用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的技術(shù)方案設(shè)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的輪椅，具體地說(shuō)是用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng) 輪椅的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅是現(xiàn)代傳動(dòng)領(lǐng)域的具體應(yīng)用技術(shù)，然而我國(guó)在該方面 的研究還很不完善，還有很多問(wèn)題不能解決。電動(dòng)輪椅W其性能優(yōu)越、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全 等優(yōu)點(diǎn)正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動(dòng)輪椅。但目前我國(guó)電動(dòng)輪椅研究技術(shù)不夠成熟，電動(dòng)輪椅 主要停留在實(shí)驗(yàn)室階段，普及范圍不廣，并且目前市場(chǎng)上的電動(dòng)輪椅體積大，重量大，導(dǎo)致 輪椅攜帶不方便。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和國(guó)民生活水平的提高，人們對(duì)于電動(dòng)輪 椅的需求會(huì)越來(lái)越大，電動(dòng)輪椅作為理想代步工具會(huì)W其優(yōu)于傳統(tǒng)輪椅的特點(diǎn)逐步占據(jù)市 場(chǎng)，推動(dòng)中國(guó)殘疾人康復(fù)事業(yè)的發(fā)展。
[0003]目前市面上的輪椅大都選擇直流有刷電機(jī)，但是有刷電機(jī)運(yùn)行電流大，噪音比較 大，電機(jī)磁鋼易退磁，降低了輪椅的使用壽命。另外，在《微電機(jī)》第47卷第9期《電動(dòng)輪椅 的雙輪穀無(wú)刷直流電機(jī)協(xié)調(diào)控制方法》一文中，其操作手柄差速算法是W其中一個(gè)電機(jī)速 度為基準(zhǔn)速度，另一個(gè)電機(jī)速度通過(guò)差速計(jì)算獲得，通過(guò)手操器給控制器一個(gè)控制信號(hào)，分 別控制輪椅的電機(jī)使輪椅前后移動(dòng)，該樣會(huì)造成輪椅在運(yùn)行過(guò)程中不穩(wěn)定和左右輪行駛不 同步等問(wèn)題。CN201420180820公開了一種電動(dòng)輪椅控制裝置，采用開環(huán)控制，在輪椅運(yùn)行過(guò) 程中速度控制精度不高，不能保持同步；另外，該裝置的操作部和驅(qū)動(dòng)部通過(guò)通訊連接，操 作部和驅(qū)動(dòng)部單獨(dú)供電，在操作部斷電時(shí)，驅(qū)動(dòng)部不能及時(shí)斷電，浪費(fèi)蓄電池電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是；提供用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝 置，采用雙輪協(xié)調(diào)差速的控制方法，通過(guò)反饋補(bǔ)償?shù)男问绞馆喴卧谶\(yùn)行時(shí)左右輪保持同步， 運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，克服了現(xiàn)有技術(shù)中有刷直流電機(jī)換向速度慢、噪聲較大和電機(jī)長(zhǎng)期處于磨損狀 態(tài)會(huì)導(dǎo)致容易損壞的缺陷，同時(shí)也克服了現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)輪椅在運(yùn)行過(guò)程中不穩(wěn)定和左右 輪行駛不同步的缺陷。
[0005] 本發(fā)明解決該技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是；用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的 控制裝置，包括控制器、手操器、蓄電池和電動(dòng)機(jī)；該些部件的連接方式是；手操器的一端 通過(guò)繼電器與控制器相連接，手操器的另一端與蓄電池連接，控制器和手操器之間采用CAN 通訊進(jìn)行通信，控制器的輸出端與電動(dòng)機(jī)相連，蓄電池為控制器、手操器和電動(dòng)機(jī)供電；其 中，所述電動(dòng)機(jī)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；所述控制器包括控制器電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、霍爾位置 檢測(cè)模塊、接收CAN通信模塊、聲光報(bào)警模塊和控制器單片機(jī)模塊；上述控制器的各個(gè)模塊 之間的連接方式是；控制器電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、聲光報(bào)警模塊和接收CAN通信模塊均與控 制器單片機(jī)模塊連接，所述霍爾位置檢測(cè)模塊與控制器單片機(jī)模塊進(jìn)行單向通信，所述驅(qū) 動(dòng)模塊還與電動(dòng)機(jī)連接；所述手操器包括自鎖電源電路模塊、搖桿信號(hào)輸入模塊、蓄電池 電量檢測(cè)模塊、發(fā)送CAN通信模塊、手操器單片機(jī)模塊、電量顯示模塊和檔位顯示模塊和外 殼；上述手操器的各個(gè)模塊及外殼之間的連接方式是；自鎖電源電路模塊、搖桿信號(hào)輸入 模塊、蓄電池電量檢測(cè)模塊、發(fā)送CAN通信模塊、手操器單片機(jī)模塊、電量顯示模塊和檔位 顯示模塊均固定在外殼內(nèi)，自鎖電源電路模塊、搖桿信號(hào)輸入模塊、蓄電池電量檢測(cè)模塊、 發(fā)送CAN通信模塊、電量顯示模塊和檔位顯示模塊均與手操器單片機(jī)模塊相連，自鎖電源 電路模塊是帶有開關(guān)作用的供電電路，它為手操器單片機(jī)模塊提供5V電源，手操器的發(fā)送 CAN通信模塊與控制器的接收CAN通信模塊相連，手操器的外殼上設(shè)有搖桿，搖桿通過(guò)信號(hào) 線與搖桿信號(hào)輸入模塊連接，蓄電池電量檢測(cè)模塊與蓄電池連接；所述控制器單片機(jī)模塊 中存有控制器的差速控制程序和控制器的驅(qū)動(dòng)程序。
[0006] 上述用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置，所述的自鎖電源電路模塊的電 路構(gòu)成是；其中，電壓轉(zhuǎn)換巧片U1采用LM2575巧片，手操器的輸入電壓是B+為24V，手操器 的輸出電壓是V〇，B+同時(shí)接到電阻R1、R2的一端和M0SFET管Q1的S極，電阻R1的另一端 接到電阻R5的一端和M0S陽(yáng)T管Q3的D極，M0S陽(yáng)T管Q3的D極接M0S陽(yáng)T管Q2的G極， 電阻R5的另一端接到電容C1和互鎖電路開關(guān)按鍵SO的一端，電容C1的另一端接到地廟 鎖電路開關(guān)按鍵SO的另一端接M0SFET管Q3的G極和電阻R4的一端，電阻R4的另一端接 到電阻R3的一端和M0S陽(yáng)T管Q2的D極，電阻R3的另一端接到電阻R2 -端和M0S陽(yáng)T管 Q1的G極；M0SFET管Q2的S極和M0SFET管Q3的S極接地，M0SFET管Q2的G極接到電阻 R6的一端，電阻R6的另一端接地;M0SFET管Q1的D極接到二極管D1的輸入端，二極管D1 的輸出端接到U1的a端和電解電容C2的正極，U1的b端接到電感L1的一端和二極管D2 輸出端，U1的d端接到電感L1的另一端、電解電容C3的正極和電容C4的一端；電解電容 C2的負(fù)極、U1的C端和e端、二極管D2的輸入端、電解電容C3的負(fù)極和電容C4的另一端 均接地。
[0007] 上述用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置，所述驅(qū)動(dòng)模塊的電路構(gòu)成是： 其中，驅(qū)動(dòng)模塊的功率驅(qū)動(dòng)巧片U2為一個(gè)IR2136巧片，控制器的輸入電壓B+為24V，電容 巧一端接地，另一端接+15V和電阻R9、R7、R8的一端及U2的F1引腳，電阻R7的另一端接 U2的H1引腳，電阻R8的另一端接U2的G5引腳，電阻R9的另一端同時(shí)接二極管D3、D4和 D5的輸入端，二極管D3的輸出端接U2的K3引腳和電容C6的正極，電容C6的負(fù)極接U2的 K1引腳，U2的K1引腳接M0SFET管Q4的S極，最終將信號(hào)IRA+引出，二極管D4的輸出端 接電容口的正極，電容口的負(fù)極接U2的J2引腳，U2的J2引腳又接M0SFET管Q5的S極 和M0SFET管Q8的D極；二極管D5的輸出端接電容C8的正極，電容C8的負(fù)極接U2的13 引腳；B+接電容C9的正極及M0SFET管Q4、Q5和Q6的D極，電容C9的負(fù)極接電容CIO的 正極，電容CIO的負(fù)極接地；U2的K2引腳接電阻R10的一端，電阻R10的另一端接電阻R11 的一端和M0S陽(yáng)T管Q4的G極，電阻R11的另一端接M0S陽(yáng)T管Q4的S極和M0S陽(yáng)T管Q9的 D極；U2的J3引腳接電阻R12的一端，電阻R12的另一端接電阻R13的一端和M0S陽(yáng)T管Q5 的G極，電阻R13的另一端接M0S陽(yáng)T管Q5的S極和M0S陽(yáng)T管Q8的D極，M0S陽(yáng)T管Q5的S 極將信號(hào)IRB+引出，U2的14引腳接電阻R14的一端，電阻R14的另一端接電阻R15的一端 和M0S陽(yáng)T管Q6的G極，電阻R15的另一端接M0S陽(yáng)T管Q6的S極和M0S陽(yáng)T管Q7的D極， M0S陽(yáng)T管Q6的S極接端子CON上，U2的I1引腳接電阻R21的一端，電阻R21的另一端接 電阻R20的一端和M0S陽(yáng)T管Q9的G極，U2的冊(cè)引腳接電阻R19的一端，電阻R19的另一 端接電阻R18的一端和MOS陽(yáng)T管Q8的G極，U2的H4引腳接電阻R17的一端，電阻R17的 另一端接電阻R16的一端和M0S陽(yáng)T管Q7的G極，電阻R16、R18、R20的另一端、M0S陽(yáng)T管 Q7、Q8、Q9的S極均接地，U2的肥、U2的冊(cè)和U2的G4引腳均接地，U2的巧、U2的F3、U2 的F4、U2的F5、U2的G1和U2的G2引腳分別輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)。
[000引上述用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置，所述接收CAN通信模塊電路的 構(gòu)成是；U3和U4為高速光禪隔離巧片，型號(hào)均為6N137,呪為CAN通信驅(qū)動(dòng)巧片，型號(hào)為 82C250, +5V接電容C11的一端、電容C12的一端、電阻R22的一端、電阻R23的一端、電阻 R24的一端、電阻R25的一端、U3的S8引腳、U4的S8引腳和呪的W6引腳，電容C11的另 一端、U3的S5引腳、U4的S5引腳、電容C12的另一端、電阻R26的一端和呪的W7引腳都 接地，R22的另一端接U3的S6引腳、U3的S3引腳和呪的W5引腳，電阻R23的另一端接 U3的S2引腳；電阻R24的另一端接U4的S2引腳，電阻R25的另一端接U4的S6引腳、U4 的S3引腳和呪的W8引腳，電阻R26的另一端接呪的化引腳，電阻R27和電阻R28的一 端分別接到呪的W2引腳和呪的W3引腳，電阻R27的另一端和電阻R28的另一端分別接 CANH和CANL，呪的W4引腳空置。
[0009] 上述用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置，所述控制器單片機(jī)模塊中存有 的控制器的差速控制程序的流程是：開始一初始化一狀態(tài)檢測(cè)一是否有故障報(bào)警一結(jié) 束；^^中斷標(biāo)志位是否為1^^返回狀態(tài)監(jiān)測(cè)；^^4/0轉(zhuǎn)換^數(shù)據(jù)計(jì)算一數(shù)據(jù)傳 送一是否傳送結(jié)束結(jié)束；返回?cái)?shù)據(jù)傳送。
[0010] 上述用于雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制的電動(dòng)輪椅的控制裝置，所設(shè)及的元器件均由公知的商 購(gòu)?fù)緩将@得。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)是：