电路系统以及平衡车的制作方法

本申请实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种电路系统及平衡车。

背景技术：

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。常见的电动平衡车主要分为操控杆控制的电动平衡车或者由两个脚踏座枢接而成的电动平衡扭扭车，其中，操控杆式电动平衡车具有较长的续航能力适合较远距离的行车，而电动平衡扭扭车由于具有体积小、玩法多样等优点，所以，正受到越来越多人们的喜爱。

但是，由于平衡车的整体体积较小，而且平衡车又具有不同的产品形态，因此亟待提供一种电路系统，以实现不同产品形态的平衡车控制。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例所解决的技术问题之一在于提供一种电路系统及平衡车，用以克服现有技术中缺陷。

本申请实施例提供一种电路系统，用于控制平衡车，其特征在于，包括：降压电路、充电电路、放电电路、电源管理芯片、姿态传感器、采样电路、驱动电路、控制电路；所述降压电路与电源电连接，用于对电源提供的第一电压进行降压处理形成第二电压，所述第二电压作为所述姿态传感器的工作电压使得所述姿态传感器处于检测状态；所述电源管理芯片与所述充电电路以及放电电路电连接，用于在所述管理状态时使所述充电电路、放电电路分别对所述电源进行充电、放电以向驱动电路供电，采样电路对所述电源的电流和电压进行采样管理以由所述电源管理芯片根据所述采样的结果控制所述充电电路/放电电路对所述电源进行充电/放电以使得所述电源向所述驱动电路供电；所述姿态传感器用于在所述检测状态时检测平衡车的车体姿态，以由所述控制电路根据检测到的车体姿态控制驱动电路驱动电机使得所述平衡车处于自平衡车状态。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述姿态传感器通过SPI接口与所述控制电路连接。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述充电电路、所述放电电路通过SPI 接口与电源管理芯片连接；或者，所述采样电路通过SPI接口与控制电路连接。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述控制电路通过IO口与所述驱动电路连接。

可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：充电二级保护电路，用于在对电源进行充电时进行加强保护。

可选地，在本申请的任一实施例中，还包括：晶振，所述晶振在所述PCB 板上的位置与所述电源管理芯片在所述PCB板上的位置相邻。

可选地，在本申请的任一实施例中，所述充电电路、放电电路、采样电路、驱动电路、控制电路、电源管理芯片、姿态传感器、降压电路中至少其一通过焊盘、过孔或者接插排线与外部电路或者外部元件连接。

本申请实施例还提供一种平衡车，其包括本申请任一实施例中所述的电路系统。

本申请实施例中适用于平衡车的电路系统，其包括：降压电路、充电电路、放电电路、电源管理芯片、姿态传感器、采样电路、驱动电路、控制电路；所述降压电路与电源电连接，用于对电源提供的第一电压进行降压处理形成第二电压，所述第二电压作为所述姿态传感器的工作电压使得所述姿态传感器处于检测状态；所述电源管理芯片与所述充电电路以及放电电路电连接，用于在管理状态时使所述充电电路、放电电路分别对所述电源进行充电、放电以向驱动电路供电，所述采样电路对所述电源的电流和电压进行采样以由所述电源管理芯片根据所述采样的结果控制所述充电电路/放电电路对所述电源进行充电/放电以使得所述电源向所述驱动电路供电；所述姿态传感器用于在所述检测状态时检测平衡车的车体姿态，以由所述控制电路根据检测到的车体姿态控制驱动电路驱动电机使得所述平衡车处于自平衡车状态，从而提供了一种电路系统，有效应用于不同产品形态的平衡车的控制。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本申请实施例一提供的电路系统结构示意图；

图2为本申请实施例二中电路系统中各个电路模块的布置示意图。

图3为本申请实施例三中应用上述电路系统的平衡车外在形态示意图；

图4为本申请实施例四中应用上述电路系统的平衡车外在形态示意图；

图5为本申请实施例五中应用上述电路系统的平衡车外在形态示意图；

图6为本申请实施例六中应用上述电路系统的平衡车外在形态示意图。

具体实施方式

实施本申请实施例的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。

图1为本申请实施例提供的电路系统结构示意图；如图1所示，该电路系统用于平衡车控制，被控制的平衡车包括两轮平衡车、独轮平衡车，操作方式可以是手控的，也可以是腿控的，或者没有任何操纵机构的。

具体地，如图1所示，该电路系统包括：降压电路、充电电路、放电电路、电源管理芯片、姿态传感器、采样电路、驱动电路、控制电路；其中：

所述降压电路与电源电连接，用于对电源提供的第一电压进行降压处理形成第二电压，所述第二电压作为所述姿态传感器的工作电压使得所述姿态传感器处于检测状态；

所述电源管理芯片与所述充电电路以及放电电路电连接，用于在管理状态时使所述充电电路、放电电路分别对所述电源进行充电、放电以向驱动电路供电；

所述采样电路对所述电源的电流和电压进行采样以由所述电源管理芯片根据所述采样的结果控制所述充电电路/放电电路对所述电源进行充电/放电以使得所述电源向所述驱动电路供电；

所述姿态传感器用于在所述检测状态时检测平衡车的车体姿态，以由所述控制电路根据检测到的车体姿态控制驱动电路驱动电机使得所述平衡车处于自平衡车状态。

本实施例中，由于SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)接口是同步串行外设接口，可以以串行方式进行通信以交换信息。SPI接口可直接与本申请实施例的多种标准电路模块相连。SPI接口一般使用4条线：串行时钟线(SCLK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI 和低电平有效的从机选择线NSS。

因此，在一具体应用场景中，所述姿态传感器通过SPI接口与所述控制电路连接。在一具体应用场景中，所述充电电路、所述放电电路通过SPI接口与电源管理芯片连接；所述采样电路通过SPI接口与控制电路连接。

在一具体应用场景中，所述控制电路通过IO口与所述驱动电路连接。

在一具体应用场景中，所述充电电路、放电电路、采样电路、驱动电路、控制电路、电源管理芯片、姿态传感器、降压电路中至少其一通过焊盘、过孔或者接插排线与外部电路或者外部元件连接。

本实施例中，具体是选用焊盘、还是过孔还是插排线，过孔就是PCB上的钻孔，通常作层间导电用，也可用于散热。焊盘就是在过孔上的盘，和插器件的焊盘一样。设置这些电路模块的电路设计需要以及上述电路系统应用到不同形态平衡车上时灵活配置。

图2为本申请实施例二中电路系统中各个电路模块在PCB板上的布置示意图；如图2所示，所述充电电路、放电电路、采样电路、驱动电路、控制电路、电源管理芯片、姿态传感器、降压电路按照预先设计的位置布置在一PCB板(层数根据需求而定)上，所述PCB板被划分为为多个区域，对应地，所述充电电路、放电电路、采样电路、驱动电路、控制电路、电源管理芯片、姿态传感器、降压电路，所述充电电路、放电电路、采样电路、驱动电路、控制电路、电源管理芯片、姿态传感器、降压电路从所述多个区域中择一位置进行布置。

具体地，在一具体应用场景中，所述充电电路在所述PCB板上的位置、所述放电电路在所述PCB板上的位置分别与所述控制电路在所述PCB板上的位置相邻；或者，所述驱动电路在所述PCB板上的位置分别与所述电源管理芯片在所述PCB板上的位置、所述姿态传感器在所述PCB板上的位置、所述电源管理芯片在所述PCB板上的位置、所述降压电路在所述PCB板上的位置、所述充电电路在所述PCB板上的位置相邻。

具体地，当电流系统还包括：充电二级保护电路(图中未示出)，设置在所述PCB板上，用于在对电源进行充电式进行加强保护。所述充电二级保护电路设设置在所述PCB板上的任一外围位置处。

进一步地，本实施例中，电路系统还可以包括：晶振，所述晶振在所述PCB 板上的位置与所述电源管理芯片在所述PCB板上的位置相邻。

进一步地，本实施例中，电路系统还可以滤波电容以及采样电阻，所述滤波电容在所述PCB板上的位置、所述采样电阻在所述PCB板上的位置分别与所述采样电路的在所述PCB板上的位置相邻。

需要说明的是，本申请上述实施例中各个电路单元的具体结构可以直接使用已有的电路结构，也可以对已有电路进行改进。

需要说明的是，在图2中示意出的各个连接线仅仅是为了说明各个电路模块之间的配合关系，在实际产品化时，可以通过焊盘、过孔、FPC走线等方式来实现。

图3-图6为本申请实施例三-六中应用上述电路系统的平衡车外在形态示意图；如图3所示，上述电路系统应用于通过手控控制的两轮平衡车，如图3 所示，用户通过手把操纵平衡车的转向以及站在车体上通过重心变化操纵平衡车的行驶，上述电路系统集成到PCB电路板上安装在车体的下方。

如图4所示，上述电路系统应用于通过腿控控制的两轮平衡车，用户通过腿控操纵平衡车的转向以及站在车体上通过重心变化操纵平衡车的行驶，上述电路系统集成到PCB电路板上同样安装在车体的下方。

如图5所示，上述电路系统应用于通过无腿控以及手控平衡车，业界又称之为扭扭车，用户通过变换重心操纵平衡车的转向以及行驶，上述电路系统集成到PCB电路板上同样安装在车体的下方。

如图6所示，上述电路系统应用于通过独轮平衡车，用户通过站在左右两个踏板上变换重心操纵平衡车的转向以及行驶，上述电路系统集成到PCB电路板上同样安装在轮子内。

在各种实施例中，由参照附图的描述。然而，某些实施例可以在不使用一个或多个这些特定的细节，或结合其它已知的方法和结构。在以下描述中，阐述了很多具体的细节，例如具体的结构，尺寸和工艺等，以提供对本实用新型的全面理解本实用新型。在其它实例中，公知的半导体加工工艺和制造技术没有特别详细地描述，以避免模糊本实用新型中。遍及本说明书“一个实施例”是指特定特征，结构，配置中，或该实施例中所描述的特征被包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，出现的短语“在一个实施方案中”在本说明书中不同地方本实用新型不一定指相同的实施例。此外，具体的特征，结构，配置，或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施例中。

术语“生成”，“在”，“对”，“在”和“在”由于在用于本文时可以指相对于另一层层的相对位置。一个层“生成”，“在”，或“在”另一个层或者粘合“对”另一层可以直接接触的另一层上或可以有一个或多个插进层。一个层“在”层可以直接接触的层或可以有一个或多个插进层。

在进行以下具体实施方式之前，陈述在本专利文件全文中所使用的某些词语和短语的定义可能是有益的：用语“包括(include)”和“包括(comprise)”及其变型，意为包括而非限制；用语“或(or)”是包括性的，意为和/或；短语“与…关联(associated with)”和“与之相关(associated therewith)”及其变型可意为包括、被包括在内、“与…相互连接”、包含、被包含在内、“连接至…”或“与…连接”、“联接至…”或“与…联接”、“可与…通信”、“与…配合”、交错、并列、接近于、“被约束到…”或“用…约束”、具有、“具有…的性质”等；以及用语“控制器”意为控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，这种设备可实现在硬件、固件或软件中，或者实现在硬件、固件和软件中的至少两种中的一些组合中。应注意到，与任何特定控制器有关的功能可被局域地或远程地集中或分散。在本专利文件全文中提供对于某些词语和短语的定义，本领域技术人员应理解，在许多情况下(即使不是大多数情况)，这种定义适用于现有技术以及适用于如此限定的词语和短语的将来的使用。

在本公开中，表述“包括(include)”或“可包括(may include)”指代相应功能、操作或元件的存在，而不限制一个或多个附加功能、操作或元件。在本公开中，诸如“包括(include)”和/或“具有(have)”的用语可理解为表示某些特性、数字、步骤、操作、组成元件、元件或其组合，而不可理解为排除一个或多个其它特性、数字、步骤、操作、组成元件、元件或其组合的存在或附加的可能性。

在本公开中，表述“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或者“A或/ 和B的一个或多个”可包括所列项目所有可能的组合。例如，表述“A或B”、“A和B中的至少一个”或者“A或B中的至少一个”可包括：(1)至少一个A， (2)至少一个B，或者(3)至少一个A和至少一个B。

在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅用于将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。

当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。

如本文中使用的表述“配置为”可与以下表述可替换地使用：“适合于”、“具有...的能力”、“设计为”、“适于”、“制造为”或“能够”。用语“配置为”可不必意为在硬件上“专门设计为”。可替代地，在一些情况下，表述“配置为…的设备”可意为该设备与其它设备或部件一起“能够…”。例如，短语“适于(或配置为)执行A、B和C的处理器”可意为仅用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)或可通过执行存储在存储设备中的一个或多个软件程序执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))。

在本公开中所使用的用语仅用于描述特定的实施方式而不旨在限制本公开。除非在上下文中明确另有所指，否则如在本文中所使用的单数形式也可包括复数形式

除非另有限定，否则本文中使用的全部用语(包括技术用语和科学用语)具有与本公开所属领域的技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非在本公开中明确限定，否则如在通常使用的词典中所限定的这种用语可被解释为具有与在相关技术领域的语境中的意思相同的意思，而不应被解释为具有理想化或过于形式的意思。在一些情况下，即使在本公开中限定的用语也不应被解释为排除本公开的实施方式。

本文中所使用的用语“模块”或“功能单元”例如可意为包括有硬件、软件和固件的单元或者包括有硬件、软件和固件中两种或更多种的组合的单元。“模块”可与例如用语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”可交换地使用。“模块”或“功能单元”可以是集成部件元件的最小单元或集成部件元件的一部分。“模块”可以是用于执行一个或多个功能的最小单元或其一部分。“模块”或“功能单元”可机械地或电学地实施。例如，根据本公开的“模块”或“功能单元”可包括以下至少一种：专用集成电路(ASIC)芯片、场可编程门阵列(FPGA)以及已公知的或今后待开发的用于执行操作的可编程逻辑器件。