在本發(fā)明涉及平衡車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)。

背景技術(shù)：

在國(guó)內(nèi)交通越來(lái)越擁擠的情況下，平衡車(chē)代替汽車(chē)作為上下班的交通工具受到了眾多人的認(rèn)可，首先平衡車(chē)使用無(wú)污染的電力作為能源也符合今后的綠色能源的主題，其次，相較于其他交通工具，平衡車(chē)占用空間小，攜帶方便，價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝并不復(fù)雜，可以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。最后，平衡車(chē)對(duì)于交通的壓力較小，這很好的解決了交通嚴(yán)重?fù)頂D的現(xiàn)狀。平衡車(chē)又名體感車(chē)、思維車(chē)、飄移車(chē)、扭扭車(chē)?，F(xiàn)有技術(shù)中的平衡車(chē)以光耦開(kāi)關(guān)作為車(chē)體觸發(fā)開(kāi)關(guān)。當(dāng)人體站立在平衡車(chē)的剛性踏板上以后，剛性踏板壓迫阻隔件截?cái)嗉t外光的傳播路線，使受光器不能檢測(cè)到紅外光，平衡車(chē)的控制器以此為觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)車(chē)體運(yùn)動(dòng)。但采用光耦作為開(kāi)關(guān)的平衡車(chē)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)阻隔件位置偏離、無(wú)法回彈或者卡在光耦之間的狀況，此時(shí)控制器會(huì)一直以為人體還站立在平衡車(chē)上，從而驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)不能停下來(lái)，直到電池耗盡，針對(duì)上述問(wèn)題，特提出一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)，包括平衡車(chē)主體，所述平衡車(chē)主體包括腳踏板、控制盒、車(chē)輪、連接桿和手握件，所述控制盒安裝在腳踏板的上方，所述腳踏板的左、右兩端安裝有車(chē)輪，所述腳踏板的上方通過(guò)連接桿安裝有手握件，所述控制盒內(nèi)設(shè)有主控模塊，所述主控模塊通過(guò)電導(dǎo)體連接有重力感應(yīng)模塊、傾斜度感應(yīng)模塊、濾波模塊、PID控制模塊、供電模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

優(yōu)選的，所述濾波模塊34包括依次電連接的狀態(tài)控制模塊、最佳濾波值模塊、一步狀態(tài)預(yù)測(cè)模塊、濾波增益模塊、預(yù)測(cè)誤差方差模塊和濾波誤差方差模塊。

優(yōu)選的，所述濾波模塊包括負(fù)載吸收模塊，所述負(fù)載吸收模塊通過(guò)電導(dǎo)體分別連接有低通濾波模塊和高通濾波模塊，且低通濾波模塊和高通濾波模塊均通過(guò)電導(dǎo)體連接有功放輸出模塊。

優(yōu)選的，所述PID控制模塊包括速度控制模塊和方向控制模塊。

優(yōu)選的，所述連接桿的前端安裝有LED照明燈，且LED照明燈通過(guò)電導(dǎo)體連接到控制盒。

優(yōu)選的，所述供電模塊通過(guò)電導(dǎo)體連接有電壓檢測(cè)模塊，且供電模塊與電壓監(jiān)測(cè)模塊間的電連接方式為雙向電連接。

優(yōu)選的，所述主控模塊的型號(hào)為STM32F103，所述傾斜度感應(yīng)模塊的型號(hào)為MPU6050。

優(yōu)選的，所述濾波模塊和PID控制模塊與主控模塊間的電連接方式均為雙向電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)，通過(guò)MPU6050傾斜度感應(yīng)模塊來(lái)檢測(cè)小車(chē)的傾角，選用STM32F103C8T6為控制核心，來(lái)處理傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)身的平衡控制，在無(wú)人干預(yù)的情況下小車(chē)可以實(shí)現(xiàn)自主平衡，并且在遇到適量外界干擾的情況下小車(chē)也能自動(dòng)調(diào)節(jié)并恢復(fù)平衡。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一種實(shí)施例中控制盒內(nèi)部電子元件的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明第二種實(shí)施例中控制盒內(nèi)部電子元件的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中：1、平衡車(chē)主體，2、腳踏板，3、控制盒，31、主控模塊，32、重力感應(yīng)模塊，33、傾斜度感應(yīng)模塊，34、濾波模塊，3401、狀態(tài)控制模塊，3402、最佳濾波值模塊，3403、一步狀態(tài)預(yù)測(cè)模塊，3404、濾波增益模塊，3405、預(yù)測(cè)誤差方差模塊，3406、濾波誤差方差模塊，3407、負(fù)載吸收模塊，3408、低通濾波模塊，3409、高通濾波模塊，3410、功放輸出模塊，35、PID控制模塊，3501、速度控制模塊，3502、方向控制模塊，36、供電模塊，37、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，38、電壓監(jiān)測(cè)模塊，4、車(chē)輪，5、連接桿，6、手握件，7、LED照明燈。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，為本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案：一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)，包括平衡車(chē)主體1，所述平衡車(chē)主體1包括腳踏板2、控制盒3、車(chē)輪4、連接桿5和手握件6，所述控制盒3安裝在腳踏板2的上方，所述腳踏板2的左、右兩端安裝有車(chē)輪4，所述腳踏板2的上方通過(guò)連接桿5安裝有手握件6，所述控制盒3內(nèi)設(shè)有主控模塊31，所述主控模塊31通過(guò)電導(dǎo)體連接有重力感應(yīng)模塊32、傾斜度感應(yīng)模塊33、濾波模塊34、PID控制模塊35、供電模塊36和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊37，所述濾波模塊34包括依次電連接的狀態(tài)控制模塊3401、最佳濾波值模塊3402、一步狀態(tài)預(yù)測(cè)模塊3403、濾波增益模塊3404、預(yù)測(cè)誤差方差模塊3405和濾波誤差方差模塊3406，所述PID控制模塊35包括速度控制模塊3501和方向控制模塊3502，所述連接桿5的前端安裝有LED照明燈7，且LED照明燈7通過(guò)電導(dǎo)體連接到控制盒3，可以在光線過(guò)暗時(shí)進(jìn)行輔助照明，所述供電模塊36通過(guò)電導(dǎo)體連接有電壓檢測(cè)模塊38，且供電模塊36與電壓監(jiān)測(cè)模塊38間的電連接方式為雙向電連接，可以監(jiān)測(cè)供電模塊的電壓，防止過(guò)電壓異常工作對(duì)設(shè)備造成損傷，所述主控模塊31的型號(hào)為STM32F103，所述傾斜度感應(yīng)模塊33的型號(hào)為MPU6050，可以更好的控制平衡車(chē)的平衡，所述濾波模塊34和PID控制模塊35與主控模塊31間的電連接方式均為雙向電連接，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的雙向傳輸。

本發(fā)明第一種實(shí)施例的工作原理：在正常情況下我們知道兩個(gè)輪子并不能達(dá)到平衡狀態(tài)，這時(shí)候該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的車(chē)輪4如果能在該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)往前倒的時(shí)候往前轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣的，該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)向后倒的時(shí)候后轉(zhuǎn)，如果轉(zhuǎn)速達(dá)到合理的程度，該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)就能平衡，所以我們通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊37控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，首先，當(dāng)該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)傾倒時(shí)，傾斜度感應(yīng)模塊33會(huì)測(cè)量出該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的傾斜角度，通過(guò)卡爾曼濾波方式濾波后，把這個(gè)角度作為一個(gè)輸入，然后系統(tǒng)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)使該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)達(dá)到平衡狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)平衡的控制，其次，在該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)已經(jīng)可以維持平衡的狀態(tài)下，我們加入一個(gè)量來(lái)改變了該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的傾角，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)為了調(diào)節(jié)平衡而加減速，這就達(dá)到了平衡該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的速度控制，最后如果我們把車(chē)輪4的速度保持不同的數(shù)值，由于速度差該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)就會(huì)轉(zhuǎn)向，這就實(shí)現(xiàn)了該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的方向控制。

請(qǐng)參閱圖1和圖3，為本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案：一種基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)，包括平衡車(chē)主體1，所述平衡車(chē)主體1包括腳踏板2、控制盒3、車(chē)輪4、連接桿5和手握件6，所述控制盒3安裝在腳踏板2的上方，所述腳踏板2的左、右兩端安裝有車(chē)輪4，所述腳踏板2的上方通過(guò)連接桿5安裝有手握件6，所述控制盒3內(nèi)設(shè)有主控模塊31，所述主控模塊31通過(guò)電導(dǎo)體連接有重力感應(yīng)模塊32、傾斜度感應(yīng)模塊33、濾波模塊34、PID控制模塊35、供電模塊36和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊37，所述濾波模塊34包括負(fù)載吸收模塊3407，所述負(fù)載吸收模塊3407通過(guò)電導(dǎo)體分別連接有低通濾波模塊3408和高通濾波模塊3409，且低通濾波模塊3408和高通濾波模塊3409均通過(guò)電導(dǎo)體連接有功放輸出模塊3410，所述PID控制模塊35包括速度控制模塊3501和方向控制模塊3502，所述連接桿5的前端安裝有LED照明燈7，且LED照明燈7通過(guò)電導(dǎo)體連接到控制盒3，可以在光線過(guò)暗時(shí)進(jìn)行輔助照明，所述供電模塊36通過(guò)電導(dǎo)體連接有電壓檢測(cè)模塊38，且供電模塊36與電壓監(jiān)測(cè)模塊38間的電連接方式為雙向電連接，可以監(jiān)測(cè)供電模塊的電壓，防止過(guò)電壓異常工作對(duì)設(shè)備造成損傷，所述主控模塊31的型號(hào)為STM32F103，所述傾斜度感應(yīng)模塊33的型號(hào)為MPU6050，可以更好的控制平衡車(chē)的平衡所述濾波模塊34和PID控制模塊35與主控模塊31間的電連接方式均為雙向電連接，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的雙向傳輸。

本發(fā)明第二種實(shí)施例的工作原理：在正常情況下我們知道兩個(gè)輪子并不能達(dá)到平衡狀態(tài)，這時(shí)候該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的車(chē)輪4如果能在該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)往前倒的時(shí)候往前轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣的，該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)向后倒的時(shí)候后轉(zhuǎn)，如果轉(zhuǎn)速達(dá)到合理的程度，該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)就能平衡，所以我們通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊37控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，首先，當(dāng)該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)傾倒時(shí)，傾斜度感應(yīng)模塊33會(huì)測(cè)量出該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的傾斜角度，通過(guò)互補(bǔ)濾波方式濾波后，把這個(gè)角度作為一個(gè)輸入，然后系統(tǒng)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)使該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)達(dá)到平衡狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)平衡的控制，其次，在該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)已經(jīng)可以維持平衡的狀態(tài)下，我們加入一個(gè)量來(lái)改變了該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的傾角，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)為了調(diào)節(jié)平衡而加減速，這就達(dá)到了平衡該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的速度控制，最后如果我們把車(chē)輪4的速度保持不同的數(shù)值，由于速度差該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)就會(huì)轉(zhuǎn)向，這就實(shí)現(xiàn)了該基于STM32F103控制器控制的平衡車(chē)的方向控制。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。