一、前言(技术已经很成熟,谋求合作)
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。
目前,本公司已经自主研发出单轮、两轮自平衡车,包含采用TI DSP的高性能自平衡小车直流无刷电机驱动器和自平衡小车控制器,经较多的实车实验,能正常运行。
三、系统配置
1、系统控制器
如图1,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。
2、电机驱动器
如图2,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。
主要参数为:
l 功率:500-1500W
l 电压:20-60V
l 电流:1-60A内可以设置
l 控制接口:CAN、RS232、0-3V模拟信号
3、陀螺仪
如图3,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。
陀螺仪模块的特点是:
l 采用知名半导体公司固态陀螺仪
l 成本低、稳定性好
l 数字总线接口,抗干扰能力强
l 能采集多轴的数据,从而具备侧倒的保护
4、轮毂电机
如图4,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。
5、电池
公司主要有三种电池供应商:
l 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;
l 聚合物锂电池:优点是功率密度较大,缺点是形状受限;
l 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;
l 以上容量可以根据用户的要求进行定制,一般的为48V4-10Ah
四、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。
五、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。
六、合作方式
本公司希望有资金、市场或者生产实力的厂家共同推进本产品的产业化,可以采用多种方式进行合作,例如:
l 直接购买技术,本公司将全力协助客户进行单轮、两轮自平衡车的产业化
l 本公司技术入股,提供整机设计方案和驱动器、控制器产品,负责电池、电机、模具等,主要费用由投资方承担;
l 把自平衡车的技术转让,本公司提供放大器、控制器产品;
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