从设计到实现 电动单轮思维车自平衡车系统研发成果阐述 (从设计到实现的成语)

自平衡车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用运输载具,是都市用交通工具的一种,是一种崭新的交通工具。应用于个人代步、会展、警用、厂房、工作巡视、高尔夫球场等,可以带上地铁公交的便携、环保的代步工具。

系统配置

系统控制器

采用TMS320F2000系列DSP作为控制器,特点是通用灵活、使用方便,这种方案设计集成度高,使用外围器件也少,功耗低,运算能力强,并且软件实现也比较容易,能使用较复杂的控制算法,为系统功能扩展如增加液晶显示模块,提供较好的硬件基础。

电机驱动器

此驱动器为直流无刷电机正弦波驱动器,用于驱动直流无刷轮毂电机,可以工作在带HALL和不带HALL两种模式,包括电流环和速度环的控制,比方波控制运动更加平滑,实现微振低噪,驱动轮毂电机工作在电流环模式。

陀螺仪

通过陀螺仪单元来精确地测量车身的俯仰角度,并以特定的频率控制电机旋转带动车轮作出向前向后的移动调整。这样车体保持一种动态的平衡,驾驶者完全不用担心车身会往前后方向倾倒。动态平衡技术使得自平衡小车只需要单轮或者两轮,即可流畅地移动、原地转弯。

轮毂电机

公司拥有配套的轮毂电机供应商,采用铝合金轮毂,功率从500-1200W,电机和轮毂尺寸可以根据客户的要求定制。

电池

公司主要有三种电池供应商:

  • 18650电池:优点为形状很灵活,根据自平衡车的结构灵活安装电池;缺点是功率密度较小;
  • 聚合物锂电池:优点是功率密度较大,缺点是形状受限;
  • 新型电池:采用新型的材料制作的锂电池,具有快速充电、不用保护板、安全性好、不会突然停止断电的优点,缺点是功率密度较小;
以上容量可以根据用户的要求进行定制,一般的为48V4-10Ah

驾驶测试

选择适合的场地,如平坦、空旷、无机动车、人少的场地进行试车。

驾驶前检查车辆是否有损坏。

接通电源,自平衡车会在3秒钟内调整前后平衡,就像是骑自行车一样,驾驶时应把绝大部分重心转移到自平衡车上,需要靠一定的速度和身体来控制左右平衡。

自平衡独轮车利用陀螺仪进行前后稳定的,当身体前倾,自平衡独轮车会感知到动作进行加速;当身体后仰,自平衡独轮车也会控制电机减速以维持车体的平衡。

总结

根据驾驶测试结果,本系统实现了自平衡车的要求,系统运行基本稳定,可以在路上安全地行驶。

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