平衡车的制作方法

本实用新型涉及电动车领域，尤其涉及一种平衡车。

背景技术：

目前平衡车、扭扭车、独轮车等具有自平衡控制能力的电动车凭借着新颖的玩法和独特的行走方式，正在逐渐成为一种新的玩具和代步工具。这些电动车的电机驱动系统普遍采用有感foc方案，而foc算法普遍采用软件实现。由于foc算法复杂，使用软件实现电机的foc算法，具有运行效率低，占用空间资源大等问题。

鉴于此，有必要提供一种新的平衡车以解决或至少缓解上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种平衡车，该平衡车旨在解决现有自平衡电动车电机驱动系统运行效率低，占用空间资源大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种平衡车，所述平衡车包括车架、设置于所述车架上的车轮以及用于驱动所述车轮的驱动电机，其特征在于，所述平衡车还包括设置于所述车架内的主控芯片、姿态传感器以及设置于所述驱动电机内的霍尔传感器；所述主控芯片包括电机驱动内核以及与所述电机驱动内核连接的微控制器；所述电机驱动内核电连接所述驱动电机，所述霍尔传感器和姿态传感器分别与所述微控制器电连接。

优选地，所述微控制器为51内核。

优选地，所述姿态传感器包括三轴加速度传感器和三轴角速度传感器。

优选地，所述霍尔传感器为120度相位角安装于所述驱动电机内。

优选地，所述驱动电机为无刷直流电机。

优选地，所述平衡车还包括设置于所述车架上的踏板，所述踏板内设置有用于感知人体脚踏作用的检测传感器。

优选地，所述检测传感器为光电传感器或压力传感器。

优选地，所述平衡车还包括设置于所述车架内的电池组件，所述电池组件电连接所述主控芯片。

本实用新型的上述技术方案中，平衡车包括车架、设置于车架上的车轮以及用于驱动车轮的驱动电机，车架内设置有主控芯片和姿态传感器，驱动电机内设置有霍尔传感器；霍尔传感器用于获取电机转子的位置数据，姿态传感器用于获取所述平衡车的姿态数据。其中，主控芯片包括电机驱动内核以及与电机驱动内核连接的微控制器，微控制器可以用于运行平衡控制算法，实现平衡车的平衡控制，而foc算法可以固化在电机驱动内核内，以硬件的方式运行，本实用新型采用内置电机驱动内核的主控芯片对平衡车进行控制，具有运算速度快，运行稳定的优点，同时减小了软件的负担，使得更多的软件资源可以被用来进行平衡控制，提高了芯片的工作效率，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的平衡车结构示意图；

图2为本实用新型实施例的平衡车控制结构示意图；

图3为本实用新型实施例的平衡车控制流程图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。

并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参见图1至图2，为实现上述目的，本实用新型提供一种平衡车，平衡车包括车架100、设置于车架100上的车轮200以及用于驱动车轮200的驱动电机300，平衡车还包括设置于车架100内的主控芯片400、姿态传感器500以及设置于驱动电机300内的霍尔传感器600；主控芯片400包括电机驱动内核410以及与电机驱动内核410连接的微控制器420；电机驱动内核410电连接驱动电机300，霍尔传感器600和姿态传感器500分别与微控制器420电连接。

本实用新型的上述技术方案中，平衡车包括车架100、设置于车架100上的车轮200以及用于驱动车轮200的驱动电机300，车架100内设置有主控芯片400和姿态传感器500，驱动电机300内设置有霍尔传感器600；霍尔传感器600用于获取电机转子的位置数据，姿态传感器500用于获取平衡车的姿态数据。其中，主控芯片400包括电机驱动内核410以及与电机驱动内核410连接的微控制器420，微控制器420可以用于运行平衡控制算法，实现平衡车的平衡控制，而foc算法可以固化在电机驱动内核410内，以硬件的方式运行，相比于传统使用软件实现电机foc算法，运行效率更高、占用空间资源更小。

具体地，微控制器420根据获取的姿态信息和电机转子位置信息，通过平衡控制算法进行运算，运算结果输出至电机驱动内核410；电机驱动内核410运行foc算法，运算结果输出至驱动电机300的电机驱动电路；电机驱动电路输出电压控制电机运行，从而控制车体的平衡。其中，foc算法为平衡车的现有算法技术，在此不再详细展开。采用内置电机驱动内核410的主控芯片400对平衡车进行控制，具有运算速度快，运行稳定的优点，同时减小了软件的负担，使得更多的软件资源可以被用来进行平衡控制，提高了芯片的工作效率，降低了成本。

作为本实用新型的优选实施方式，微控制器420为51内核。51内核和电机驱动内核410集成于主控芯片400内，微控制器420可以为fu6812或fu6861。

进一步地，姿态传感器500可以包括三轴加速度传感器和三轴角速度传感器。姿态传感器500用于感测平衡车的三轴加速度和三轴角速度，并将数据发送给51内核，供51内核运算。姿态传感器500可以包括mpu6050或mpu6887。

作为本实用新型的优选实施方式，霍尔传感器600为120度相位角安装于驱动电机300内，霍尔传感器600用于获取电机转子的位置数据。优选地，驱动电机300为无刷直流电机，无刷直流电机，转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小。进一步地，平衡车还包括设置于车架100上的踏板，踏板内设置有用于感知人体脚踏作用的检测传感器(未图示)。检测传感器可以为光电传感器、压力传感器、触碰开关或脚踏开关。通过设置检测传感器能够检测驾驶人员是否上车，能够有效增加驾驶的安全性。平衡车还包括设置于车架100内的电池组件(未图示)，电池组件电连接主控芯片400和驱动电机300，给平衡车供电。

请参见图3，本实用新型的平衡车的控制系统流程图，51内核的微控制器接收姿态信息和电机转子位置信息，通过平衡控制算法进行运算，运算结果输出至电机驱动内核；电机驱动内核运行foc算法，运算结果输出至驱动电机的电机驱动电路；电机驱动电路输出电压控制电机运行，从而控制车体的平衡。

本实用新型的上述技术方案中，以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的技术构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围。