專利名稱：無刷電機差速調節驅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節驅動控制器及推車。
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。為了節省體力，人們在童車上普遍采用助力裝置驅動童車移動。傳統的助力童車驅動器一般是用簡單的控制電路控制有刷電機實現助力功能，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。常用的童車電機驅動控制器并沒有速度調節功能，無法保持同一速度前進。由于現有的童車電機驅動控制器僅具有簡單的控制功能，即使在轉彎時內側車輪電機與外側車輪電機轉速相同，導致在童車轉彎時需要增加推力，尤其是增加外側的推力才能轉彎，使用不方便。以上的不足限制了童車的使用范圍。
實用新型內容本實用新型的目的之一是為了克服現有技術中的不足，提供一種具有差速調節功能的無刷電機差速調節驅動控制器。為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現:無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，包括電機驅動器，所述電機驅動器包括:第一 PI調節器，所述第一 PI調節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調節器輸出的第一信號；并根據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。優選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅動單元調整電流較大的無刷電機的電流。優選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅動單元增加負載以增大無刷電機的電流。優選地是，每個電機驅動器控制一個無刷電機工作；所述電機驅動器包括:第一 PI調節器，所述第一 PI調節器用于采集受本電機驅動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅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調節器輸出的第一信號；并根據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 選地是，所述電機驅動器還包括:[0014]上位機，用于輸出控制無刷電機轉速的第二電流信號；霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉速并將轉速轉換為第三電流信號輸出；第二 PI調節器，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，根據第二信號輸出第二控制信號，增加無刷電機的電流值。優選地是，差速合成器同時接收到第一信號與第二信號時，首先根據第一信號輸出第一控制信號，并在第一信號消失后根據第二信號輸出第二控制信號。上述無刷電機差速調節驅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有技術中的不足，提供一種具有差速調節功能的推車。為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現:一種推車，其特征在于，包括:至少兩個轉輪，所述至少兩個轉輪位于前進方向上的左右兩側相對設置；至少兩個無刷電機，每個無刷電機驅動一個轉輪轉動；電機驅動器，所述電 機驅動器數目與無刷電機數目相同，每個電機驅動器控制一個無刷電機；每個電機驅動器包括第一 PI調節器和差速合成器；第一 PI調節器，所述第一 PI調節器用于采集受本電機驅動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅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調節器輸出的第一信號；并根據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。優選地是，所述差速合成器通過控制及功率驅動單元調整無刷電機的電流。優選地是，所述電機驅動器還包括:上位機，用于輸出控制無刷電機轉速的第二電流信號；霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉速并將轉速轉換為第三電流信號輸出；第二 PI調節器，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節驅動控制器，既可以根據車輪的轉速自動調節，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉彎時自動增加外側的車輪的轉速，使之符合轉彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調節驅動控制器，既可以節省體力，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的總體原理框圖。圖3是第一電機驅動器的內部原理框圖。圖4是第二電機驅動器的內部原理框圖。
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驅動第一后輪I運動。第二無刷電機4驅動第二后輪2運動。如圖2所示，上位機與第一電機驅動器和第二電機驅動器通信連接。第一電機驅動器與第二電機驅動器 通信連接。第一電機驅動器與第一無刷電機通信連接。第二電機驅動器與第二無刷電機通信連接。第一電機驅動器與第二電機驅動器結構相同。如圖3所不,第一電機驅動器包括第一 PI調節器和第二 PI調節器。第一 PI調節器和第二 PI調節器均與差速合成器通信連接。差速合成器與控制及功率驅動單元通信連接。控制及功率驅動單元與第一無刷電機通信連接。第一電機驅動器還設置有霍爾信號采集及處理電路。霍爾信號采集及處理電路既與第一無刷電機電連接，還與第一 PI調節器通信連接。第一電機驅動器還設置有電流信號采集及處理電路。如圖4所示，第二電機驅動器包括第一 PI調節器和第二 PI調節器。第一 PI調節器和第二 PI調節器均與差速合成器通信連接。差速合成器與控制及功率驅動單元通信連接。控制及功率驅動單元與第二無刷電機通信連接。第二電機驅動器還設置有霍爾信號采集及處理電路。霍爾信號采集及處理電路既與第二無刷電機電連接，還與第一 PI調節器通信連接。第二電機驅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，上位機根據操作人員輸入的指令，向第一電機驅動器和第二電機驅動器輸出控制信號及電源。通過第一電機驅動器和第二電機驅動器分別控制第一無刷電機3和第二無刷電機4的轉速，進而驅動第一后輪I和第二后輪2以設定的轉速行進。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的轉速。電流值越大，則第一后輪I和第二后輪2轉速越大；電流值越小,則第一后輪I和第二后輪2轉速越小。以第一電機驅動器為例說明:如圖3所示，第一電機驅動器控制第一無刷電機運轉。第一 PI調節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，則說明推車處于轉彎狀態。本實用新型優選為當第一無刷電機3和第二無刷電機4的第一電流差值超過一定的數值時，才將其視為轉彎狀態處理。該數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驅動的第一電機I位于外側，此時需要第一電機驅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驅動的第一電機I位于內側，此時第一電機驅動器不調節第一無刷電機的電流，由第二電機驅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調節器向差速調節器輸出第一信號。差速調節器根據接收到的第一信號，向控制及功率驅動單元輸出第一控制信號，由控制及功率驅動單元增大第一無刷電機3的電流，使第一無刷電機3轉速進一步提高。控制及功率驅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，也可以根據實際行進過程中的實際情況進行調整。通過上位機輸出第二電流信號,控制第一無刷電機3的轉速。第一電機驅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的實際轉速并根據實際轉速大小向第二 PI調節器輸出第三電流信號。第二 PI調節器比較第三電流信號是否小于第二電流信號，據此可判斷第 一無刷電機3的實際轉速與上位機輸出的控制轉速是否相同。第二 PI調節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，并根據差值大小向差速調節器輸出第二信號。再向控制及功率驅動單元輸出第二控制信號、通過控制及功率驅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的轉速增大至與上位機輸出的控制轉速相同。在推車前進時，上位機根據推車人的輸入信號，通過第二 PI調節器、差速調節器、控制及功率驅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調節器及第二 PI調節器立即開始工作，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，則差速調節器不調節任何一個無刷電機的電流，由控制及功率驅動單元控制第一無刷電機按照上位機的控制轉速運轉。在推車轉彎時，位于內側的后輪往往會承擔較重的負荷。負荷增加會降低位于內側的后輪的轉速。內側后輪轉速降低，則驅動該內側后輪的無刷電機電流值降低。外側后輪由于負荷降低，其轉速不會降低。當推車處于轉彎狀態時，增加外側車輪的轉速可使轉彎更加方便、容易。以第一后輪I位于外側、第二后輪2位于內側為例，在推車轉彎時，第二后輪2的負荷增加,其轉速降低。第二后輪2的轉速低于第一后輪3的轉速,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調節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,并向差速調節器輸出第一信號。差速調節器根據第一信號，通過功率及驅動控制單元增加第一無刷電機3的電流，使其轉速進一步增加，進而提高第一后輪I的轉速。推車直線行進時，如果第二 PI調節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速小于上位機輸出的轉速。此時，則第二 PI調節器向差速調節器輸出第二信號，由差速調節器根據第二信號、通過功率及驅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速，進而提高第一后輪I的轉速。從而可使第一后輪I的轉速與上位機輸出的控制轉速達到一致。當差速調節器同時接收到第一 PI調節器的第一信號與第二 PI調節器輸出的第二信號時，差速調節器首先根據第一 PI調節器輸出的第一信號調節第一無刷電機的轉速；在第一信號不存在時，再根據第二 PI調節器輸出的第二信號調節第一無刷電機的轉速。使用本實用新型，第一 PI調節器可根據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速是否存在差別。如果第一無刷電機轉速大于第二無刷電機，則通過第一電機驅動器的差速合成器、功率及驅動控制單元增加負載以增加電流，使第一無刷電機轉速進一步增大。利用第二電機驅動器，也可以在推車處于轉彎狀態、第二無刷電機位于外側時增加第二無刷電機的電流，增加第二后輪的轉速。使用本實用新型，可以自動判斷推車是否處于轉彎狀態，并且在推車處于轉彎狀態時增加外側車輪的轉速，使轉彎更加容易，降低推車人的勞動強度。本實用新型中的無刷電機差速調節驅動控制器，既可以根據車輪的轉速自動調節，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉彎時自動增加外側的車輪的轉速，使之符合轉彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調節驅動控制器，既可以節省體力，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，本領域內技術人員可以想到的其他實質上等同的替代，均在本實用新型保護范圍內。
權利要求1.無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，包括電機驅動器，所述電機驅動器包括: 第一 PI調節器，所述第一 PI調節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調節器輸出的第一信號；并根據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.根據權利要求1所述的無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，所述差速合成器通過控制及功率驅動單元調整電流較大的無刷電機的電流。
3.根據權利要求2所述的無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，所述差速合成器通過控制及功率驅動單元增加負載以增大無刷電機的電流。
4.根據權利要求1、2或3所述的無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，每個電機驅動器控制一個無刷電機工作；所述電機驅動器包括: 第一 PI調節器，所述第一 PI調節器用于采集受本電機驅動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅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調節器輸出的第一信號；并根據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.根據權利要 求1、2、3或4所述的無刷電機差速調節驅動控制器，其特征在于，所述電機驅動器還包括: 上位機，用于輸出控制無刷電機轉速的第二電流信號； 霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉速并將轉速轉換為第三電流信號輸出； 第二 PI調節器，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.根據權利要求4所述的無刷電機差速調節驅動控制器，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，首先根據第一信號輸出第一控制信號，并在第一信號消失后根據第二信號輸出第二控制信號。
7.一種推車，其特征在于，包括: 至少兩個轉輪，所述至少兩個轉輪位于前進方向上的左右兩側相對設置； 至少兩個無刷電機，每個無刷電機驅動一個轉輪轉動； 電機驅動器，所述電機驅動器數目與無刷電機數目相同，每個電機驅動器控制一個無刷電機；每個電機驅動器包括第一 PI調節器和差速合成器； 第一 PI調節器，所述第一 PI調節器用于采集受本電機驅動器控制的無刷電機的第一電流信號和不受本電機驅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調節器輸出的第一信號；并根據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動單元調整無刷電機的電流。
9.根據權利要求7或8所述的推車，其特征在于，所述電機驅動器還包括: 上位機，用于輸出控制無刷電機轉速的第二電流信號； 霍爾信號采集及處理電路，用于采集無刷電機的轉速并將轉速轉換為第三電流信號輸出；第二 PI調節器，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節驅動控制器及一種推車，其特征在于，包括電機驅動器，所述電機驅動器包括第一PI調節器，所述第一PI調節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調節器輸出的第一信號；并根據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節驅動控制器，既可以根據車輪的轉速自動調節，使車輪始終以恒定速度前進；也可以在推車轉彎時自動增加外側的車輪的轉速，使之符合轉彎時的使用要求。使用本實用新型中的無刷電機差速調節驅動控制器，既可以節省體力，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 優先權日2012年11月20日
發明者焦玉良 申請人:上海硅力電子科技有限公司