[發(fā)明專利]基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011000452.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN112022531A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汝長海;朱軍輝;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州微賽智能科技有限公司
• 主分類號(hào): A61G5/04
• 分類號(hào): A61G5/04;A61G5/10;H02P6/08;H02P6/10;H02P7/29
• 代理公司: 蘇州見山知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 胡益萍

本發(fā)明提供了基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置,其以直流無刷電機(jī)作為電動(dòng)輪椅的動(dòng)力部分，其通過設(shè)置直流無刷電機(jī)控制器和直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器這兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部件對(duì)直流無刷電機(jī)進(jìn)行控制，并且還結(jié)合轉(zhuǎn)速PID算法和電流PID算法對(duì)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行雙閉環(huán)模式的控制，從而有效地抑制直流無刷電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和換向噪聲，同時(shí)還能夠抑制直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以此提高電動(dòng)輪椅整體的系統(tǒng)魯棒性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)輪椅的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置。

背景技術(shù)

隨著人口老齡化趨勢加重，老年人的出行問題越來越受到重視，而電動(dòng)輪椅由于具有操作簡單和低碳無污染的特點(diǎn)，逐漸成為老年人首選的代步工具。目前，市場上出現(xiàn)的電動(dòng)輪椅大部分都是以直流有刷電機(jī)作為動(dòng)力部分，而直流有刷電機(jī)包括電刷和轉(zhuǎn)向器，這使得其接觸電阻較大，從而嚴(yán)重地限制了電動(dòng)輪椅的續(xù)航性能，同時(shí)電刷的機(jī)械損耗也會(huì)縮短電動(dòng)輪椅的使用壽命。可見，現(xiàn)有技術(shù)的基于直流有刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅在續(xù)航性能和使用壽命方面都受到直流有刷電機(jī)的影響，這不利于改善電動(dòng)輪椅的續(xù)航性能和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置，該基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置包括直流無刷電機(jī)控制器和直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該直流無刷電機(jī)控制器包括搖桿、主控芯片和電壓匹配器；該搖桿用于產(chǎn)生控制直流無刷電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的觸發(fā)指令；該主控芯片用于根據(jù)來自該搖桿的所述觸發(fā)指令和來自電動(dòng)輪椅的霍爾傳感器檢測到的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息，生成針對(duì)直流無刷電機(jī)的換向邏輯指令；該電壓匹配器用于實(shí)現(xiàn)該直流無刷電機(jī)控制器與該直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的光耦隔離通信；該直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)芯片和功率管；該驅(qū)動(dòng)芯片用于控制所述功率管的通斷狀態(tài)；該驅(qū)動(dòng)芯片和所述功率管還根據(jù)該換向邏輯指令共同控制該直流無刷電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)換向和/或該直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速；可見，該基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置是以直流無刷電機(jī)作為電動(dòng)輪椅的動(dòng)力部分，其通過設(shè)置直流無刷電機(jī)控制器和直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器這兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部件對(duì)直流無刷電機(jī)進(jìn)行控制，并且還結(jié)合轉(zhuǎn)速PID算法和電流PID算法對(duì)直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行雙閉環(huán)模式的控制，從而有效地抑制直流無刷電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和換向噪聲，同時(shí)還能夠抑制直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以此提高電動(dòng)輪椅整體的系統(tǒng)魯棒性能。

本發(fā)明提供基于直流無刷電機(jī)的電動(dòng)輪椅控制裝置，其特征在于，其包括直流無刷電機(jī)控制器和直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；其中，

所述直流無刷電機(jī)控制器包括搖桿、主控芯片和電壓匹配器；

所述搖桿用于產(chǎn)生控制直流無刷電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的觸發(fā)指令；

所述主控芯片用于根據(jù)來自所述搖桿的所述觸發(fā)指令和來自電動(dòng)輪椅的霍爾傳感器檢測到的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信息，生成針對(duì)直流無刷電機(jī)的換向邏輯指令；

所述電壓匹配器用于實(shí)現(xiàn)所述直流無刷電機(jī)控制器與所述直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間的光耦隔離通信；

所述直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)芯片和功率管；

所述驅(qū)動(dòng)芯片用于控制所述功率管的通斷狀態(tài)；

所述驅(qū)動(dòng)芯片和所述功率管還根據(jù)所述換向邏輯指令共同控制所述直流無刷電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)換向和/或所述直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

進(jìn)一步，所述遙桿為二維遙桿，所述二維遙桿能夠在外界操作下進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生用于控制直流無刷電機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的觸發(fā)指令；

或者，

所述主控芯片為ARM芯片，所述ARM芯片分別與所述遙桿和所述霍爾傳感器通信連接，從而獲得所述觸發(fā)指令和所述轉(zhuǎn)子位置信息；

或者，