转信息，控制所述电机转动。因此，相比现有技术，需要人工对转把进行旋转来控制电动车驱动行驶而言，本发明实施例提供的驱动模组，能够实现由处理模组控制转把来智能控制驱动模组的驱动，减少人工操作，从而减少人力成本，而且使得即使在农场的特殊路况或天气等不利因素的情况下仍然可以进行正常的巡视或采摘等运作，保证了农场的生产效率。且需要补充说明的是，由于所确定的转把旋转信息，还是由实际转速与目标转速来确定的，因此，能够结合目标转速，将电动车尽可能地控制在目标速度上，从而实现对电动车的车速的准确控制，保证电动车的平稳行驶，为实现电动车的智能行驶提供有利保障。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的驱动模组的结构示意图；

图2为本发明一实施例所提供的驱动模组的又一结构示意图；

图3为本发明一实施例所提供的驱动方法的流程示意图；

图4为本发明具体实施例所提供的驱动方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例所提供的驱动设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例中，电动车的应用场景可以为：农场的巡视或者采摘等场景中。可以理解的是，现有技术中，对于大型农场的巡视或采摘等场景中，通常会由人工驾驶电动车在农场的可行驶轨道上进行。但是，由于天气或者农场的特殊路况等原因，有可能造成人工驾驶电动车安全性不高，导致无法及时进行农场作业而导致农场生产效率低。

基于此，如何将智能控制结合在电动车上从而实现自动化和无人化控制，以节省人力成本的同时提高农场生产效率成为了亟需解决的技术问题。

以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。

图1为本发明一实施例所提供的驱动模组的结构示意图，如图1所示，驱动模组1，安装在电动车上，该驱动模组1包括：传感模组11、处理模组12、以及电机14，

该传感模组11，与该电机14连接，且与处理模组12连接，用于检测电机14的电平信号变化；

该处理模组12，与转把13连接，用于接收传感模组11检测到的电机14的电平信号变化；根据所述电平信号变化确定电机14的实际转速；根据实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；

该电机14，与处理模组12连接，用于根据转把旋转信息，控制电机14转动。

需要说明的是，这里的驱动模组1是指包含由电机的能够驱动电动车行驶的驱动模组。

这里的电机14，包括但不限旋转马达或者永磁直流电机等。

在一些实施例中，传感模组11，与电机14连接，可以包括：传感模组11安装在电机14上，能够用于检测到电机的运动情况。

这里的传感模组11，可以包括：霍尔传感器。可理解的是，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔传感器的优点是可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量。

本实施例中，通过在电机14上安装霍尔传感器，可以准确地检测到电机14的高低电平变化。

为了减少设备的改动，在一些实施例中，该电机14与处理模组12之间可以采用转把控制线连接。

这里的处理模组12，通常控制驱动模组1的整体操作，诸如与转把控制线连接，用于控制电机14执行相关的加速或减速等操作。处理模组12可以包括一个或多个处理器来执行指令，以完成相应的操作。这里的处理模组12可以是置入电动车的驱动模组1的单片机，用于实现接收传感模组11检测到的电机的电平信号变化；根据电平信号变化确定电机14的实际转速；根据实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；将转把旋转信息发送至电机14。

示例性的，处理模组12，可以根据电平信号变化来进行计数，通过固定时间段的计数总数来计算电机14的实际转速。

需要说明的是，处理模组12输出的转把旋转信息是通过数模转换得到的模拟的转把旋转信号。示例性的，该模拟的转把旋转信号可以是一定电压范围值的电压变化，例如，0v到4.6v。该模拟的转把旋转信号能够用于替代转把控制电机。

需要说明的是，转把的旋转方向，可以通过处理模组12输出开关量信号控制继电器断开来切换电机14的正反转开关来控制电机的正反转来调节。示例性的，单片机输出开关量信号控制继电器通断来切换电机的正反转开关来控制电机的正反转。转把的旋转幅度，可以通过处理模组12输出电压值变化来调节。示例性的，转把的旋转幅度，可以通过单片机的输出电压值变化来调节。

当然，在另一些实施例中，请参阅图2，该驱动模组1还可以包括转把13，该转把13连接于处理模组12与电机14之间。

示例性的，该转把旋转信息还可以包括：利用模拟的转把旋转信号得到的转把的旋转方向、旋转幅度以及旋转速度等至少其中之一。

如此，本实施例中，由于保留了转把13，能够使得该驱动模组1手动自动一体化，且改装成本低。

需要补充的是，目标转速是用户想要达到的或者说预先设定的转速。在一些场景中，例如电动车轨道行驶的场景中，由于我们会将实际转速快速控制到接近目标转速上来，并保持稳定在目标转速上，使得电动车无论是在上坡、下坡还是平顺路面或者粗糙路面等，都能够稳定地行驶。

基于此，本发明实施例中，由于能够通过处理模组，将电机的实际转速与目标转速进行不断的调整，从而实现对电动车的车速的准确控制，保证电动车平稳行驶，为实现电动车的智能行驶提供了有利保障。本发明实施例中，相比现有技术中，需要人工对转把进行旋转来控制电动车驱动行驶而言，本发明实施例提供的驱动模组，能够实现由处理模组控制转把来智能控制驱动模组的驱动，减少人工操作，从而减少人力成本，而且使得即使在农场的特殊路况或天气等不利因素的情况下仍然可以进行正常的巡视或采摘等运作，保证了农场的生产效率。

当然，对于一些非轨道的行驶场景中，由于不同的路况，要求不同的行驶速度。基于此，在一些实施例中，请再参阅图1，该处理模组12，还用于：基于路况信息，确定所述目标转速。

这里，路况信息，包括但不限于：路面的障碍物信息和/或路面的坡度信息等。

需要说明的是，对于农场路面，例如果园的路面而言，由于路况信息是一段一段变化的，因此，这里的目标转速也是变化的。

可以理解的是，如果是下坡路段，则电机的目标转速可以相对较小；如果是上坡路段，则电机的目标转速可以相对较大，从而增加电动车的爬坡力，减少电动车下滑风险。

本实施例中，通过路况信息，确定目标转速，从而实现目标转速的实施更新，相比利用统一的目标转速来驱动电动车而言，能够更好更智能地实现无人操作电动车。

在一些实施例中，所述路况信息，也可以通过定位模组获取得到，该定位模组可以包括：GPRS模组。

在另一些实施例中，所述驱动模组还包括：

摄像模组，用于采集所述路况信息。

本实施例中，通过摄像模组实时拍摄到的路况信息，能够更加准确地得到电动车的当前路况信息。

在另一些实施例中，所述处理模组，还用于：

确定所述电动车的历史行程信息，其中，所述历史行程信息包括：历史时段与历史路况信息的对应关系；

根据所述电动车的所述历史行程信息，确定当前时段的所述路况信息。

本发明实施例中，由于电动车的行驶场景是固定的，例如农场的场景，且电动车的每天的行程信息也是固定的，故，可以根据历史行程信息，确定出当前时段的路况信息。本发明实施例，可以不需要安装摄像模组，也不需要GPRS定位等，可以节省硬件成本，且可以节省处理模组的数据处理资源。

在一些实施例中，请再参阅图1，处理模组12，还用于：根据实际转速与目标转速的差值与目标转速的比值计算得到的第一计算值，确定转把旋转信息。

可以理解的是，通过实际转速与目标转速的差值与目标转速的比值计算得到的第一计算值，当第一计算值为负时，表明需要反向转动转把14，当第一计算值为正，表明需要正向转动转把14。且，第一计算值的绝对值越大，表明实际转速与目标转速相差越大，需要调大转把的旋转速度或者旋转幅度；第一计算值的绝对值越小，表明实际转速与目标转速相差越小，需要调小转把的旋转速度或者旋转幅度。

本发明实施例中，通过计算第一计算值，可以粗略地对确定转把信息，并基于转把旋转信息对电机的转速进行调整，从而能够通过电机的智能调整，而使得电动车能够尽可能得达到平稳行驶。

在另一些实施例中，请再参阅图1，处理模组12，还用于：根据所述第一计算值，以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到第二计算值，确定所述转把旋转信息。

这里的，预设统计次数，可以是在当前目标转速确定后的第一次统计到当前统计次数所包含的次数，从而可以最大限度的得到实际转速与目标转速的差值积分值，从而可以更加准确地得到转把旋转信息。

当然，为了减少计算量，在一些实施例中，所述预设统计次数，可以是预设的次数，例如十次、一百次等，在此不作任何限定。

本发明实施例中，不仅通过计算第一计算值，而且通过第二计算值，可以相对仅通过第一计算值确定得到的转把旋转信息而言，能够更加准确地的得到转把旋转信息，从而基于这一更为准确的转把旋转信息对电机的转速进行调整，使得电动车能够更快进入平稳行驶。

在另一些实施例中，请再参阅图1，处理模组12，还用于：根据所述第一计算值、所述第二计算值、以及根据所述预设统计次数中所述实际转速与所述目标转速的当前差值与所述实际转速与所述目标转速的上一次差值进行微分计算得到的第三计算值，确定所述转把旋转信息。

本发明实施例中，不仅通过计算第一计算值，而且通过第二计算值以及第三计算值，可以相对仅通过第一计算值和第二计算值确定得到的转把旋转信息而言，能够更加准确地的得到转把旋转信息，从而基于这一更为准确的转把旋转信息对电机转速进行调整，使得电动车能够更快进入平稳行驶。

本发明实施例还提供一种电动车，该电动车，包括：电动车本体，以及安装于电动车本体的如上述任意实施例所述的驱动模组。

本实施例相对于现有技术的优点和贡献，如上述驱动模组的实施例所述的优点和贡献相同。即通过安装有上述实施例的驱动模组的电动车，能够实现无人智能驾驶的同时，还可以达到平稳行驶的目的。

图3为本发明一实施例所提供的驱动方法的流程示意图，如图2所示，所述方法应用于上述的电动车的驱动模组上，所述方法包括：

步骤201：检测所述电机的电平信号变化；

步骤202：根据所述电平信号变化，确定所述电机的实际转速；

步骤203：根据所述电机的所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息；

步骤204：根据所述转把旋转信息，控制所述电机旋转。

在一些可选的实施例中，所述根据所述电机的所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息，包括：

在一些可选的实施例中，所述根据所述实际转速与所述目标转速的差值与所述目标转速的比值计算得到的第一计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

在一些可选的实施例中，所述根据所述第一计算值，以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到的第二计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

这里需要指出的是：以上驱动方法项的描述，与上述驱动模组项描述是类似的，同方法的有益效果描述，不做赘述。对于本发明驱动方法实施例中未披露的技术细节，请参照本发明驱动模组的实施例的描述。

本发明还提供一具体实施例，以进一步理解驱动模组、电动车以及驱动方法。

目标电动车专用电机采用转把手控制车速，用手动开关切换前进后退，暂时还没有自动化和无人化控制。

基于此，请参阅图4，图4为本发明具体实施例所提供的驱动方法的流程示意图，如图4所示，首先把电动车电机自带的霍尔传感器接入单片机系统中，电动车专用电机转动时霍尔传感器会输出高低电平变化信号，单片机系统通过采集高低电平变化来进行计数，通过固定时间段的计数总数来计算电机的实际转速。

其次，单片系统中的DAC模块，即数字转模拟模块，输出口连接电动车专用电机的转把控制线，输出电压值变化来调节电机的转速。单片机系统输出开关量控制信号控制继电器通断来切换电机的正反转开关来控制电机的正反转向。

最后，单片机系统实用控制算法来控制DAC的电压变化，来调节电机的实际转速，使电机的实际转速快速稳定达到目标转速，并保持稳定。

这里，单片机系统通过实际转速与目标转速的差值的比例P、积分I和微分D，来调整DAC的输出，使得实际转速快速达到目标转速，并继续保持稳定。

这里，单片机系统相当于上述实施例所述的处理模组，这里的P相当于上述实施例所述的第一计算值，这里的I相当于上述实施例所述的第二计算值，这里的D相当于上述实施例所述的第三计算值。

本发明实施例，实现了电动车专用电机的自动化无人化应用，拓宽了电机的应用面，使得它能够应用于爬坡度大且复杂路径的山地轨道车等的动力上。能够为实现农业自动化、无人控制领域提供有利基础。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种驱动设备，所述驱动设备包括存储器32、处理器31及存储在存储器32上并可在处理器31上运行的计算机指令；所述处理器31执行所述指令时实现应用于所述漏洞扫描方法的步骤。

在一些实施例中，本发明实施例中的存储器32可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器32旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

而处理器31可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器31中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器31可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器32，处理器31读取存储器32中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

在一些实施例中，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

本发明又一实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机可读存储介质存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器31执行时，可实现应用于所述驱动方法的步骤。例如，如图1所示的方法中的一个或多个。

在一些实施例中，所述计算机存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种驱动模组，安装在电动车上，其特征在于，所述驱动模组包括：传感模组、处理模组以及电机，

2.根据权利要求1所述的驱动模组，其特征在于，所述处理模组，还用于：

3.根据权利要求2所述的驱动模组，其特征在于，所述处理模组，还用于：

4.根据权利要求3所述的驱动模组，其特征在于，所述处理模组，还用于：

5.一种电动车，其特征在于，所述电动车，包括：

电动车本体，以及安装于所述电动车本体的如权利要求1至4任一项所述的驱动模组。

6.一种驱动方法，应用于电动车，其特征在于，所述方法应用于权利要求1所述的电动车的驱动模组上，所述方法包括：

检测所述电机的电平信号变化；

根据所述电平信号变化，确定所述电机的实际转速；

根据所述转把旋转信息，控制所述电机旋转。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述电机的所述实际转速与目标转速，确定转把旋转信息，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际转速与所述目标转速的差值与所述目标转速的比值计算得到的第一计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一计算值，以及根据预设统计次数的所述实际转速与所述目标转速的差值积分计算得到的第二计算值，确定所述转把旋转信息，包括：

10.一种驱动设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中所述处理器用于运行所述计算机程序时，实现权利要求6至9任一项所述的驱动方法。