[實用新型]一種基于兩輪自平衡小車的發電系統

有效

• 申請號: 201420179293.X
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN203840044U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 余善恩;熊偉鵬;陸建鋒;王天興
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02K7/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

????本實用新型屬于自平衡小車領域，尤其涉及一種基于兩輪自平衡小車的發電系統。

背景技術

?兩輪自平衡小車是移動機器人研究中的一個重要領域^[1]該類新型兩輪自平衡小車體積小，質量輕，結構簡單。緊湊的結構設計使得它可以多輛車公用一個車道，靈活的穿行于狹小的公路里，無論行駛和停車都非常方便。典型應用包括代步工具、通勤車、空間探測、智能輪椅，郵件派送等，將會在軍用和民用領域有著廣泛的應用前景。人們可以駕駛這類車輛在都市里毫無障礙的移動，具有極強的靈活性。它從根源上解決了交通擁堵問題。該車低功耗、低排放，運動過程中沒有污染，有利于環境的保護，為節能環保型車提供了一種新思路，是未來智能交通的重要發展方向。由于計算機技術、控制技術、驅動技術、傳感技術的不斷發展，為兩輪自平衡機器人的發展提供了理論基礎，并降低了科研成本，推動了兩輪自平衡。缺點：自平衡小車不能攜帶過大的電池，自平衡小車電池能量不足以支撐小車運動過遠的距離。

實用新型內容

???本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提出了一種基于兩輪自平衡小車的發電系統。

本實用新型包括電源模塊和發電裝置；其中的兩輪自平衡小車包括STM32嵌入式處理器、串行通信芯片、LCD顯示屏和觸摸屏模塊、陀螺儀、光電編碼器和直流有刷電機；電源模塊為兩輪自平衡小車中的STM32嵌入式處理器、串行通信芯片、LCD顯示屏和觸摸屏模塊、陀螺儀、光電編碼器、直流有刷電機供電，發電裝置為電源模塊充電；

LCD顯示屏和觸摸屏模塊包括LCD顯示屏和觸摸屏，且LCD顯示屏和觸摸屏均通過串行通信芯片連接到STM32嵌入式處理器的串行口上；陀螺儀、光電編碼器、直流有刷電機驅動器通過光耦隔離后，分別連接到STM32嵌入式處理器的不同IO口上；直流有刷電機通過直流有刷電機驅動器間接與STM32嵌入式處理器的IO口相連接；電源模塊內設置有24V鉛蓄電池；

所述的發電裝置包括中心轉軸、永磁體、齒輪傳動裝置、線圈繞組和電源轉換電路，齒輪傳動裝置包括主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪和從動齒輪相嚙合，主動齒輪與自平衡小車的直流有刷電機輸出軸相連接，；中心轉軸的一端設置在從動齒輪中心，另一端的側面固定有永磁體；作為轉子產生旋轉磁場，線圈繞組作為定子外套在電機中心轉軸上，且永磁體能容置在該線圈繞組中并能切割磁感線；發電裝置通過電源轉換電路給電源模塊中的24V鉛蓄電池充電；

發電裝置中的電源轉換電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、電容C1、電容C2、電感L1、電阻R1、電阻R2、電阻R3；二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、電容C1和線圈繞組組成電容濾波的三相不可控整流電路，電容濾波的三相不可控整流電路中，二極管D1的正極與二極管D4負極相連，二極管D2的正極與二極管D5負極相連，二極管D3的正極與二極管D6負極相連，二極管D1、二極管D2、二極管D3的負極同時與電容C1一端相連；二極管D4、二極管D5、二極管D6的正極同時與GND端相連接地；電容C2的另一端相連與GND端相連；線圈繞組發出電壓后經過電容濾波的三相不可控整流電路，將交流電轉換成直流電后與電源轉換芯片的電源輸入端口相連接；電感L1的一端與電源轉換芯片的電源輸入端口相連接，另一端同時與電源轉換芯片的開關SW端、二極管D7的正極相連接，二極管D7的負極同時與電阻R2的一端、電源模塊內的24V鉛蓄電池相連，電阻R2的另一端同時與電阻R3的一端、電源轉換芯片的反饋FB端相連接；電阻R1的一端與電源轉換芯片的比較COMP端相連接；電阻R1的另一端與電容C2的一端相連接，電容C2的另一端、電阻R3的另一端均接地；電源轉換芯片的接地GND端接地連接；

所述的電源模塊包括三個電壓等級：24V、5V、3.3V；具體的包括24V鉛蓄電池、24V電壓轉換5V電壓電路和5V電壓轉換3.3V電壓電路；