人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的主控板及人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的主控板及人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)、材料技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)和人們物質(zhì)生活水平的不斷進(jìn)步與提高，現(xiàn)代的交通工具正朝著智能、小型、節(jié)能、環(huán)保的趨勢(shì)發(fā)展。近年來(lái)，隨著人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)(又稱(chēng)兩輪平衡滑板車(chē))研究的不斷深入，其所應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛，所面臨的環(huán)境和任務(wù)也越來(lái)越復(fù)雜。兩輪平衡滑板車(chē)經(jīng)常會(huì)遇到一些比較狹窄，而且有很多大轉(zhuǎn)角的工作場(chǎng)合，因此，對(duì)兩輪平衡滑板車(chē)控制系統(tǒng)提出了更高的要求，然而現(xiàn)有技術(shù)的兩輪平衡滑板車(chē)的控制系統(tǒng)由于受成本和技術(shù)的限制，其控制精度不高且不穩(wěn)定，系統(tǒng)的抖振非常大，存在很大的安全隱患。
[0003]故，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)而提出的一種人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的主控板。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供一種人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的主控板，包括主控模塊、電源模塊、外接電源接口、主控板充放電模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及傳感器模塊，所述主控板充放電模塊與所述外接電源接口、電源模塊及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述主控板充放電模塊還用于與電池包連接，所述傳感器模塊包括陀螺儀、加速度傳感器和霍爾傳感器，所述陀螺儀用于檢測(cè)人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的車(chē)體的偏角信息，所述加速度傳感器用于檢測(cè)車(chē)體的加速度信息，所述霍爾傳感器用于檢測(cè)車(chē)體的速度信息，所述傳感器模塊與所述主控模塊連接，所述主控模塊的PWM驅(qū)動(dòng)接口與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述主控模塊用于接收所述偏角信息、加速度信息和速度信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合且用于輸出PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)所述PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步地，所述主控板還包括第一電子開(kāi)關(guān)，所述第一電子開(kāi)關(guān)的控制端、輸入端分別與所述主控模塊及所述主控板充放電模塊連接，所述第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端與所述電源模塊及所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述主控模塊用于控制所述第一電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與斷開(kāi)。
[0007]進(jìn)一步地，所述主控板還包括第二電子開(kāi)關(guān)，所述第二電子開(kāi)關(guān)的控制端、輸入端及輸出端分別與所述主控模塊、所述外接電源接口及所述主控板充放電模塊連接，所述主控模塊用于控制所述第二電子開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與斷開(kāi)。
[0008]本發(fā)明還提供一種人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)，包括電池包及上述的主控板，所述電池包包括電芯及電池包充放電模塊，所述電芯與所述電池包充放電模塊連接，所述電池包充放電模塊與所述主控板充放電模塊連接。
[0009]進(jìn)一步地，還包括電芯信息采樣模塊，所述電芯信息采樣模塊用于采集所述電芯的信息并傳送至所述主控模塊，所述主控板還包括第一電子開(kāi)關(guān)與第二電子開(kāi)關(guān)，所述第一電子開(kāi)關(guān)的控制端、輸入端分別與所述主控模塊及所述主控板充放電模塊連接，所述第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端與所述電源模塊及所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述第二電子開(kāi)關(guān)的控制端、輸出端及輸入端分別與所述主控模塊、所述主控板充放電模塊及外接電源接口連接，所述主控模塊判斷接收到的所述電芯的信息是否異常，并在所述電芯的信息異常時(shí)，相應(yīng)地在所述電芯放電時(shí)將所述第一電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，在所述電芯充電時(shí)將所述第二電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0010]進(jìn)一步地，所述電池包還包括電池包管理模塊、放電開(kāi)關(guān)及充電開(kāi)關(guān)，所述電池包充放電模塊與所述主控板充放電模塊連接，所述電芯與所述電池包充放電模塊之間分別通過(guò)所述放電開(kāi)關(guān)與所述放電開(kāi)關(guān)連接，所述放電開(kāi)關(guān)的控制端、所述充電開(kāi)關(guān)的控制端及所述電芯信息采樣模塊均與所述電池包管理模塊連接，所述電池包管理模塊接收所述電芯的信息并傳送至所述主控模塊，同時(shí)所述電池包管理模塊判斷電芯的信息是否異常，并在所述電芯的信息異常時(shí)，相應(yīng)地在所述電芯放電時(shí)斷開(kāi)所述放電開(kāi)關(guān)，在所述電芯充電時(shí)斷開(kāi)所述充電開(kāi)關(guān)。
[0011]進(jìn)一步地，所述電芯信息采樣模塊包括溫度采樣單元，所述溫度采樣單元用于采集所述電芯的溫度并發(fā)送至所述電池包管理模塊，在所述電芯放電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊判斷出所述電芯的溫度大于等于設(shè)定溫度，所述主控模塊斷開(kāi)所述第一電子開(kāi)關(guān)，所述電池包管理模塊斷開(kāi)所述放電開(kāi)關(guān);在所述電芯充電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊判斷出所述電芯的溫度大于等于設(shè)定溫度，所述主控模塊斷開(kāi)所述第二電子開(kāi)關(guān)，所述電池包管理模塊斷開(kāi)所述充電開(kāi)關(guān)。
[0012]進(jìn)一步地，所述主控板還包括與所述主控模塊連接的主控板溫度采樣接口，所述電池包還包括與所述溫度采樣單元連接的電池包溫度采樣接口，所述電池包溫度采樣接口與所述主控板溫度采樣接口通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，所述溫度采樣單元采集到的電芯的溫度還通過(guò)溫度采樣接口傳送至所述主控模塊。
[0013]進(jìn)一步地，所述電芯信息采樣模塊還包括電壓采樣單元，所述電壓采樣單元用于采集所述電芯的電壓并發(fā)送至所述電池包管理模塊，在所述電芯放電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊(判斷出所述電芯的電壓不在設(shè)定的輸出電壓范圍內(nèi)，所述主控模塊斷開(kāi)所述第一電子開(kāi)關(guān)，所述電池包管理模塊將所述放電開(kāi)關(guān)斷開(kāi);在所述電芯充電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊判斷出所述電芯的電壓不在設(shè)定的輸入電壓范圍內(nèi)，所述主控模塊將所述第二電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述電池包管理模塊將所述充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0014]進(jìn)一步地，所述電芯信息采樣模塊還包括電流采樣單元，所述電流采樣單元用于采集所述電芯的電流并將采集到的所述電芯的電流發(fā)送至所述主控模塊與所述電池包管理模塊，在所述電芯放電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊判斷出所述電芯的電流不在設(shè)定的輸出電流范圍內(nèi)，所述主控模塊斷開(kāi)所述第一電子開(kāi)關(guān)，所述電池包管理模塊將所述放電開(kāi)關(guān)斷開(kāi);在所述電芯充電時(shí)，所述主控模塊與所述電池包管理模塊判斷出所述電芯的電流不在設(shè)定的輸入電流范圍內(nèi)，所述主控模塊將所述第二電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，所述電池包管理模塊將所述充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0015]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的主控板同時(shí)采集了角度、加速度和速度信號(hào)，從而使人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的速度和角度能夠相互影響，當(dāng)使人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的傾角過(guò)大時(shí)，自動(dòng)回到平衡位置，從而保證系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，且控制精度較高。
[0017]2、本發(fā)明的人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)在電芯充電或放電時(shí)，通過(guò)電芯信息采樣模塊采集電芯的信息并傳遞至主控模塊，主控模塊根據(jù)電芯信息采樣模塊采集到的電芯的信息判斷電芯的信息是否異常，并在電芯的信息異常時(shí)，對(duì)應(yīng)斷開(kāi)第一電子開(kāi)關(guān)與第二電子開(kāi)關(guān)，使電芯停止放電與停止充電，可以有效對(duì)電芯形成保護(hù)，尤其可以避免電芯因溫度過(guò)高導(dǎo)致電芯爆炸的問(wèn)題。
[0018]3、本發(fā)明的人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)在電芯充電或放電時(shí)，通過(guò)電芯信息采樣模塊采集電芯的信息并傳遞至電池包管理模塊，電池包管理模塊根據(jù)電芯信息采樣模塊采集到的電芯的信息判斷電芯的信息是否異常，并在電芯的信息異常時(shí)，對(duì)應(yīng)斷開(kāi)放電開(kāi)關(guān)與充電開(kāi)關(guān)，使電芯停止放電與停止充電，可以有效對(duì)電芯形成保護(hù)，尤其可以避免電芯因溫度過(guò)高導(dǎo)致電芯爆炸的問(wèn)題。
[0019]4、本發(fā)明的人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)采用了兩路保護(hù)電路來(lái)保護(hù)電芯，可以在其中任何一路保護(hù)電路損壞時(shí)，另一個(gè)路保護(hù)電路還可以有效保護(hù)電芯。
[0020]5、溫度采樣單元采集到的電芯的溫度分別通過(guò)電池包管理模塊及溫度采樣接口發(fā)送至主控模塊，主控模塊根據(jù)電芯的兩組溫度數(shù)據(jù)判斷電芯是否過(guò)熱，提高保護(hù)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的人機(jī)互動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)的控制系統(tǒng)的原理框圖。
[0022]圖2是圖1中電芯信息采樣模塊的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描