控制系統(tǒng)中，由主控制系統(tǒng)控制電機(jī)差速(左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度小于右側(cè))，從而實(shí)現(xiàn)平衡車的左轉(zhuǎn)；位置傳感器獲取到駕駛者示意向右轉(zhuǎn)的姿勢(shì)時(shí)，輸出一高電平到主控制系統(tǒng)中，由主控制系統(tǒng)控制電機(jī)差速以實(shí)現(xiàn)平衡車的右轉(zhuǎn)。
[0034]具體的，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以采用如上所述的直立控制層相同的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。亦即使用陀螺儀以及加速度計(jì)作為位置傳感器，獲取相對(duì)靈敏軸的角速度以及角度值以判斷駕駛者的姿態(tài)變化并將其數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中。
[0035]當(dāng)然，由于轉(zhuǎn)向控制層對(duì)于姿態(tài)的判斷所要求的精度低于直立控制層，因此也可以僅使用陀螺儀或者加速度計(jì)作為位置傳感器。
[0036]較佳的是，可以將直立控制層和轉(zhuǎn)向控制層整合到同一電路板中。亦即以直立控制層中的姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，然后將轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)中的位置傳感器與所述姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)垂直設(shè)置，從而使直立控制層負(fù)責(zé)檢測(cè)在縱向(平衡車運(yùn)行方向)方向上的姿態(tài)變化，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測(cè)橫向(左/右轉(zhuǎn)向)方向上的姿態(tài)變化。
[0037]應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本發(fā)明具體實(shí)施例中以平衡車為例，陳述了所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在平衡車上的應(yīng)用，但本發(fā)明所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以應(yīng)用于其他任何合適的代步工具或者模型等，以實(shí)現(xiàn)使用身體姿態(tài)進(jìn)行智能化控制。
[0038]如圖3所示，為本發(fā)明具體實(shí)施例的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的外部結(jié)構(gòu)示意圖。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以包括:設(shè)置有上述位置傳感器的電路板100、包裹電路板的保護(hù)外殼200以及設(shè)置在所述外殼的一側(cè)的粘貼膠帶300。采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以方便的將所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定于合適的位置中。將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固定后，調(diào)整位置傳感器的零點(diǎn)，然后即可供駕駛者使用。
[0039]如圖4所示，為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括一掛飾1 ;所述新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(可以不使用保護(hù)外殼)固定設(shè)置在所述掛飾上。在使用時(shí)，將掛飾掛在駕駛者脖子上，調(diào)整零點(diǎn)后，用戶3擺動(dòng)身體，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)檢測(cè)到身體朝左側(cè)或者右側(cè)的身體姿態(tài)變化(即垂直紙面方向，向內(nèi)或者向外擺動(dòng))即可實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡車轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。
[0040]如圖4所示，為本發(fā)明所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的另一具體實(shí)施例。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括一頭盔2 ;所述電路板或者外殼固定設(shè)置在所述頭盔上，用戶3佩戴上頭盔后，朝左或者朝右輕微擺動(dòng)頭部(即圖4中垂直紙面方向，向內(nèi)或者向外擺動(dòng))即可實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡車轉(zhuǎn)向控制。
[0041]當(dāng)然，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以整合到其他各種不同類型的可穿戴設(shè)備中，與可穿戴設(shè)備中的其他類型的傳感器結(jié)合從而完成更為智能化的控制。例如，依據(jù)人體心跳調(diào)整平衡車的運(yùn)行速度。
[0042]本發(fā)明還提供了一種平衡車。所述平衡車應(yīng)用如上所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)駕駛者的姿態(tài)變化以控制平衡車的轉(zhuǎn)向。
[0043]在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述平衡車的硬件系統(tǒng)具體可以包括:驅(qū)動(dòng)平衡車輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的第一直流無(wú)刷電機(jī)1以及第二直流無(wú)刷電機(jī)2(使用無(wú)刷電機(jī)能夠便于換向)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括為各部分元器件提供電源的電源模塊、功率元件模塊(可以使用功率場(chǎng)效應(yīng)管75NF75作為功率開(kāi)關(guān)元件，IR2130作為功率管驅(qū)動(dòng)芯片)、用于防止電機(jī)過(guò)載等引起的大電流導(dǎo)致平衡車損壞的過(guò)流檢測(cè)模塊。
[0044]在控制層級(jí)上，可以使用型號(hào)為ADXL345的加速度傳感器以及型號(hào)為L(zhǎng)3G4200的陀螺儀，主控芯片的則使用STM32RBT6。由于上述兩個(gè)型號(hào)的傳感器均集成有數(shù)字接口(SDA及SDL引腳)，因此其外設(shè)電路非常簡(jiǎn)單，具體可以依據(jù)實(shí)際情況以及生產(chǎn)商提供的常用電路進(jìn)行設(shè)置，也可以采用如圖5及圖6所示的電路圖。
[0045]主控芯片通過(guò)I2C接口讀取加速度傳感器及陀螺儀的數(shù)據(jù)，并將兩者的數(shù)據(jù)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的算法融合獲得平衡車的當(dāng)前姿態(tài)后，輸出相應(yīng)的PWM電機(jī)控制信號(hào)，進(jìn)而由電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成對(duì)上述直流無(wú)刷電機(jī)的控制。
[0046]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及本發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括:位置傳感器、其外設(shè)電路以及容納所述位置傳感器及其外設(shè)電路的電路板； 所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)通信連接，傳輸位置傳感器獲取的姿態(tài)變化數(shù)據(jù)到主控制系統(tǒng)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述位置傳感器包括陀螺儀以及加速度計(jì)； 所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)有線連接方式與所述主控制系統(tǒng)通信連接；傳輸位置傳感器獲取的駕駛者橫向姿態(tài)變化數(shù)據(jù)到主控制系統(tǒng)中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括包裹電路板以保護(hù)電路板的外殼；所述外殼的一側(cè)還設(shè)置有粘貼膠帶以固定所述新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括一掛飾；所述外殼固定在所述掛飾上。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還包括一頭盔；所述外殼固定在所述頭盔上。6.一種平衡車，其特征在于，所述平衡車應(yīng)用如權(quán)利要求4-5任一所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)駕駛者的姿態(tài)變化以控制平衡車的轉(zhuǎn)向。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其平衡車。其中，所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括：位置傳感器、其外設(shè)電路以及容納所述位置傳感器及外設(shè)電路的電路板；所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)通信連接，傳輸位置傳感器獲取的姿態(tài)變化數(shù)據(jù)到主控制系統(tǒng)中。通過(guò)設(shè)置位置傳感器來(lái)感知轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的位置變化從而實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡車的方向控制。所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可以設(shè)置在多種設(shè)備上或者與各類型的穿戴設(shè)備結(jié)合，駕駛者只需改變整合有所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)備的位置，調(diào)整自身姿態(tài)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)平衡車的轉(zhuǎn)向控制，更便于用戶的使用，有效的提高了平衡車的智能化程度。
【IPC分類】B62K3/00, B62K11/00, B62K21/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105292333
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510615307
【發(fā)明人】朱永剛
【申請(qǐng)人】深圳市優(yōu)威埃科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日