CN114895591A - 一种多功能滑板车遥控器及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能滑板车遥控器及控制器，包括遥控系统和电子调速器系统，所述遥控系统为遥控器，遥控器外壳采用手柄式结构，遥控器的一端设有充电接口，遥控器远离充电接口的一端设有滚轮，滚轮设于遥控器的一侧，远离滚轮的一侧设有扳机按钮，扳机按钮和滚轮之间的遥控器面上安装有电源键，电源键的一侧设有显示屏，电子调速器系统包括加速度传感器、震动传感器、压力传感器、和多驱独立电机。本发明与现有技术相比的优点在于：通过多功能和多模遥控实现最方便的电动滑板控制，相较于传统的电动滑板遥控器具有极大地性能和功能上的提升，十分的具有市场前景。

Description

一种多功能滑板车遥控器及控制器

技术领域

本发明涉及电动滑板车控制领域，具体是指一种多功能滑板车遥控器及控制器。

背景技术

电动滑板是指使用类似传统四轮滑板的结构和原理，并使用电机提供动力和刹车的装置。其加速和刹车通过遥控控制，油门往前加速往后刹车。转向通过用户改变重心给滑板连接轮子的机械结构(滑板桥)施加侧向压力实现。电动滑板通常来说驱动轮在后方，分为单轮驱动(单驱)和双轮驱动(双驱/多驱)，但也有少数电动滑板采用四轮驱动(四驱/多驱)。通常每一个驱动轮都配备一个电机(独立电机)，不过也有部分滑板采用一个电机同时驱动左右两个轮子。电机分为两种，一种为轮毂电机一种为外挂电机。轮毂电机方案将电机集成到轮子里面并直接驱动，而外挂电机即为将电机外置并通过传动装置将动力输出到轮子上。

电动滑板控制器可以拆分成两个系统，遥控系统和电子调速器系统，其中电子调速器系统包含了一个及以上(每个电机一个)的电子调速器(电调)。大部分厂商为降低成本将这两个系统集成到一起，不过在功能的角度来说这两个系统分工明确，所以本文将把这两个部分分开介绍。首先，遥控系统负责将用户的操作实时的转换为控制电调的信号并发送给电调系统。随后，在电调收到控制信号后负责将信号处理并实际控制电机运动。其中部分高端电调也会将电机以及电调基本信息返回给遥控系统方便用户掌握设备状态。目前已有的电动滑板控制器的逻辑相对简单，即：遥控系统通过遥杆之类的传感器获取用户操作信号(油门/刹车)，在进行油门曲线校准后直接发送给电调以控制滑板的加速或者刹车。

目前的电动滑板的动力输出是直接将油门/刹车信号直接进行油门曲线校准后控制电机和驱动器。结合市面上现有电动滑板遥控器的实际使用经验，现有的控制器存在主要有如下弊端：

1.在用户操作不当时可能会造成危险，例如以下情况：

a)原地误触油门，滑板将突然加速。在这种情况下用户站在滑板上将极有可能会由于没有准备好重心摔倒。即使用户没有站在滑板上面，高速无控制窜出的滑板也有可能产生撞击从而造成人员损伤和财产损失。虽然有些控制器具有“防呆开关”(额外一个开关按下油门才有效)功能，不过这个功能有时候却会不方便

b)在湿滑路面上行驶时，过大的油门或刹车很容易使驱动力轮因为过大的驱动力而突破与地面的摩擦力极限。此时轮子将由滚动摩擦变为滑动摩擦，从而产生侧滑使滑板失去控制。

c)对于多轮独立电机驱动的滑板，在地面摩擦力不均衡的情况下，即使是相对合理范围内的油门和刹车也可能使个别个对地摩擦力小的驱动轮突破静摩擦力极限。这种情况下这些轮子所能提供的摩擦力将大大减小并打破原有的重心平衡，从而降低滑板的超控力甚至整体失控。

2.对独立电机多驱动轮的电动滑板来说，在转弯时没有使用其驱动力提供差速助力。

3.开机繁琐，无法实现“踩上就走”的用户体验。很多遥控和滑板要分别开机才能使用，虽然也有部分控制器支持在开启遥控的时候远程启动滑板的功能，但是其始终还是需要用户手动执行开机操作。

4.缺乏扩展功能，比如滑板照明，刹车灯，喇叭等安全上路所必须的功能。目前的解决办法是单独外架手电筒和自行车尾灯，不过由于其需要单独充电，以及单独操作，始终不方便。

5.刹车无法停稳，只能减速，在速度越低的时候刹车力度越差。在坡道上即使刹车力度最大也会缓慢下滑

6.无法实现前进和后退的安全且方便的切换，目前的电动滑板大部分使用油门往前加速往后减速的控制方式，切换正反通过一个独立按键或者开关操作。其中滑板厂商

有一种模式把刹车(向后拨动油门)直接换成了向后油门，不过这样却有可能被误操作产生安全性问题。

因此一种能够实现方便控制的滑板车遥控器亟待被研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种多功能滑板车遥控器及控制器。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种多功能滑板车遥控器及控制器，包括遥控系统和电子调速器系统，所述遥控系统为遥控器，遥控器外壳采用手柄式结构，遥控器的一端设有充电接口，遥控器远离充电接口的一端设有滚轮，滚轮设于遥控器的一侧，远离滚轮的一侧设有扳机按钮，扳机按钮和滚轮之间的遥控器面上安装有电源键，电源键的一侧设有显示屏，电子调速器系统包括加速度传感器、震动传感器、压力传感器、和多驱独立电机。

作为改进，电源键双击或三击功能，包括灯光开关、倒车模式开关和禁用。

作为改进，倒车替换刹车功能，启动此功能时在速度为0的情况下，间隔一定时间后刹车变为缓慢倒车。

作为改进，添加板面压力传感器，检查是否有人站在滑板上，此功能可实现两个子功能：

有人站在板子上将自动开机并启动遥控器；

没人站在板子上的时候油门失效。

作为改进，移动开机功能，通过滑板内置的低功耗加速度传感器和震动传感器感应到加速度时将滑板自动开机并启动遥控。

作为改进，限滑差速器功能，通过限制不同电机间的最大差速比来抑制单个动力轮打滑的情况。

本发明与现有技术相比的优点在于：通过多功能和多模遥控实现最方便的电动滑板控制，相较于传统的电动滑板遥控器具有极大地性能和功能上的提升，十分的具有市场前景。

附图说明

图1是一种多功能滑板车遥控器结构示意图。

图2是一种多功能滑板车遥控器的侧面结构示意图。

图3是一种多功能滑板车遥控器及控制器的实施例一流程图。

图4是一种多功能滑板车遥控器及控制器的实施例二流程图。

如图所示：1、遥控器，2、充电接口，3、滚轮，4、扳机按钮，5、电源键，6、显示屏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明在具体实施时，一种多功能滑板车遥控器及控制器，包括遥控系统和电子调速器系统，其特征在于：所述遥控系统为遥控器1，遥控器1外壳采用手柄式结构，遥控器1的一端设有充电接口2，遥控器1远离充电接口2的一端设有滚轮3，滚轮3设于遥控器1的一侧，远离滚轮3的一侧设有扳机按钮4，扳机按钮4和滚轮3之间的遥控器面上安装有电源键5，电源键5的一侧设有显示屏6，电子调速器系统包括加速度传感器、震动传感器、压力传感器、和多驱独立电机。

作为改进，电源键双击或三击功能，包括灯光开关、倒车模式开关和禁用。

作为改进，倒车替换刹车功能，启动此功能时在速度为0的情况下，间隔一定时间后刹车变为缓慢倒车。

作为改进，添加板面压力传感器，检查是否有人站在滑板上，此功能可实现两个子功能：

有人站在板子上将自动开机并启动遥控器；

没人站在板子上的时候油门失效。

作为改进，移动开机功能，通过滑板内置的低功耗加速度传感器和震动传感器感应到加速度时将滑板自动开机并启动遥控。

作为改进，限滑差速器功能，通过限制不同电机间的最大差速比来抑制单个动力轮打滑的情况。

本发明的工作原理：为解决上面的问题，本控制器在传统控制器的基础上额外实现了以下功能以避免以上问题(以下功能均可单独启用或禁用)：

在遥控器上增加的“多功能按钮”，此开关可通过菜单或上位机配置为多种功能(遥控器逻辑实现)：

防呆开关，按下后才允许电机加速。解决问题：1a

倒车开关，按下则启用倒车替换刹车功能)按下启用松开关闭。解决问题：6

高速开关，启用高速模式功能，按下后才允许电机以较大功率加速，可以看作“防呆开关”升级版。

解决问题：1a

喇叭开关，按下喇叭响起，解决问题：4

灯光开关，按下灯光响起，解决问题：4

禁用

可配置的电源键双击或三击功能(遥控器逻辑实现)：

灯光开关

倒车模式开关

禁用

倒车替换刹车功能，启动此功能时在速度为0的情况下(正常刹车至停止)，间隔一定时间后(默认1s可设置，方便用户调整重心和确认操作)刹车(向后拉油门)变为缓慢倒车(缓慢倒车可减少安全问题的发生。(遥控器逻辑实现)。

停稳驻车功能(仅有感电机可用)，在速度为0以后将通过对有感电机实施位置环PID控制来实现停车不溜车功能。解决问题：5(接收机内部逻辑实现)。

增加扩展功能接口，用户可根据自己的需求配置不同功能，例如集成供电和遥控的灯光，喇叭，刹车灯等。解决问题：4。

添加板面压力传感器，检查是否有人站在滑板上。此功能可实现两个子功能(接收机逻辑实现)：

有人站在板子上将自动开机并启动遥控器。解决问题：3。

没人站在板子上的时候油门失效。解决问题：1a。

移动开机功能，通过滑板内置的低功耗姿态传感器(或震动传感器)感应到加速度(也就是将静置的滑板拿起来时)时将滑板自动开机并启动遥控。解决问题：3(接收机逻辑实现)。

转弯助力功能(仅多驱独立电机可用)。滑板的转向不通过遥控控制，而是通过使滑板侧向倾斜来使滑板桥产生转弯角度。因此，在知道滑板轴距和桥的角度时，滑板的转向半径可通过检测板面倾斜角度大致获得。而转向时的左右轮理论差速比可以通过转向半径和滑板轮距算出。在姿态传感器检测到滑板侧向倾斜(转弯)时控制器将自动计算其对应的左右轮差速比，并结合可设置的补偿百分比来增加和减少左右轮输出速度。此功能通过差速转向原理帮助用户以更小的力(更小的重心偏移)完成转向。解决问题：2(接收机逻辑实现)此部分内容已经申请专利，申请号为202210462919.7。

刹车防抱死以及牵引力控制功能(仅多驱独立有感电机可用)。通过惯性导航系统(通过加速度传感器+GPS+轮子转速的数据融合计算当前的实际速度，其中GPS加上会提高系统精度，不加也能用)可以测量滑板的前后向加速度并通过数据融合(比例融合)结合轮子的转速反馈可以大致算出当前滑板相对地面的实际速度。在检测到驱动轮转速明显与预估实际速度不符时将自动减小对应驱动轮的油门或者刹车，以此抑制电动滑板的驱动轮因为过大的油门或者刹车产生打滑的问题。解决问题：1b(接收机逻辑实现)此部分内容已经申请专利，申请号为202210462168.9。

“限滑差速器”功能。此功能将通过限制不同电机间的最大差速比来抑制单个动力轮打滑的情况。解决问题：1c(接收机逻辑实现)。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种多功能滑板车遥控器及控制器，包括遥控系统和电子调速器系统，其特征在于：所述遥控系统为遥控器(1)，遥控器(1)外壳采用手柄式结构，遥控器(1)的一端设有充电接口(2)，遥控器(1)远离充电接口(2)的一端设有滚轮(3)，滚轮(3)设于遥控器(1)的一侧，远离滚轮(3)的一侧设有扳机按钮(4)，扳机按钮(4)和滚轮(3)之间的遥控器面上安装有电源键(5)，电源键(5)的一侧设有显示屏(6)，电子调速器系统包括加速度传感器、震动传感器、压力传感器、和多驱独立电机。

2.根据权利要求1所述的一种多功能滑板车遥控器及控制器，其特征在于：电源键双击或三击功能，包括灯光开关、倒车模式开关和禁用。

3.根据权利要求1所述的一种多功能滑板车遥控器及控制器，其特征在于：倒车替换刹车功能，启动此功能时在速度为0的情况下，间隔一定时间后刹车变为缓慢倒车。

4.根据权利要求1所述的一种多功能滑板车遥控器及控制器，其特征在于：添加板面压力传感器，检查是否有人站在滑板上，此功能可实现两个子功能：

有人站在板子上将自动开机并启动遥控器；

没人站在板子上的时候油门失效。

5.根据权利要求1所述的一种多功能滑板车遥控器及控制器，其特征在于：移动开机功能，通过滑板内置的低功耗加速度传感器和震动传感器感应到加速度时将滑板自动开机并启动遥控。

6.根据权利要求1所述的一种多功能滑板车遥控器及控制器，其特征在于：限滑差速器功能，通过限制不同电机间的最大差速比来抑制单个动力轮打滑的情况。

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