專利名稱：以霍爾元件做乘員探測(cè)傳感器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)平衡電動(dòng)車領(lǐng)域，尤其是一種以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器 的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車。
背景技術(shù)：
雙輪自動(dòng)平衡車是倒立擺原理的一種技術(shù)應(yīng)用，其兩輪分布在騎行者的左右兩 側(cè)，包括車廂、立桿、車輪、電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路、傳感器電路。當(dāng)乘員站立在小車上進(jìn)入平 衡狀態(tài)后，中央控制單元通過(guò)馬達(dá)控制器控制馬達(dá)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的加速度來(lái)維持左右 兩輪軸上的力矩平衡。當(dāng)乘員重心前移的時(shí)候，馬達(dá)會(huì)產(chǎn)生向前的加速度；反之，馬達(dá)產(chǎn)生 向后的加速度。馬達(dá)產(chǎn)生的加速度大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳感器組探測(cè)到的平臺(tái)系統(tǒng)的角速度值 和平臺(tái)平面與水平方向的偏離角度相關(guān)。在中央控制單元的監(jiān)控下，這種動(dòng)態(tài)平衡機(jī)制使 得乘員和小車平臺(tái)能處于靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下而不失去平衡。但在乘員上車前或者下車后， 自動(dòng)平衡車是處于啟動(dòng)狀態(tài)的，平衡車仍然處于運(yùn)行狀態(tài)，由此可能發(fā)生乘員摔倒或者平 衡車沖撞損壞事故，安全性較差。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種以霍爾傳感器為核心 部件的乘員檢測(cè)機(jī)構(gòu)以保證安全性的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案是一種以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，包括車輪、車廂、立 桿，其特征在于在車廂表面的雙腳腳踏位置均嵌裝有一踏板，在該踏板上均安裝有磁鐵， 在車廂底蓋所安裝的電路板上安裝有一霍爾傳感器，磁鐵與霍爾傳感器呈垂直對(duì)應(yīng)關(guān)系。而且，所述霍爾傳感器為3144E系列開(kāi)關(guān)霍爾傳感器。而且，所述踏板與車廂表面之間的固裝形式為在車廂表面的雙腳腳踏位置制出 兩個(gè)形狀如雙腳的淺凹槽，將腳形踏板嵌裝入淺凹槽內(nèi)并使踏板上表面與車廂表面齊平。而且，所述踏板上所安裝的磁鐵安裝在前腳掌位置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本自動(dòng)平衡車安裝霍爾傳感器后，平衡車的中央處理器可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)在車上沒(méi) 有乘員，當(dāng)傳感器檢測(cè)到車上沒(méi)有乘員時(shí)，中央處理器不會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作；如果在行進(jìn)過(guò)程 中出現(xiàn)緊急情況在乘員離開(kāi)車體時(shí)，馬達(dá)會(huì)自動(dòng)停下來(lái)，由此避免了乘員摔倒或者平衡車 沖撞損壞事故，提高了安全性。2、本自動(dòng)平衡車的霍爾傳感器為開(kāi)關(guān)式，利用磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，霍爾元件與磁鐵小 于一定的距離時(shí)其輸出引腳電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)。(臨界距離大約5mm)。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(省略了立桿及把手組件)；[0014]圖2為圖1的A-A向截面剖視放大示意圖(在沒(méi)有乘員踏上踏板時(shí))；圖3為圖2的有乘員踏上踏板時(shí)的踏板狀態(tài)圖；圖4為本實(shí)用新型的電路模塊連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性 的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，其結(jié)構(gòu)如圖1所示， 包括車輪1、車廂2、立桿3，車廂內(nèi)的底蓋上還安裝蓄電池組、左右兩個(gè)馬達(dá)及其驅(qū)動(dòng)電路、 傳感器電路等，其中傳感器電路上安裝有角速度傳感器及加速度傳感器，角速度傳感器與 底蓋垂直，加速度傳感器與車廂底蓋平行。以上是現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例附圖中沒(méi)有示出。本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)是在車廂表面的雙腳腳踏位置均嵌裝有一踏板4，在該踏 板上均安裝有一塊磁鐵5，在車廂底蓋所安裝的電路板7上安裝有一霍爾傳感器6，磁鐵與 霍爾傳感器呈垂直對(duì)應(yīng)關(guān)系，該霍爾傳感器為3144E系列開(kāi)關(guān)傳感器，一般安裝在前腳掌 位置，其輸出信號(hào)被送至中央處理器檢測(cè)端口，通過(guò)該傳感器來(lái)檢測(cè)是否有乘員在車上，踏 板的材料采用鋁板。踏板與車廂表面之間的嵌裝可以采用如下形式在車廂表面的雙腳腳踏位置制出兩個(gè)形狀如雙腳的淺凹槽，將腳形踏板嵌裝入淺 凹槽內(nèi)并使踏板上表面與車廂表面齊平，安裝方式可以是螺釘安裝或者粘接，在踏板上面 也可蓋有橡膠，以將磁鐵和踏板蓋住。本實(shí)用新型的電路原理圖參見(jiàn)圖3，具體應(yīng)用中主控CPU可選用ARM-732位RISC 處理器，但其他型號(hào)的處理器或DSP也可實(shí)現(xiàn)。固定在小車平臺(tái)上的加速度傳感器和角速 度傳感器將檢測(cè)信號(hào)送入主控CPU，主控CPU啟動(dòng)濾波流程然后得到小車平臺(tái)的角速度和 平臺(tái)的傾斜角度。同時(shí)左右兩輪狀態(tài)傳感器的編碼信號(hào)也被送到主控CPU中。結(jié)合控制把 上發(fā)出的轉(zhuǎn)向信號(hào)，主控CPU以這些參數(shù)為輸入條件通過(guò)平衡控制算法計(jì)算出左右兩路馬 達(dá)的脈寬調(diào)制信號(hào)。這兩路脈寬調(diào)制信號(hào)被分別送入左右輪馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板上從而驅(qū)動(dòng)左右馬 達(dá)按照中控CPU的指令運(yùn)轉(zhuǎn)。在程序流程中主控CPU還需檢測(cè)乘員傳感器的信號(hào)，在沒(méi)有 乘員的情況下，主控CPU通過(guò)脈寬調(diào)制信號(hào)關(guān)閉馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板的驅(qū)動(dòng)輸出。主控CPU還要在 程序流程中監(jiān)測(cè)電池電壓和馬達(dá)的工作電流，如有異常情況將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，包括車輪、車廂、立桿， 其特征在于在車廂表面的雙腳腳踏位置均嵌裝有一踏板，在該踏板上均安裝有磁鐵，在車 廂底蓋所安裝的電路板上安裝有一霍爾傳感器，磁鐵與霍爾傳感器呈垂直對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，其特 征在于所述霍爾傳感器為3144E系列開(kāi)關(guān)霍爾傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，其特 征在于所述踏板與車廂表面之間的固裝形式為在車廂表面的雙腳腳踏位置制出兩個(gè)形 狀如雙腳的淺凹槽，將腳形踏板嵌裝入淺凹槽內(nèi)并使踏板上表面與車廂表面齊平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車， 其特征在于所述踏板上所安裝的磁鐵安裝在前腳掌位置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種以霍爾傳感器作為乘員探測(cè)器的雙輪自動(dòng)平衡電動(dòng)車，包括車輪、車廂、立桿，在車廂表面上的雙腳腳踏位置均裝有一踏板，在與車廂表面相接觸的踏板上均安裝有一塊磁鐵與車廂內(nèi)電路板上的霍爾元件垂直。本自動(dòng)平衡車安裝霍爾傳感器后，平衡車的中央處理器可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)在車上是否有乘員，當(dāng)傳感器檢測(cè)到車上沒(méi)有乘員時(shí)，中央處理器不會(huì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)工作；如果在行進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)緊急情況，在乘員離開(kāi)車體時(shí)，中央處理器會(huì)控制馬達(dá)做相應(yīng)的調(diào)整動(dòng)作，由此避免了乘員摔倒或者平衡車沖撞損壞事故，提高了安全性。
文檔編號(hào)B60L15/20GK201824899SQ201020564660
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者李秀華, 王洪軍 申請(qǐng)人:天津錦泰勤業(yè)精密電子有限公司