本實用新型涉及自平衡車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自平衡車及其控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自平衡車是通過其上的角度傳感器測量人體傾斜角度，然后由其控制系統(tǒng)根據(jù)該人體傾斜角度來驅(qū)動電機，實現(xiàn)其自平衡控制。

現(xiàn)有的控制系統(tǒng)參見圖1，包括主板101、左姿態(tài)副板102及右姿態(tài)副板103；其中，兩個姿態(tài)副板分別用于接收相應(yīng)的踏板開關(guān)狀態(tài)及相應(yīng)角度傳感器檢測得到的人體傾斜角度，并將該人體傾斜角度轉(zhuǎn)換為俯仰角，將俯仰角和相應(yīng)的踏板開關(guān)狀態(tài)通過串口發(fā)送給主板101；然后由主板101輸出兩路電機驅(qū)動信號分別至各自對應(yīng)的電機，完成兩個電機的驅(qū)動，實現(xiàn)扭扭車的自平衡控制。

但是圖1這種控制方式，由于主板101與兩個姿態(tài)副板之間存在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵾^程，使得控制的精度和實時性存在受到影響的可能性，降低了控制的可靠性；且上述控制系統(tǒng)包括一個主板及兩個副板，造成體積大的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種自平衡車及其控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中控制可靠性低且體積大的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種自平衡車的控制系統(tǒng)，包括：

將左角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為左俯仰角，根據(jù)所述左俯仰角生成左電機驅(qū)動信號，輸出至左電機的左控制板；所述左控制板分別與所述左角度傳感器及所述左電機相連；

將右角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為右俯仰角，根據(jù)所述右俯仰角生成右電機驅(qū)動信號，輸出至右電機的右控制板；所述右控制板分別與所述右角度傳感器及所述右電機相連。

優(yōu)選的，所述左控制板還與所述右控制板通訊連接，所述左控制板與所述右控制板還為輸出或者接收狀態(tài)信息、故障信息、電池電壓數(shù)據(jù)、當(dāng)前角度數(shù)據(jù)及當(dāng)前速度數(shù)據(jù)的控制板。

優(yōu)選的，所述左控制板還與左尾燈相連，所述左控制板還為控制所述左尾燈亮滅的控制板；

所述右控制板還與右尾燈相連，所述右控制板還為控制所述右尾燈亮滅的的控制板。

優(yōu)選的，所述左角度傳感器集成在所述左控制板上，所述右角度傳感器集成在所述右控制板上。

一種自平衡車，包括：左角度傳感器、左電機、右角度傳感器、右電機及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

將左角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為左俯仰角，根據(jù)所述左俯仰角生成左電機驅(qū)動信號，輸出至左電機的左控制板；所述左控制板分別與所述左角度傳感器及所述左電機相連；

將右角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為右俯仰角，根據(jù)所述右俯仰角生成右電機驅(qū)動信號，輸出至右電機的右控制板；所述右控制板分別與所述右角度傳感器及所述右電機相連。

優(yōu)選的，所述左控制板還與所述右控制板通訊連接，所述左控制板與所述右控制板還為輸出或者接收狀態(tài)信息、故障信息、電池電壓數(shù)據(jù)、當(dāng)前角度數(shù)據(jù)及當(dāng)前速度數(shù)據(jù)的控制板。

優(yōu)選的，所述左控制板還與左尾燈相連，所述左控制板還為控制所述左尾燈亮滅的控制板；

所述右控制板還與右尾燈相連，所述右控制板還為控制所述右尾燈亮滅的控制板。

優(yōu)選的，所述左角度傳感器與所述右角度傳感器均為三軸加速度和三軸角速度傳感器。

優(yōu)選的，所述左角度傳感器集成在所述左控制板上，所述右角度傳感器集成在所述右控制板上。

優(yōu)選的，所述左控制板或者所述右控制板還與電量指示燈板和電源指示燈板相連。

本實用新型提供的自平衡車及其控制系統(tǒng)，其中的控制系統(tǒng)僅包括左控制板及右控制板；通過左控制板將左角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為左俯仰角，根據(jù)所述左俯仰角生成左電機驅(qū)動信號，輸出至左電機；通過右控制板將右角度傳感器輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為右俯仰角，根據(jù)所述右俯仰角生成右電機驅(qū)動信號，輸出至右電機；整個控制系統(tǒng)僅包括兩個控制板，結(jié)構(gòu)簡單，體積??；且將相應(yīng)電機的驅(qū)動分別集成在對應(yīng)的控制板中，省略了現(xiàn)有技術(shù)中主板與兩個姿態(tài)副板之間的通訊，提高了控制的精度及實時性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述內(nèi)的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的自平衡車及其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的自平衡車的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。

本實用新型提供一種自平衡車的控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中控制精度低、實時性差且體積大的問題。

具體的，所述自平衡車的控制系統(tǒng)，如圖2所示，與自平衡車的左角度傳感器301、右角度傳感器302、左電機401及右電機402相連，所述自平衡車的控制系統(tǒng)包括：左控制板201及右控制板202；其中：

左控制板201分別與自平衡車的左角度傳感器301及左電機401相連；

右控制板202分別與自平衡車的右角度傳感器302及右電機402相連。

具體的工作原理為：

左控制板201用于將左角度傳感器301輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為左俯仰角和左橫滾角，根據(jù)所述左俯仰角生成左電機驅(qū)動信號，輸出至左電機401；

右控制板202用于將右角度傳感器302輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為右俯仰角和右橫滾角，根據(jù)所述右俯仰角生成右電機驅(qū)動信號，輸出至右電機402。

在具體的實際應(yīng)用中：

如果人體的重心位于電機軸心線的正上方，則該自平衡車的控制系統(tǒng)不需要做任何控制，使得該自平衡車保持平衡靜止狀態(tài)。

如果人體的重心靠前，身體會向前傾斜，兩只腳同時向前壓踏板，則兩個控制板分別根據(jù)各自的俯仰角生成相應(yīng)的電機驅(qū)動信號，驅(qū)動左右兩個車輪向前滾動，以保持該自平衡車平衡。

如果人體的重心靠后，身體會向后傾斜，兩只腳同時向后壓踏板，則兩個控制板分別根據(jù)各自的俯仰角生成相應(yīng)的電機驅(qū)動信號，驅(qū)動車輪向后滾動，以保持該自平衡車平衡。

如果人體的兩只腳分別向前向后壓相應(yīng)的踏板，則兩個控制板分別根據(jù)各自的俯仰角生成相應(yīng)的電機驅(qū)動信號，驅(qū)動各自車輪滾動，以保持該自平衡車平衡，同時實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎。

如果人體的重心靠前，身體會向前傾斜，兩只腳同時向前壓踏板，但是右俯仰角大于左俯仰角，由于兩個俯仰角不同，兩個電機驅(qū)動信號將使得右邊的電機速度快于左邊，以保持扭扭車平衡，同時實現(xiàn)前進左轉(zhuǎn)彎。

如果人體的重心靠前，身體會向前傾斜，兩只腳同時向前壓踏板，但是左俯仰角大于右俯仰角，由于兩個俯仰角不同，兩個電機驅(qū)動信號將使得左邊的電機速度快于右邊，以保持扭扭車平衡，同時實現(xiàn)前進右轉(zhuǎn)彎。

如果人體的重心靠后，身體會向后傾斜，兩只腳同時向后壓踏板，但是右俯仰角大于左俯仰角，由于兩個俯仰角不同，兩個電機驅(qū)動信號將使得右邊的電機速度快于左邊，以保持扭扭車平衡，同時實現(xiàn)后退左轉(zhuǎn)彎。

如果人體的重心靠后，身體會向后傾斜，兩只腳同時向后壓踏板，但是左俯仰角大于右俯仰角，由于兩個俯仰角不同，兩個電機驅(qū)動信號將使得左邊的電機速度快于右邊，以保持扭扭車平衡，同時實現(xiàn)后退右轉(zhuǎn)彎。

本實施例提供的自平衡車的控制系統(tǒng)，其中的控制系統(tǒng)僅包括左控制板201及右控制板202，整個控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，整車的設(shè)計將更加的靈活，材料成本更低，生產(chǎn)安裝更為方便；且將相應(yīng)電機的驅(qū)動分別集成在對應(yīng)的控制板中，省略了現(xiàn)有技術(shù)中主板與兩個姿態(tài)副板之間的通訊，提高了控制的精度及實時性。

本實用新型另一實施例還提供了一種具體的自平衡車的控制系統(tǒng)，如圖2所示，包括：左控制板201、右控制板202及通訊連接左控制板201與右控制板202的線路；其中：

左控制板201分別與自平衡車的左角度傳感器301及左電機401相連；

右控制板202分別與所述自平衡車的右角度傳感器302及右電機402相連；

左控制板201與右控制板202通訊連接。

左控制板201與右控制板202還用于輸出或者接收狀態(tài)信息、故障信息、電池電壓數(shù)據(jù)、當(dāng)前角度數(shù)據(jù)及當(dāng)前速度數(shù)據(jù)。

具體的，所述狀態(tài)信息可以包括：開關(guān)機狀態(tài)、優(yōu)先權(quán)(主機或從機)信息、是否進行校準的詢問信息、校準是否成功的反饋信息、新手模式或者普通模式的開啟信息、放電電流信息、充電狀態(tài)及電機轉(zhuǎn)動方向信息中的一種或多種。

所述故障信息可以包括：靜態(tài)電流故障標志信息、短路故障標志信息、角度傳感器故障標志信息、霍爾傳感器故障標志信息、電池故障標志信息、傾斜角度過大標志信息、過溫報警標志信息、過溫停機標志信息及堵轉(zhuǎn)標志信息中的一種或多種。

在具體的實際應(yīng)用中，左控制板201與右控制板202之間的通訊內(nèi)容此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，左控制板201還與左尾燈相連，左控制板201還用于控制所述左尾燈的亮滅；

右控制板202還與右尾燈相連，右控制板202還用于控制所述右尾燈的亮滅。

本實施例提供的所述自平衡車的控制系統(tǒng)，其中的左控制板201和右控制板202還包括現(xiàn)有技術(shù)中兩個姿態(tài)副板的原有功能，此處不再一一贅述。

優(yōu)選的，左角度傳感器301集成在左控制板201上，右角度傳感器302集成在右控制板202上。

當(dāng)角度傳感器集成在相應(yīng)的控制板上時，各個角度傳感器設(shè)置在相應(yīng)的控制板上，直接與相應(yīng)控制板上其他元器件相連，減少控制板外部接線，避免數(shù)據(jù)傳輸過程中的失真或者噪聲干擾。

本實用新型另一實施例還提供了一種自平衡車，參見圖2，包括：左角度傳感器301、右角度傳感器302、左電機401、右電機402及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：左控制板201及右控制板202；其中：

左控制板201分別與左角度傳感器301及左電機401相連；

右控制板202分別與左角度傳感器301及右電機402相連。

具體的工作原理為：

左控制板201用于將左角度傳感器301輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為左俯仰角和左橫滾角，根據(jù)所述左俯仰角生成左電機驅(qū)動信號，輸出至左電機401；

右控制板202用于將右角度傳感器302輸出的檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為右俯仰角和右橫滾角，根據(jù)所述右俯仰角生成右電機驅(qū)動信號，輸出至右電機402。

本實施例提供的自平衡車，其中的控制系統(tǒng)僅包括左控制板201及右控制板202，整個控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，整車的設(shè)計將更加的靈活，材料成本更低，生產(chǎn)安裝更為方便；且將相應(yīng)電機的驅(qū)動分別集成在對應(yīng)的控制板中，省略了現(xiàn)有技術(shù)中主板與兩個姿態(tài)副板之間的通訊，提高了控制的精度及實時性。

在具體的實際應(yīng)用中，所述自平衡車可以為電動扭扭車，也可以為其他類型，此處不做具體限定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

本實用新型另一實施例還提供了另外一種自平衡車，參見圖2，包括：左角度傳感器301、右角度傳感器302、左電機401、右電機402及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：左控制板201、右控制板202及通訊連接左控制板201與右控制板202的線路；其中：

左控制板201分別與左角度傳感器301及左電機401相連；

右控制板202分別與右角度傳感器302及右電機402相連。

左控制板201與右控制板202還用于輸出或者接收狀態(tài)信息、故障信息、電池電壓數(shù)據(jù)、當(dāng)前角度數(shù)據(jù)及當(dāng)前速度數(shù)據(jù)。

具體的，所述狀態(tài)信息可以包括：開關(guān)機狀態(tài)、優(yōu)先權(quán)(主機或從機)信息、是否進行校準的詢問信息、校準是否成功的反饋信息、新手模式或者普通模式的開啟信息、放電電流信息、充電狀態(tài)及電機轉(zhuǎn)動方向信息中的一種或多種。

所述故障信息可以包括：靜態(tài)電流故障標志信息、短路故障標志信息、角度傳感器故障標志信息、霍爾傳感器故障標志信息、電池故障標志信息、傾斜角度過大標志信息、過溫報警標志信息、過溫停機標志信息及堵轉(zhuǎn)標志信息中的一種或多種。

在具體的實際應(yīng)用中，左控制板201與右控制板202之間的通訊內(nèi)容此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，左控制板201還與左尾燈相連，左控制板201還用于控制所述左尾燈的亮滅；

右控制板202還與右尾燈相連，右控制板202還用于控制所述右尾燈的亮滅。

優(yōu)選的，左角度傳感器301與右角度傳感器302均為三軸加速度和三軸角速度傳感器。

左控制板201與右控制板202將三軸加速度和三軸角速度傳感器的6軸檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為俯仰角和橫滾角，再進行后續(xù)的處理實現(xiàn)對于兩個電機的驅(qū)動。

優(yōu)選的，左角度傳感器301集成在左控制板201上，右角度傳感器302集成在右控制板202上。

當(dāng)角度傳感器集成在相應(yīng)的控制板上時，各個角度傳感器設(shè)置在相應(yīng)的控制板上，直接與相應(yīng)控制板上其他元器件相連，減少控制板外部接線，避免數(shù)據(jù)傳輸過程中的失真或者噪聲干擾。

優(yōu)選的，所述左控制板或者所述右控制板還與電量指示燈板和電源指示燈板相連。

在具體的實際應(yīng)用中，所述電量指示燈板可以設(shè)置有五個LED燈，用于顯示具體電量，其LED燈的個數(shù)和具體顏色此處不做具體限定，可以視其應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

所述電源指示燈板可以設(shè)置有一個LED燈，或者以電源開關(guān)的背光進行開啟提示，此處也不做具體限定，均在本申請的保護范圍內(nèi)。

其余工作原理與上述實施例相同，此處不再一一贅述。

本實用新型中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。