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手推電動(dòng)車的均速控制裝置的制作方法

文檔序號(hào):7330746閱讀:148來源:國知局
專利名稱:手推電動(dòng)車的均速控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電動(dòng)車的均速控制的技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種手推電動(dòng)車的均速控制裝置。
背景技術(shù)
電動(dòng)助力型手推小車(如高爾夫球車、手推殘疾車等手推電動(dòng)車)使用電瓶、直流電機(jī)加控制器,以用戶手扶持掌握方向的方式工作,上面載有重物(如高爾夫球車放置多根球桿、球或其它物品,重量可達(dá)20Kg以上),為了減少用戶的推力,通過調(diào)節(jié)速度旋鈕改變直流電機(jī)的速度高低,以便使電動(dòng)車車速與用戶步行速度一致。但這種電動(dòng)車在使用時(shí),一旦電機(jī)的輸出力矩速度調(diào)節(jié)好后便是恒定的,當(dāng)遇到阻力大的地面(如凹坑、草地等)上車速變慢;當(dāng)遇到較光滑的地面,則車速較快,使用戶時(shí)需要加快步伐,有時(shí)需要減慢步伐或不停調(diào)節(jié)速度旋鈕,以保證車速與用戶的步伐一致,特別在下坡的情況下由于車載物體的重力作用,需要用戶需跑步跟蹤,從而給使用帶來了諸多不便。如何解決上述手推電動(dòng)車在不同路面(如凹坑、草地、下坡等)行駛時(shí)的均速控制的問題,是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在不同路面行駛時(shí)適于保持勻速的手推電動(dòng)車均速控制裝置。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其包括直流電機(jī),用于驅(qū)動(dòng)所述手推電動(dòng)車上的一車輪;
中央控制器,與一霍爾傳感器相連,以采集所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速; 車速設(shè)定電路,與所述中央控制器相連,用于設(shè)定手推電動(dòng)車的車速; PWM脈沖放大電路,與所述中央控制器的PWM脈沖信號(hào)輸出端相連; 開關(guān)電路,該開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與所述PWM脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端相連,開關(guān)電路的電源輸出端與所述直流電機(jī)的電源輸入端相連;
所述中央控制器根據(jù)測得的手推電動(dòng)車的車速與所述車速設(shè)定電路設(shè)定的車速的大小關(guān)系,控制輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,開關(guān)電路根據(jù)所述PWM脈沖信號(hào)的占空比及所述車速驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。進(jìn)一步,手推電動(dòng)車的車身后端設(shè)有手推桿,車身與手推桿之間設(shè)有與所述中央控制器相連的壓力傳感器。當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在推力時(shí),增大所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的推力為零時(shí),保持當(dāng)前的 PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在拉力時(shí),減小所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的拉力為零時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;中央控制器上連接有一控制開關(guān),用于設(shè)定中央控制器僅根據(jù)車速設(shè)定電路輸出的車速設(shè)定信號(hào)控制實(shí)時(shí)車速,或僅根據(jù)所述壓力傳感器的輸出控制實(shí)時(shí)車速。當(dāng)實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速之差小于預(yù)設(shè)值時(shí),所述中央控制器進(jìn)入雙脈沖寬度分時(shí)輸出的工作模式,即所述中央控制器根據(jù)實(shí)時(shí)車速,先后循環(huán)輸出相應(yīng)占空比的適于控制所述直流電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)即電動(dòng)脈沖和發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)即制動(dòng)脈沖,同時(shí)比較實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速的大小,并相應(yīng)調(diào)整輸出的所述電動(dòng)脈沖和制動(dòng)脈沖的時(shí)間長度,直至實(shí)時(shí)車速等于所述設(shè)定的車速且輸出的所述電動(dòng)脈沖或制動(dòng)脈沖的時(shí)間為零。本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,針對電動(dòng)車下坡加速的缺點(diǎn),利用單片機(jī)檢測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大小,采用適于使直流電機(jī)制動(dòng)放電的PWM 驅(qū)動(dòng)電路,由單片機(jī)通過調(diào)整PWM脈沖信號(hào)的占空比,使小車輪流工作在電動(dòng)和制動(dòng)兩種狀態(tài)下自動(dòng)調(diào)整小車速度,始終保持設(shè)定的車速。(2)本發(fā)明中,通過檢測手推電動(dòng)車的手推桿上的推力,自動(dòng)調(diào)整小車速度,以使車速始終與推行者的步行速度保持一致。壓力傳感器發(fā)出的力大小信號(hào)經(jīng)過放大后,送單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換,單片機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)值,發(fā)出不同脈沖寬度的PWM脈沖,脈沖經(jīng)過功率放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速下。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解,下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖, 對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,其中
圖1為直流電機(jī)的電動(dòng)和制動(dòng)發(fā)電原理圖; 圖2為實(shí)施例中的與直流電機(jī)相連的開關(guān)電路的電路原理圖; 圖3為實(shí)施例中的直流電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的電流回路示意圖; 圖4為實(shí)施例中的直流電機(jī)處于制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)時(shí)的電流回路示意圖; 圖5為實(shí)施例中的直流電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)中央控制器送至第一 VMOS開關(guān)管VT1、第二 VMOS開關(guān)管VT2的柵極上的PWM脈沖信號(hào)的波形圖6為實(shí)施例中的直流電機(jī)處于制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)時(shí)中央控制器送至第一 VMOS開關(guān)管 VT1、第二 VMOS開關(guān)管VT2的柵極上的PWM脈沖信號(hào)的波形圖; 圖7為實(shí)施例中的手推電動(dòng)車的俯視圖; 圖8為實(shí)施例中的手推電動(dòng)車的均速控制裝置的電路原理圖; 圖9為實(shí)施例中的所述均速控制裝置中的壓力傳感器及其信號(hào)放大電路的原理圖; 圖10為實(shí)施例中的所述均速控制裝置中的中央控制器的程序框圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例的手推電動(dòng)車的均速控制裝置包括直流電機(jī),用于驅(qū)動(dòng)所述手推電動(dòng)車上的一車輪;中央控制器,與一霍爾傳感器相連,以采集所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速;車速設(shè)定電路,與所述中央控制器相連,用于設(shè)定手推電動(dòng)車的車速;PWM脈沖放大電路,與所述中央控制器的PWM脈沖信號(hào)輸出端相連;開關(guān)電路,該開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與所述PWM 脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端相連,開關(guān)電路的電源輸出端與所述直流電機(jī)的電源輸入端相連;所述中央控制器根據(jù)測得的手推電動(dòng)車的車速與所述車速設(shè)定電路設(shè)定的車速的大小關(guān)系,控制輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,開關(guān)電路根據(jù)所述PWM脈沖信號(hào)的占空比及所述車速驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。在所述PWM脈沖信號(hào)的作用下,開關(guān)電路的電源輸出端產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓Uab,且所述 PWM脈沖信號(hào)的占空比與所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab構(gòu)成正比例關(guān)系;當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab大于所述直流電機(jī)的反電動(dòng)勢Um時(shí),所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài);當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab小于所述直流電機(jī)的反電動(dòng)勢 時(shí),所述直流電機(jī)工作在制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。所述PWM脈沖放大電路包括第一、第二和第三反向緩沖放電器IC3、IC5、IC6,第一、第二反向緩沖放電器IC3、IC5的信號(hào)輸入端與所述中央控制器的PWM脈沖信號(hào)輸出端相連,第二反向緩沖放電器IC5的信號(hào)輸出端與第三反向緩沖放電器IC6的信號(hào)輸入端相連,第一、第三反向緩沖放電器IC3、IC6的信號(hào)輸出端即為所述PWM脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端;第一、第二和第三反向緩沖放電器IC3、IC5、IC6的信號(hào)輸出端分別經(jīng)第一、第二和第三電阻Rl、R2和R3與一 +5V直流源相連。所述開關(guān)電路包括第一、第二 VMOS開關(guān)管VT1、VT2和第一、第二快恢復(fù)二極管 D1、D2 ;所述第一、第三反向緩沖放電器IC3、IC6的信號(hào)輸出端分別與第二、第一 VMOS開關(guān)管VT2、VT1的柵極相連,第一 VMOS開關(guān)管VTl源極與一蓄電池的正極相連,第一 VMOS開關(guān)管VTl的漏極與第二 VMOS開關(guān)管VT2的源極相連,第二 VMOS開關(guān)管VT2的漏極與所述蓄電池的負(fù)極相連;第一 VMOS開關(guān)管VTl的漏極與源極分別與所述第一快恢復(fù)二極管Dl的陽極與陰極相連,第二 VMOS開關(guān)管VT2的漏極與源極分別與所述第二快恢復(fù)二極管D2的陽極與陰極相連;所述直流電機(jī)的負(fù)極、正極分別與所述直流電源的負(fù)極和第一 VMOS開關(guān)管VTl的漏極相連。如圖7,手推電動(dòng)車的車身1的后端設(shè)有手推桿2,車速設(shè)定電路中的控制旋鈕設(shè)于該手推桿2的末端。車身1與手推桿2之間設(shè)有與所述中央控制器相連的壓力傳感器。 中央控制器上相連有一控制開關(guān)K,用于設(shè)定中央控制器僅根據(jù)車速設(shè)定電路輸出的車速設(shè)定信號(hào)控制實(shí)時(shí)車速,或僅根據(jù)所述壓力傳感器的輸出控制實(shí)時(shí)車速。當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在推力時(shí),增大所述 PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的推力為零時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;其中,PWM脈沖信號(hào)的占空比的增大幅度與所述推力成正比,具體的參數(shù)可通過實(shí)驗(yàn)得出。也可使所述占空比每次增加5-10%。當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在拉力時(shí),減小所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的拉力為零時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變。其中,PWM脈沖信號(hào)的占空比的增大幅度與所述拉力成正比,具體的參數(shù)可通過實(shí)驗(yàn)得出。也可使所述占空比每次減小5-10%。所述直流電機(jī)的正極與所述第一 VMOS開關(guān)管VTl的漏極之間串聯(lián)有電流表A,該電流表A的電流方向信號(hào)輸出端與所述中央控制器的電機(jī)工作狀態(tài)檢測端相連;當(dāng)電流表 A輸出正電平時(shí),所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài);當(dāng)電流表A輸出負(fù)電平時(shí),所述直流電機(jī)工作在制動(dòng)發(fā)電狀態(tài);當(dāng)電流表A輸出零電平時(shí),所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab等于所述直流電機(jī)的反電動(dòng)勢UM。所述中央控制器通過霍爾傳感器檢測手推電動(dòng)車的實(shí)時(shí)車速,當(dāng)實(shí)時(shí)車速高于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速高于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)減小輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比(即實(shí)時(shí)車速高于所述設(shè)定數(shù)值的比例越大,相應(yīng)減小的所述占空比幅度就越大,例如若所述實(shí)時(shí)車速比所述設(shè)定數(shù)值高10%,則相應(yīng)減小所述占空比10%) ;1-3秒后,若測得實(shí)時(shí)車速仍然高于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),再次根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速高于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)減小所述占空比(例如若此時(shí)的車速比所述設(shè)定數(shù)值高5%, 則相應(yīng)減小當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比5%),若此時(shí)的車速與所述設(shè)定數(shù)值的差值的絕對值在所述設(shè)定數(shù)值的洲以內(nèi),則判斷此時(shí)的實(shí)時(shí)車速等于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值,則保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變。當(dāng)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)增大輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比(即實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值的比例越大,相應(yīng)增大的所述占空比的幅度就越大,例如若所述實(shí)時(shí)車速比所述設(shè)定數(shù)值低10%, 則相應(yīng)增大所述占空比10%) ;1-3秒后,若測得所述實(shí)時(shí)車速仍然低于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),再次根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)增大所述占空比,如此反復(fù),直至所述實(shí)時(shí)車速等于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變。當(dāng)所述中央控制器通過所述電流表A測得直流電機(jī)處于制動(dòng)發(fā)電狀態(tài),且測得所述車速低于設(shè)定數(shù)值時(shí),增大所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述電流表A輸出零電平時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;然后在1-3秒內(nèi),若測得所述實(shí)時(shí)車速持續(xù)增大時(shí),則判斷當(dāng)前車輛處于下坡道上;同時(shí),根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的速度增量計(jì)算加速度; 當(dāng)測得的實(shí)時(shí)車速達(dá)到所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),根據(jù)當(dāng)前的實(shí)時(shí)車速和所述加速度,相應(yīng)降低所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,以使所述直流電機(jī)工作在制動(dòng)發(fā)電狀態(tài),并使當(dāng)前車輛的加速度為零。車速設(shè)定電路包括電阻R4和帶旋鈕型可變電阻R5 ;通過改變電阻R5的阻止,即可調(diào)整相應(yīng)的車速設(shè)定值。壓力傳感器包括金屬絲型電阻應(yīng)變片Rll、R12、R13和R14, 與該壓力傳感器的信號(hào)輸出端相連的信號(hào)放大電路包括高輸入阻抗型運(yùn)放IC7 (型號(hào)為 LF356)。當(dāng)壓力傳感器受壓力時(shí),電阻應(yīng)變片Rll和R13的內(nèi)阻變小,R12和R14的內(nèi)阻變大,運(yùn)放IC7輸出負(fù)電壓;當(dāng)壓力傳感器拉壓力時(shí),電阻應(yīng)變片Rll和R13的內(nèi)阻變大,R12 和R14的內(nèi)阻變小,運(yùn)放IC7輸出正電壓。 所述中央控制器為單片機(jī)ICl,其采用內(nèi)部具有FLASH程序存儲(chǔ)器和4路A/D轉(zhuǎn)換器和4路PWM脈沖發(fā)生器的P87LPC768芯片,IC2為集成穩(wěn)壓芯片7805,第一、第二和第三反向緩沖放電器IC3、IC5、IC6使用OC門電路(型號(hào)為7406),霍爾傳感器包括可采用開關(guān)型集成霍爾電路IC4 (型號(hào)為6837),快恢復(fù)二極管使用FR304,VMOS可采用IRFM0。圖1中,第一、三象限的電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)是工作在電動(dòng)狀態(tài)(即電機(jī)輸出正扭矩), 而第二、四象限是工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)(即電機(jī)輸出負(fù)扭矩)。以采用圖2有制動(dòng)的不可逆PWM驅(qū)動(dòng)方式為例,Us為即蓄電池,Uil、Ui2分別為 VT2和VT2的驅(qū)動(dòng)電壓,如圖5所示,通過PWM脈沖放大電路輸出兩組反向的PWM脈沖信號(hào), 保證VT1、VT2不同時(shí)導(dǎo)通。圖3為直流電機(jī)M工作在電動(dòng)狀態(tài)的電流方向,在PWM脈沖的0_tl (圖5所示)階段VTl導(dǎo)通,電流依次流經(jīng)化+、VT1、M和Us-,電機(jī)M處于電動(dòng)狀態(tài)如圖3中回路1所示; 在PWM脈沖的tl-t2 (圖5所示)階段VTl截止,電源被截?cái)啵姌欣@組的自感電動(dòng)勢使電流從續(xù)流二極管D2形成回路如圖3中回路2所示,電機(jī)M仍處于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)狀態(tài),盡管此時(shí) VT2柵極為高電平Ui2,但由于D2的嵌位作用VT2并不導(dǎo)通。當(dāng)PWM脈沖的占空比逐漸變小(如圖6所示),直到加在直流電機(jī)上的正向平均電壓Uab小于直流電機(jī)的反電動(dòng)勢UM,此時(shí),直流電機(jī)的電流反向流動(dòng),產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖6中的Ο-tl階段,VTl導(dǎo)通,直流電機(jī)工作在再生制動(dòng)狀態(tài),電流的流動(dòng)如圖4中回路3所示, 對電源充電;圖6的tl-t2階段,VT2導(dǎo)通,直流電機(jī)工作在能耗制動(dòng)狀態(tài),電流的流動(dòng)如圖 4中回路4所示;
當(dāng)實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速之差小于預(yù)設(shè)值時(shí),且在控制直流電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí),可能將會(huì)引起過度減小速度的情況下,可采用電動(dòng)和制動(dòng)分時(shí)交替驅(qū)動(dòng)的工作模式(雙脈沖寬度分時(shí)輸出的工作方式),即所述中央控制器根據(jù)實(shí)時(shí)車速,先后循環(huán)輸出相應(yīng)占空比的適于控制所述直流電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)(即電動(dòng)脈沖)和發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)(即制動(dòng)脈沖),同時(shí)比較實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速的大小,并相應(yīng)調(diào)整輸出的所述電動(dòng)脈沖和制動(dòng)脈沖的時(shí)間長短,在2-3秒仍然不能滿足勻速要求時(shí),再相應(yīng)調(diào)整電動(dòng)脈沖和制動(dòng)脈沖的占空比(即若實(shí)時(shí)車速大于所述設(shè)定的車速,則分別減小電動(dòng)脈沖的占空比,增大制動(dòng)脈沖的占空比;反之,則分別增大電動(dòng)脈沖的占空比,減小制動(dòng)脈沖的占空比),直至實(shí)時(shí)車速等于所述設(shè)定的車速且輸出的所述電動(dòng)脈沖或制動(dòng)脈沖的時(shí)間為零。圖7為手推電動(dòng)車的俯視圖,其中測定速度是使用霍爾傳感器,其包括開關(guān)型霍爾元件5和磁鐵4,霍爾元件5安裝在電機(jī)固定機(jī)身上,霍爾元件5的輸出接到單片機(jī)中斷口上(具體電路結(jié)構(gòu)見圖8),與之相對的車3的轉(zhuǎn)軸上一周均勻安裝有4個(gè)磁鐵4,這樣車輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,將產(chǎn)生4個(gè)中斷脈沖,轉(zhuǎn)速的檢測采用中斷計(jì)數(shù)方法,即在收到中斷信號(hào)后開始循環(huán)計(jì)數(shù),再次收到中斷信號(hào)停止上次計(jì)數(shù)、啟動(dòng)下次計(jì)數(shù),并將兩次計(jì)數(shù)數(shù)值進(jìn)行比較后確定速度的變化。上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例,而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于包括直流電機(jī),用于驅(qū)動(dòng)所述手推電動(dòng)車上的一車輪;中央控制器,與一霍爾傳感器相連,以采集所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速;車速設(shè)定電路,與所述中央控制器相連,用于設(shè)定手推電動(dòng)車的車速;PWM脈沖放大電路,與所述中央控制器的PWM脈沖信號(hào)輸出端相連;開關(guān)電路,該開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與所述PWM脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端相連,開關(guān)電路的電源輸出端與所述直流電機(jī)的電源輸入端相連;所述中央控制器根據(jù)測得的手推電動(dòng)車的車速與所述車速設(shè)定電路設(shè)定的車速的大小關(guān)系,控制輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,開關(guān)電路根據(jù)所述PWM脈沖信號(hào)的占空比及所述車速驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于在所述PWM脈沖信號(hào)的作用下,開關(guān)電路的電源輸出端產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓Uab,且所述PWM脈沖信號(hào)的占空比與所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab構(gòu)成正比例關(guān)系;當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab大于所述直流電機(jī)的反電動(dòng)勢 時(shí),所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài);當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電壓Uab小于所述直流電機(jī)的反電動(dòng)勢Um時(shí),所述直流電機(jī)工作在制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于所述PWM脈沖放大電路包括第一、第二和第三反向緩沖放電器(IC3、IC5、IC6),第一、第二反向緩沖放電器(IC3、IC5)的信號(hào)輸入端與所述中央控制器的PWM脈沖信號(hào)輸出端相連,第二反向緩沖放電器(IC5)的信號(hào)輸出端與第三反向緩沖放電器(IC6)的信號(hào)輸入端相連,第一、第三反向緩沖放電器(IC3、IC6)的信號(hào)輸出端即為所述PWM脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端;第一、第二和第三反向緩沖放電器(IC3、IC5、IC6)的信號(hào)輸出端分別經(jīng)第一、第二和第三電阻(Rl、R2和R3)與一 +5V直流源相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于所述開關(guān)電路包括第一、第二 VMOS開關(guān)管(VT1、VT2)和第一、第二快恢復(fù)二極管(D1、D2);所述第一、第三反向緩沖放電器(IC3、IC6)的信號(hào)輸出端分別與第二、第一 VMOS開關(guān)管(VT2、VT1)的柵極相連,第一 VMOS開關(guān)管(VTl)源極與一蓄電池的正極相連,第一 VMOS開關(guān)管(VTl)的漏極與第二 VMOS開關(guān)管(VT2)的源極相連,第二 VMOS開關(guān)管(VT2)的漏極與所述蓄電池的負(fù)極相連;第一 VMOS開關(guān)管(VTl)的漏極與源極分別與所述第一快恢復(fù)二極管(Dl)的陽極與陰極相連,第二 VMOS開關(guān)管(VT2)的漏極與源極分別與所述第二快恢復(fù)二極管(D2)的陽極與陰極相連;所述直流電機(jī)的負(fù)極、正極分別與所述直流電源的負(fù)極和第一 VMOS開關(guān)管(VTl)的漏極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于手推電動(dòng)車的車身后端設(shè)有手推桿,車身與手推桿之間設(shè)有與所述中央控制器相連的壓力傳感器;當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在推力時(shí),增大所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的推力為零時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;當(dāng)所述中央控制器通過該壓力傳感器測得所述手推桿上存在拉力時(shí),減小所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,直至測得所述手推桿上的拉力為零時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;中央控制器上連接有一控制開關(guān),用于設(shè)定中央控制器僅根據(jù)車速設(shè)定電路輸出的車速設(shè)定信號(hào)控制實(shí)時(shí)車速,或僅根據(jù)所述壓力傳感器的輸出控制實(shí)時(shí)車速。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求5所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于所述中央控制器通過霍爾傳感器檢測手推電動(dòng)車的實(shí)時(shí)車速,當(dāng)實(shí)時(shí)車速高于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速高于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)減小輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比;1-3秒后,若測得實(shí)時(shí)車速仍然高于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),再次根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速高于所述設(shè)定數(shù)值的比例減小所述占空比,如此反復(fù),直至所述實(shí)時(shí)車速等于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變;當(dāng)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值的比例, 相應(yīng)增大輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比;1-3秒后,若測得所述實(shí)時(shí)車速仍然低于所述設(shè)定數(shù)值時(shí),再次根據(jù)所述實(shí)時(shí)車速低于所述設(shè)定數(shù)值的比例,相應(yīng)增大所述占空比,如此反復(fù),直至所述實(shí)時(shí)車速等于所述車速設(shè)定電路的設(shè)定數(shù)值時(shí),保持當(dāng)前的PWM脈沖信號(hào)的占空比不變。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求1所述的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其特征在于當(dāng)實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速之差小于預(yù)設(shè)值時(shí),所述中央控制器進(jìn)入雙脈沖寬度分時(shí)輸出的工作模式,即所述中央控制器根據(jù)實(shí)時(shí)車速,先后循環(huán)輸出相應(yīng)占空比的適于控制所述直流電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)即電動(dòng)脈沖和發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)的PWM脈沖信號(hào)即制動(dòng)脈沖, 同時(shí)比較實(shí)時(shí)車速與所述設(shè)定的車速的大小,并相應(yīng)調(diào)整輸出的所述電動(dòng)脈沖和制動(dòng)脈沖的時(shí)間長度,直至實(shí)時(shí)車速等于所述設(shè)定的車速且輸出的所述電動(dòng)脈沖或制動(dòng)脈沖的時(shí)間為零。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在不同路面行駛時(shí)適于保持勻速的手推電動(dòng)車的均速控制裝置,其包括直流電機(jī)、與一霍爾傳感器相連的用于采集所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速的中央控制器、車速設(shè)定電路、PWM脈沖放大電路和開關(guān)電路,該開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端與所述PWM脈沖放大電路的脈沖信號(hào)輸出端相連,開關(guān)電路的電源輸出端與所述直流電機(jī)的電源輸入端相連;所述中央控制器根據(jù)測得的手推電動(dòng)車的車速與所述車速設(shè)定電路設(shè)定的車速的大小關(guān)系,控制輸出的所述PWM脈沖信號(hào)的占空比,開關(guān)電路根據(jù)所述PWM脈沖信號(hào)的占空比及所述車速驅(qū)動(dòng)所述直流電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)或制動(dòng)發(fā)電狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02P7/29GK102158160SQ201110045719
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者楊龍興 申請人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院
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