《机电一体化系统设计》课程教学资源（实例PPT）平衡车

电动平衡 电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和 双轮两类。 ·利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并 利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的 平衡。 ·是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物

电动平衡车 • 电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和 双轮两类。 • 利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并 利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的 平衡。 • 是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物

智能胡匙 显示屏 摸式按钮 方向把手 地手饰索 围定方向把手 固定把手 结构图 把手 钥匙槽 显示座喜 (独立电机加齿轮传动) 高度调整推 控制（操纵）镇 垫 加速传感 串口模 器 0 ○块电路 主控 控制轴线 ⊙电机驱动 控制轴基盘 陀螺仪© 前饰 电路 控制销夹子 jink模块©O 电桥电流 充电端口及盖子 充电指示器 盖子 电路 采集电路 车轮螺母 控制槐路板 平衡感应组件（陀蝶仪 轮胎/库轮组件 停机位 挡泥板 电 智能下衡车 www.znphc.com

结构图 （独立电机加齿轮传动） 主控 电路 串口模 块电路 加速传感 器 陀螺仪 电机驱动 电桥电流 采集电路 jlink模块 电路

工作原理 通过具有测算重力的传 感器、车体状态传感器 蓝牙 倾角 位移 零偏 等多个传感器，将获得数 k3 k5 模块 调试与监控 角速度1 串口通信 据依据制定好的程序发 k2 出相应的信号，这些信号 左速度 A 光电编码 器测选AB 经处理后，与预期数据进 N PWM o电机 M 倾角 行对比，通过处理器据系 加速度计 HT66FU50 驱动 直流电机 模块 MPU6050 PWM 统软件进行分析，计算合 M 角速度 陀螺仪 光电编码 适的调整量，输出并控制 右速度 器测速AB 驱动器，调整车轮转速、 LCD12864 转矩，以实现行动，达到 图1 自平衡小车的基本工作原理框图 身平衡状态

工作原理 通过具有测算重力的传 感器、车体状态传感器 等多个传感器,将获得数 据依据制定好的程序发 出相应的信号,这些信号 经处理后,与预期数据进 行对比,通过处理器据系 统软件进行分析,计算合 适的调整量,输出并控制 驱动器,调整车轮转速、 转矩,以实现行动,达到自 身平衡状态

五个子系统 信息处理系统： 动力系统：电池 控制电路板 机械系统： 机构 传感检测系统： 执行元件系统： 陀螺仪、加速传感器 电机、减速箱

五个子系统 • 机械系统： 机构 动力系统：电池 信息处理系统： 控制电路板 执行元件系统： 电机、减速箱 传感检测系统： 陀螺仪、加速传感器

主要组成结构 ·1.控制电路板（即我们常说的主板），控制电路板又包含了传感器模 块、运算模块、电机控制驱动模块； 2.平衡感应组件（即陀螺仪，或者陀螺仪与加速度计的组合）； 。 3.电机，从功能上可以大致分为直流电机、步进电机、伺服电机；从 结构上主要分为有刷电机与无刷电机： (1)独立电机加齿轮（即图中减速箱）传动方案 (2)轮机一体的轮毂驱动方案。 ·4.电池，目前用于平衡车中的电池以铅酸蓄电池与锂电池为主； ·5.机构，包含车厢，车轮等

主要组成结构 • 1. 控制电路板（即我们常说的主板），控制电路板又包含了传感器模 块、运算模块、电机控制驱动模块； • 2. 平衡感应组件（即陀螺仪，或者陀螺仪与加速度计的组合）； • 3. 电机，从功能上可以大致分为直流电机、步进电机、伺服电机；从 结构上主要分为有刷电机与无刷电机； （1）独立电机加齿轮（即图中减速箱）传动方案 （2）轮机一体的轮毂驱动方案。 • 4. 电池，目前用于平衡车中的电池以铅酸蓄电池与锂电池为主； • 5. 机构，包含车厢，车轮等

各构成要素之间的相互联系 机 智能、 接 信息 接 接口 加速度计 I 1 核心控制模块 电机驱动模块 电机 陀螺仪 ←一 物理接口 传感器模块 电源管理模块 色微信号：计tbCr成

各构成要素之间的相互联系 ← 物理接口 ↓ 信 息 接 口 ↓ 智能、 信息 接口 ↓ 机 械 接 口