专利名称：以霍尔元件做乘员探测传感器的双轮自动平衡电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动平衡电动车领域，尤其是一种以霍尔传感器作为乘员探测器 的双轮自动平衡电动车。
背景技术：
双轮自动平衡车是倒立摆原理的一种技术应用，其两轮分布在骑行者的左右两 侧，包括车厢、立杆、车轮、电动机及其驱动电路、传感器电路。当乘员站立在小车上进入平 衡状态后，中央控制单元通过马达控制器控制马达的正转和反转产生的加速度来维持左右 两轮轴上的力矩平衡。当乘员重心前移的时候，马达会产生向前的加速度；反之，马达产生 向后的加速度。马达产生的加速度大小与运动状态传感器组探测到的平台系统的角速度值 和平台平面与水平方向的偏离角度相关。在中央控制单元的监控下，这种动态平衡机制使 得乘员和小车平台能处于静止和运动状态下而不失去平衡。但在乘员上车前或者下车后， 自动平衡车是处于启动状态的，平衡车仍然处于运行状态，由此可能发生乘员摔倒或者平 衡车冲撞损坏事故，安全性较差。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种以霍尔传感器为核心 部件的乘员检测机构以保证安全性的双轮自动平衡电动车。本实用新型实现目的的技术方案是一种以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，包括车轮、车厢、立 杆，其特征在于在车厢表面的双脚脚踏位置均嵌装有一踏板，在该踏板上均安装有磁铁， 在车厢底盖所安装的电路板上安装有一霍尔传感器，磁铁与霍尔传感器呈垂直对应关系。而且，所述霍尔传感器为3144E系列开关霍尔传感器。而且，所述踏板与车厢表面之间的固装形式为在车厢表面的双脚脚踏位置制出 两个形状如双脚的浅凹槽，将脚形踏板嵌装入浅凹槽内并使踏板上表面与车厢表面齐平。而且，所述踏板上所安装的磁铁安装在前脚掌位置。本实用新型的优点和积极效果是1、本自动平衡车安装霍尔传感器后，平衡车的中央处理器可以随时监测在车上没 有乘员，当传感器检测到车上没有乘员时，中央处理器不会驱动马达工作；如果在行进过程 中出现紧急情况在乘员离开车体时，马达会自动停下来，由此避免了乘员摔倒或者平衡车 冲撞损坏事故，提高了安全性。2、本自动平衡车的霍尔传感器为开关式，利用磁铁产生磁场，霍尔元件与磁铁小 于一定的距离时其输出引脚电平发生翻转。(临界距离大约5mm)。
图1为本实用新型的结构示意图(省略了立杆及把手组件)；[0014]图2为图1的A-A向截面剖视放大示意图(在没有乘员踏上踏板时)；图3为图2的有乘员踏上踏板时的踏板状态图；图4为本实用新型的电路模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性 的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。一种以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，其结构如图1所示， 包括车轮1、车厢2、立杆3，车厢内的底盖上还安装蓄电池组、左右两个马达及其驱动电路、 传感器电路等，其中传感器电路上安装有角速度传感器及加速度传感器，角速度传感器与 底盖垂直，加速度传感器与车厢底盖平行。以上是现有技术，本实施例附图中没有示出。本实用新型的创新点是在车厢表面的双脚脚踏位置均嵌装有一踏板4，在该踏 板上均安装有一块磁铁5，在车厢底盖所安装的电路板7上安装有一霍尔传感器6，磁铁与 霍尔传感器呈垂直对应关系，该霍尔传感器为3144E系列开关传感器，一般安装在前脚掌 位置，其输出信号被送至中央处理器检测端口，通过该传感器来检测是否有乘员在车上，踏 板的材料采用铝板。踏板与车厢表面之间的嵌装可以采用如下形式在车厢表面的双脚脚踏位置制出两个形状如双脚的浅凹槽，将脚形踏板嵌装入浅 凹槽内并使踏板上表面与车厢表面齐平，安装方式可以是螺钉安装或者粘接，在踏板上面 也可盖有橡胶，以将磁铁和踏板盖住。本实用新型的电路原理图参见图3，具体应用中主控CPU可选用ARM-732位RISC 处理器，但其他型号的处理器或DSP也可实现。固定在小车平台上的加速度传感器和角速 度传感器将检测信号送入主控CPU，主控CPU启动滤波流程然后得到小车平台的角速度和 平台的倾斜角度。同时左右两轮状态传感器的编码信号也被送到主控CPU中。结合控制把 上发出的转向信号，主控CPU以这些参数为输入条件通过平衡控制算法计算出左右两路马 达的脉宽调制信号。这两路脉宽调制信号被分别送入左右轮马达驱动板上从而驱动左右马 达按照中控CPU的指令运转。在程序流程中主控CPU还需检测乘员传感器的信号，在没有 乘员的情况下，主控CPU通过脉宽调制信号关闭马达驱动板的驱动输出。主控CPU还要在 程序流程中监测电池电压和马达的工作电流，如有异常情况将发出报警信号。
权利要求1.一种以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，包括车轮、车厢、立杆， 其特征在于在车厢表面的双脚脚踏位置均嵌装有一踏板，在该踏板上均安装有磁铁，在车 厢底盖所安装的电路板上安装有一霍尔传感器，磁铁与霍尔传感器呈垂直对应关系。
2.根据权利要求1所述的以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，其特 征在于所述霍尔传感器为3144E系列开关霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，其特 征在于所述踏板与车厢表面之间的固装形式为在车厢表面的双脚脚踏位置制出两个形 状如双脚的浅凹槽，将脚形踏板嵌装入浅凹槽内并使踏板上表面与车厢表面齐平。
4.根据权利要求1或3所述的以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车， 其特征在于所述踏板上所安装的磁铁安装在前脚掌位置。
专利摘要本实用新型涉及一种以霍尔传感器作为乘员探测器的双轮自动平衡电动车，包括车轮、车厢、立杆，在车厢表面上的双脚脚踏位置均装有一踏板，在与车厢表面相接触的踏板上均安装有一块磁铁与车厢内电路板上的霍尔元件垂直。本自动平衡车安装霍尔传感器后，平衡车的中央处理器可以随时监测在车上是否有乘员，当传感器检测到车上没有乘员时，中央处理器不会驱动马达工作；如果在行进过程中出现紧急情况，在乘员离开车体时，中央处理器会控制马达做相应的调整动作，由此避免了乘员摔倒或者平衡车冲撞损坏事故，提高了安全性。
文档编号B60L15/20GK201824899SQ201020564660
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者李秀华, 王洪军 申请人:天津锦泰勤业精密电子有限公司