專利名稱：無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器及推車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器及推車。
背景技術：
推車具有廣泛的用途，其中一種應用較廣的推車是童車。為了節(jié)省體力，人們在童車上普遍采用助力裝置驅(qū)動童車移動。傳統(tǒng)的助力童車驅(qū)動器一般是用簡單的控制電路控制有刷電機實現(xiàn)助力功能，但有刷電機噪聲大、壽命短。在童車使用過程中，存在多種負載不同的情況，如在上坡路時，由于阻力增大會導致車速降低。常用的童車電機驅(qū)動控制器并沒有速度調(diào)節(jié)功能，無法保持同一速度前進。由于現(xiàn)有的童車電機驅(qū)動控制器僅具有簡單的控制功能，即使在轉(zhuǎn)彎時內(nèi)側(cè)車輪電機與外側(cè)車輪電機轉(zhuǎn)速相同，導致在童車轉(zhuǎn)彎時需要增加推力，尤其是增加外側(cè)的推力才能轉(zhuǎn)彎，使用不方便。以上的不足限制了童車的使用范圍。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種具有差速調(diào)節(jié)功能的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器。為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，包括電機驅(qū)動器，所述電機驅(qū)動器包括:第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集兩個以上的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個以上的無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在兩個以上的無刷電機的第一電流值大小不相同時輸出第一信號；差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使電流較大的無刷電機的電流進一步增大。優(yōu)選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元調(diào)整電流較大的無刷電機的電流。優(yōu)選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元增加負載以增大無刷電機的電流。優(yōu)選地是，每個電機驅(qū)動器控制一個無刷電機工作；所述電機驅(qū)動器包括:第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在受其控制的無刷電機的第一電流值大于其采集的另一個無刷電機電流時，輸出第一信號；差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使電流較大的無刷電機的電流進一步增大。優(yōu) 選地是，所述電機驅(qū)動器還包括:[0014]上位機，用于輸出控制無刷電機轉(zhuǎn)速的第二電流信號；霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為第三電流信號輸出；第二 PI調(diào)節(jié)器，用于接收上位機輸出的第二電流信號及霍爾信號采集及處理電路輸出的第三電流信號，并比較第二電流與第三電流值是否相同；如第三電流信號小于第二電流信號時，向差速合成器輸出第二信號；差速合成器收到第二信號時，根據(jù)第二信號輸出第二控制信號，增加無刷電機的電流值。優(yōu)選地是，差速合成器同時接收到第一信號與第二信號時，首先根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，并在第一信號消失后根據(jù)第二信號輸出第二控制信號。上述無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器可用于推車。。本實用新型的目的之二是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種具有差速調(diào)節(jié)功能的推車。為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):一種推車，其特征在于，包括:至少兩個轉(zhuǎn)輪，所述至少兩個轉(zhuǎn)輪位于前進方向上的左右兩側(cè)相對設置；至少兩個無刷電機，每個無刷電機驅(qū)動一個轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動；電機驅(qū)動器，所述電 機驅(qū)動器數(shù)目與無刷電機數(shù)目相同，每個電機驅(qū)動器控制一個無刷電機；每個電機驅(qū)動器包括第一 PI調(diào)節(jié)器和差速合成器；第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在受其控制的無刷電機的第一電流值大于其采集的另一個無刷電機第一電流值時，輸出第一信號；差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使受其控制的無刷電機電流進一步增大。優(yōu)選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元調(diào)整無刷電機的電流。優(yōu)選地是，所述電機驅(qū)動器還包括:上位機，用于輸出控制無刷電機轉(zhuǎn)速的第二電流信號；霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為第三電流信號輸出；第二 PI調(diào)節(jié)器，用于接收上位機輸出的第二電流信號及霍爾信號采集及處理電路輸出的第三電流信號，并比較第二電流與第三電流值是否相同；如第三電流信號小于第二電流信號時，向差速合成器輸出第二信號；差速合成器收到第二信號時，根據(jù)第二信號輸出第二控制信號，增加無刷電機的電流值。本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉(zhuǎn)彎時自動增加外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)速，使之符合轉(zhuǎn)彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以節(jié)省體力，使用方便；又可以提高電機壽命，降低故障率。
圖1為一種童車的車輪位置示意圖。圖2為本實用新型應用在童車內(nèi)的總體原理框圖。圖3是第一電機驅(qū)動器的內(nèi)部原理框圖。圖4是第二電機驅(qū)動器的內(nèi)部原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述:如圖1所示，推車，其設置有兩個后輪，即第一后輪I和第二后輪2。第一后輪I和第二后輪2在推車前進方向上左右兩側(cè)相對設置。本實用新型中的推車既可以設置一個前輪，也可以設置兩個前輪。推車還設置有第一無刷電機3和第二無刷電機4。第一無刷電機3驅(qū)動第一后輪I運動。第二無刷電機4驅(qū)動第二后輪2運動。如圖2所示，上位機與第一電機驅(qū)動器和第二電機驅(qū)動器通信連接。第一電機驅(qū)動器與第二電機驅(qū)動器 通信連接。第一電機驅(qū)動器與第一無刷電機通信連接。第二電機驅(qū)動器與第二無刷電機通信連接。第一電機驅(qū)動器與第二電機驅(qū)動器結構相同。如圖3所不,第一電機驅(qū)動器包括第一 PI調(diào)節(jié)器和第二 PI調(diào)節(jié)器。第一 PI調(diào)節(jié)器和第二 PI調(diào)節(jié)器均與差速合成器通信連接。差速合成器與控制及功率驅(qū)動單元通信連接?？刂萍肮β黍?qū)動單元與第一無刷電機通信連接。第一電機驅(qū)動器還設置有霍爾信號采集及處理電路?；魻栃盘柌杉疤幚黼娐芳扰c第一無刷電機電連接，還與第一 PI調(diào)節(jié)器通信連接。第一電機驅(qū)動器還設置有電流信號采集及處理電路。如圖4所示，第二電機驅(qū)動器包括第一 PI調(diào)節(jié)器和第二 PI調(diào)節(jié)器。第一 PI調(diào)節(jié)器和第二 PI調(diào)節(jié)器均與差速合成器通信連接。差速合成器與控制及功率驅(qū)動單元通信連接?？刂萍肮β黍?qū)動單元與第二無刷電機通信連接。第二電機驅(qū)動器還設置有霍爾信號采集及處理電路?；魻栃盘柌杉疤幚黼娐芳扰c第二無刷電機電連接，還與第一 PI調(diào)節(jié)器通信連接。第二電機驅(qū)動器還設置有電流信號采集及處理電路。本實用新型的工作過程如下:如圖1至圖4所示，上位機根據(jù)操作人員輸入的指令，向第一電機驅(qū)動器和第二電機驅(qū)動器輸出控制信號及電源。通過第一電機驅(qū)動器和第二電機驅(qū)動器分別控制第一無刷電機3和第二無刷電機4的轉(zhuǎn)速，進而驅(qū)動第一后輪I和第二后輪2以設定的轉(zhuǎn)速行進。通過控制第一無刷電機3和第二無刷電機4電流值的大小控制第一后輪I和第二后輪2的轉(zhuǎn)速。電流值越大，則第一后輪I和第二后輪2轉(zhuǎn)速越大；電流值越小,則第一后輪I和第二后輪2轉(zhuǎn)速越小。以第一電機驅(qū)動器為例說明:如圖3所示，第一電機驅(qū)動器控制第一無刷電機運轉(zhuǎn)。第一 PI調(diào)節(jié)器既采集第一無刷電機3的第一電流大小，也采集第二無刷電機4的第一電流大小，并比較第一無刷電機3和第二無刷電機4的第一電流大小是否相同。第一無刷電機3和第二無刷電機4的第一電流大小不相同，則說明推車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。本實用新型優(yōu)選為當?shù)谝粺o刷電機3和第二無刷電機4的第一電流差值超過一定的數(shù)值時，才將其視為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)處理。該數(shù)值大小可視實際使用要求確定。若第一無刷電機3的第一電流大于第二無刷電機4的第一電流，則說明第一無刷電機3驅(qū)動的第一電機I位于外側(cè)，此時需要第一電機驅(qū)動器增大第一無刷電機的電流。若第一無刷電機3的第一電流小于第二無刷電機4的第一電流,則說明第一無刷電機3驅(qū)動的第一電機I位于內(nèi)側(cè)，此時第一電機驅(qū)動器不調(diào)節(jié)第一無刷電機的電流，由第二電機驅(qū)動器增加第二無刷電機的電流。第一無刷電機3的第一電流大于第二無刷電機4的第一電流時，第一 PI調(diào)節(jié)器向差速調(diào)節(jié)器輸出第一信號。差速調(diào)節(jié)器根據(jù)接收到的第一信號，向控制及功率驅(qū)動單元輸出第一控制信號，由控制及功率驅(qū)動單元增大第一無刷電機3的電流，使第一無刷電機3轉(zhuǎn)速進一步提高?？刂萍肮β黍?qū)動單元可通過增加負載的方式增大第一無刷電機3的電流。第一無刷電機3的電流增加幅度可預先設定，也可以根據(jù)實際行進過程中的實際情況進行調(diào)整。通過上位機輸出第二電流信號,控制第一無刷電機3的轉(zhuǎn)速。第一電機驅(qū)動器中的霍爾信號采集及處理電路用于檢測第一無刷電機3的實際轉(zhuǎn)速并根據(jù)實際轉(zhuǎn)速大小向第二 PI調(diào)節(jié)器輸出第三電流信號。第二 PI調(diào)節(jié)器比較第三電流信號是否小于第二電流信號，據(jù)此可判斷第 一無刷電機3的實際轉(zhuǎn)速與上位機輸出的控制轉(zhuǎn)速是否相同。第二 PI調(diào)節(jié)器在第三電流信號小于第二電流信號時計算兩個電流信號差值大小，并根據(jù)差值大小向差速調(diào)節(jié)器輸出第二信號。再向控制及功率驅(qū)動單元輸出第二控制信號、通過控制及功率驅(qū)動單兀向第一無刷電機輸出控制信號，提高第一無刷電機的電流，使第一無刷電機3的轉(zhuǎn)速增大至與上位機輸出的控制轉(zhuǎn)速相同。在推車前進時，上位機根據(jù)推車人的輸入信號，通過第二 PI調(diào)節(jié)器、差速調(diào)節(jié)器、控制及功率驅(qū)動單元向第一無刷電機3和第二無刷電機4輸出控制信號。第一 PI調(diào)節(jié)器及第二 PI調(diào)節(jié)器立即開始工作，檢測第一無刷電機3和第二無刷電機4的第一電流大小是否存在差別、檢測第二電流號與第二電流號大小是否存在差別。如第一無刷電機3和第二無刷電機4的第一電流大小不存在差別、第二電流信號與第三電流信號大小不存在差另IJ，則差速調(diào)節(jié)器不調(diào)節(jié)任何一個無刷電機的電流，由控制及功率驅(qū)動單元控制第一無刷電機按照上位機的控制轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。在推車轉(zhuǎn)彎時，位于內(nèi)側(cè)的后輪往往會承擔較重的負荷。負荷增加會降低位于內(nèi)側(cè)的后輪的轉(zhuǎn)速。內(nèi)側(cè)后輪轉(zhuǎn)速降低，則驅(qū)動該內(nèi)側(cè)后輪的無刷電機電流值降低。外側(cè)后輪由于負荷降低，其轉(zhuǎn)速不會降低。當推車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時，增加外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速可使轉(zhuǎn)彎更加方便、容易。以第一后輪I位于外側(cè)、第二后輪2位于內(nèi)側(cè)為例，在推車轉(zhuǎn)彎時，第二后輪2的負荷增加,其轉(zhuǎn)速降低。第二后輪2的轉(zhuǎn)速低于第一后輪3的轉(zhuǎn)速,第二無刷電機4的第一電流值減小而小于第一無刷電機3的第一電流值。此時，第一 PI調(diào)節(jié)器可檢測到第一無刷電機3的第一電流大于第二無刷電機4的第一電流,并向差速調(diào)節(jié)器輸出第一信號。差速調(diào)節(jié)器根據(jù)第一信號，通過功率及驅(qū)動控制單元增加第一無刷電機3的電流，使其轉(zhuǎn)速進一步增加，進而提高第一后輪I的轉(zhuǎn)速。推車直線行進時，如果第二 PI調(diào)節(jié)器檢測到第三電流信號小于第二電流信號時，則說明第一后輪實際轉(zhuǎn)速小于上位機輸出的轉(zhuǎn)速。此時，則第二 PI調(diào)節(jié)器向差速調(diào)節(jié)器輸出第二信號，由差速調(diào)節(jié)器根據(jù)第二信號、通過功率及驅(qū)動控制單元增加第一無刷電機3的電流，提高第一無刷電機的轉(zhuǎn)速，進而提高第一后輪I的轉(zhuǎn)速。從而可使第一后輪I的轉(zhuǎn)速與上位機輸出的控制轉(zhuǎn)速達到一致。當差速調(diào)節(jié)器同時接收到第一 PI調(diào)節(jié)器的第一信號與第二 PI調(diào)節(jié)器輸出的第二信號時，差速調(diào)節(jié)器首先根據(jù)第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號調(diào)節(jié)第一無刷電機的轉(zhuǎn)速；在第一信號不存在時，再根據(jù)第二 PI調(diào)節(jié)器輸出的第二信號調(diào)節(jié)第一無刷電機的轉(zhuǎn)速。使用本實用新型，第一 PI調(diào)節(jié)器可根據(jù)檢測到的第一無刷電機和第二無刷電機的電流信號大小，判斷兩個無刷電機的轉(zhuǎn)速是否存在差別。如果第一無刷電機轉(zhuǎn)速大于第二無刷電機，則通過第一電機驅(qū)動器的差速合成器、功率及驅(qū)動控制單元增加負載以增加電流，使第一無刷電機轉(zhuǎn)速進一步增大。利用第二電機驅(qū)動器，也可以在推車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)、第二無刷電機位于外側(cè)時增加第二無刷電機的電流，增加第二后輪的轉(zhuǎn)速。使用本實用新型，可以自動判斷推車是否處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，并且在推車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時增加外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)彎更加容易，降低推車人的勞動強度。本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉(zhuǎn)彎時自動增加外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)速，使之符合轉(zhuǎn)彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以節(jié)省體力，使用方便；又可以提高電機壽命，降低故障率。本實用新型中的實施例僅用于對本實用新 型進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域內(nèi)技術人員可以想到的其他實質(zhì)上等同的替代，均在本實用新型保護范圍內(nèi)。
權利要求1.無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，包括電機驅(qū)動器，所述電機驅(qū)動器包括: 第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集兩個以上的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個以上的無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在兩個以上的無刷電機的第一電流值大小不相同時輸出第一信號； 差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使電流較大的無刷電機的電流進一步增大。
2.根據(jù)權利要求1所述的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元調(diào)整電流較大的無刷電機的電流。
3.根據(jù)權利要求2所述的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元增加負載以增大無刷電機的電流。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，每個電機驅(qū)動器控制一個無刷電機工作；所述電機驅(qū)動器包括: 第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在受其控制的無刷電機的第一電流值大于其采集的另一個無刷電機電流時，輸出第一信號； 差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使電流較大的無刷電機的電流進一步增大。
5.根據(jù)權利要 求1、2、3或4所述的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，所述電機驅(qū)動器還包括: 上位機，用于輸出控制無刷電機轉(zhuǎn)速的第二電流信號； 霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為第三電流信號輸出； 第二 PI調(diào)節(jié)器，用于接收上位機輸出的第二電流信號及霍爾信號采集及處理電路輸出的 第三電流信號，并比較第二電流與第三電流值是否相同；如第三電流信號小于第二電流信號時，向差速合成器輸出第二信號； 差速合成器收到第二信號時，根據(jù)第二信號輸出第二控制信號，增加無刷電機的電流值。
6.根據(jù)權利要求4所述的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，其特征在于，差速合成器同時接收到第一信號與第二信號時，首先根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，并在第一信號消失后根據(jù)第二信號輸出第二控制信號。
7.一種推車，其特征在于，包括: 至少兩個轉(zhuǎn)輪，所述至少兩個轉(zhuǎn)輪位于前進方向上的左右兩側(cè)相對設置； 至少兩個無刷電機，每個無刷電機驅(qū)動一個轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動； 電機驅(qū)動器，所述電機驅(qū)動器數(shù)目與無刷電機數(shù)目相同，每個電機驅(qū)動器控制一個無刷電機；每個電機驅(qū)動器包括第一 PI調(diào)節(jié)器和差速合成器； 第一 PI調(diào)節(jié)器，所述第一 PI調(diào)節(jié)器用于采集受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅(qū)動器控制的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在受其控制的無刷電機的第一電流值大于其采集的另一個無刷電機第一電流值時，輸出第一信號； 差速合成器，所述差速合成器用于接收第一 PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使受其控制的無刷電機電流進一步增大。
8.根據(jù)權利要求7所述的推車，其特征在于，所述差速合成器通過控制及功率驅(qū)動單元調(diào)整無刷電機的電流。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的推車，其特征在于，所述電機驅(qū)動器還包括: 上位機，用于輸出控制無刷電機轉(zhuǎn)速的第二電流信號； 霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為第三電流信號輸出；第二 PI調(diào)節(jié)器，用于接收上位機輸出的第二電流信號及霍爾信號采集及處理電路輸出的第三電流信號，并比較第二電流與第三電流值是否相同；如第三電流信號小于第二電流信號時，向差速合成器輸出第二信號； 差速合成器收到第二信號時，根據(jù)第二信號輸出第二控制信號，增加無刷電機的電流值。
專利摘要本實用新型公開了一種無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器及一種推車，其特征在于，包括電機驅(qū)動器，所述電機驅(qū)動器包括第一PI調(diào)節(jié)器，所述第一PI調(diào)節(jié)器用于采集兩個以上的無刷電機的第一電流信號，并比較兩個以上的無刷電機的第一電流值大小是否相同，并在兩個以上的無刷電機的第一電流值大小不相同時輸出第一信號；差速合成器，所述差速合成器用于接收第一PI調(diào)節(jié)器輸出的第一信號；并根據(jù)第一信號輸出第一控制信號，使電流較大的無刷電機的電流進一步增大。本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉(zhuǎn)彎時自動增加外側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)速，使之符合轉(zhuǎn)彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調(diào)節(jié)驅(qū)動控制器，既可以節(jié)省體力，使用方便；又可以提高電機壽命，降低故障率。
文檔編號B60L15/20GK203135769SQ20122061760
公開日2013年8月14日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權日2012年11月20日
發(fā)明者焦玉良 申請人:上海硅力電子科技有限公司