一种基于体感技术的滑板重力系统的制作方法

本实用新型涉及重力感应控制领域，具体来说是一种应用于电动滑板的重力感应硬件系统。

背景技术：

目前，我国正处于发展的高速通道上，在经济快速发展的同时，短距离代步工具或短距离运输工具却没有得到较好的发展，使用的依旧是十年前就已经出现的产品。

传统的代步工具，如自行车和电动车，前者很难让普通人长时间骑行，消耗体力大；后者则很笨重，虽然骑行方便，但在搬运时十分不方便。在仓储运输方面，目前大部分都靠人力搬运，十分耗费力气，效率还非常低。而且在搬运易碎物品时，人力搬运还很容易导致货物的碎裂。尤其是在网购高峰期，如海潮般的包裹让快递收件员力不从心，导致包裹滞留甚至出现货物丢失的现象。目前，市面上的电动滑板大都有以下的问题，比如1.续航能力差；2.需要采用遥控器进行控制；3.类型较为固定，用户难以根据自己的喜好定制电动滑板。这些问题所带来的，是电动滑板作为代步工具的功能被削弱，并且采用遥控器进行控制，可能发生遥控器丢失，从而无法使用的困境，还增加了无线电污染。基于以上的原因，可能会导致滑板运动普及率低，使用不方便的问题。

技术实现要素：

本实用新型为克服现有技术存在的不足之处，提出一种基于体感技术的滑板重力系统，以期加强续航能力与稳定性，并改善用户体验。

本实用新型为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本实用新型一种基于体感技术的滑板重力系统的特点包括：控制器，预处理模块，蓝牙模块，电源模块、薄膜式压力传感器，轮毂电机，直流稳压电路，电量测量模块，双h桥直流电机驱动电路；

所述薄膜式压力传感器与预处理模块连接，用于将所采集的人体数据进行放大和a/d转化处理；

所述控制器的a0口与预处理模块连接，用于获取预处理后的信号并感知人体重心变化量；

所述控制器的p03引脚和p04引脚分别与所述双h桥直流电机驱动电路的ea1和ea2串口相连，用于传输所述人体重心变化量；

所述双h桥直流电机驱动电路的ea接口与所述轮毂电机相连接，从而根据人体重心变化量驱动轮毂电机；

所述双h桥直流电机驱动电路的sensea接口与所述控制器的p06引脚相连接，用于传输所实时获取的轮毂电机的转速；

所述蓝牙模块的txd和rxd端分别与控制器的rx和tx串口相连接，用于发送滑板实时的转速；

所述电源模块与所述电量测量模块相连后再与所述轮毂电机相连，从而为所述轮毂电机提供电能；

所述电源模块与所述电量测量模块相连后再通过usb插口与所述直流稳压电路相连，用于将24v直流电源转换为稳定的5v电压，并提供给所述控制器；

所述电源模块与所述电量测量模块连接，用于显示当前剩余电量。

本实用新型所述的滑板重力系统的特点也在于：所述控制器为arduinouno单片机；所述预处理模块为hx-711芯片。

所述电量测量模块由三个电阻r1、r2和r3，两个三极管vt1、vt2和vt3，四个发光二极管led1～led4和四个二极管组成vd1～vd4；

其中，二极管vd4的高压侧与二极管vd3连接，二极管vd4的低压侧连接三极管vt1的高压侧；所述三极管vt1的另一高压侧连接发光二极管led1的低压侧，所述三极管vt1的低压侧分别连接二极管vd1的高压侧和电阻r1的一端；电阻r1的另一端连接在待测电压的负极；所述三极管vt2的两个高压侧分别连接二极管vd1的低压侧与发光二极管led2，三极管vt2的低压侧分别连接二极管vd2的高压侧与电阻r2的一端，电阻r的2另一端连接在待测电压的负极；所述三极管vt3的两个高压测分别连接二极管vd2和发光二极管led3，所述三极管vt3的低压侧连接电阻r3的一端，所述电阻r3的另一侧连接在待测电压的负极。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本实用新型通过薄膜式压力传感器来调节电路中电流的大小，更加轻薄，尽可能保存滑板作为一项娱乐项目的性质。

2.本实用新型的滑板通过蓝牙与手机进行连接，可以看到滑板的运行速度，让用户更加直观感受滑板的状态。

3.本实用新型可以搭载在普通滑板上，可以基于自己喜欢的滑板进行安装，丰富了电动滑板的多样性。

4.本实用新型采用蓄能更强的锂电池供电，大大延长续航时间，加强了滑板作为代步工具的这一项功能。

5.本实用新型采用体感技术进行控制，避免了是用遥控器所造成的无线电污染，及丢失问题。

综上所述，本实用新型改变了现有市场上的缺乏个性化电动滑板的局面，并且加强了续航能力与稳定性，从而能让用户在自己喜欢的滑板上安装这款硬件，改善了使用电动滑板的用户体验，并可真正将其作为一样代步工具进行使用，更加普及滑板这项运动。

附图说明

图1是本实用新型搭载于滑板上的俯视图；

图2是本实用新型搭载于滑板上的示意图；

图3是本实用新型具体实施流程图；

图4是本实用新型所采用传感器与hx711芯片连接电路图；

图5是本实用新型所采用的分压电路示意图；

图6是本实用新型电量显示模块电路示意图；

图7是本实用新型hc-06模块与arduino板的连接示意图。

图中标号1.普通滑板板面；2.无动力桥；3.标准六角螺母；4.标准六角螺栓；5.8352轮毂电机；6.普通无动力轮；7.控制箱(包含锂电池与arduino板，驱动板，蓝牙模块)；8.标准圆顶螺栓；9.标准六角螺母；10.薄膜式压力传感器。

具体实施方式

本实施例中，一种基于体感技术的滑板重力系统包括：控制器，预处理模块，蓝牙模块，电源模块、薄膜式压力传感器10，轮毂电机，直流稳压电路，电量测量模块，双h桥直流电机驱动电路；并搭载于滑板上的示意图如图1，图2所示，是将普通滑板的前两个普通无动力轮6替换成轮毂电机5，用标准六角螺母3与标准六角螺栓4固定与轮毂配合的无动力桥2，并在普通滑板板面1下嵌入控制箱7并用标准圆顶螺栓8与标准六角螺母9固定，控制箱7内安装有锂电池，arduino板，驱动板，hc-06蓝牙模块。通过安装在前后板面上的薄膜式压力传感器10进行数据输入，以期将普通滑板改造成电动体感滑板。

本实施例的具体实施流程图如下图3所示，整个硬件系统以arduino板为核心，连接有分压模块，蓝牙模块，驱动模块。

薄膜式压力传感器10与预处理模块连接，用于将所采集的人体数据进行放大和a/d转化处理；预处理模块采用hx711芯片，其内部集成有数据放大和a/d转换模块，并且其精度较高，专门为压力测量设计。薄膜式压力传感器10的正引脚与hx-711芯片的inna引脚连接，负引脚接地，具体电路图如图4所示。

控制器的a0口与预处理模块连接，用于获取预处理后的信号并感知人体重心变化量；控制器采用arduinouno单片机，通过模拟数据输入口a0接收预处理的人体数据。在进行程序设计前，针对人体在不同姿势下的身体重心变化及自身所能承受的加速度进行了实验。接收到预处理的数据后，在内部与实验数据进行比较，并依据实验数据来对轮毂电机6进行控制。

控制器的p03引脚和p04引脚分别与双h桥直流电机驱动电路的ea1和ea2串口相连，用于传输人体重心变化量；p03，p04引脚作为控制器的模拟信号输出串口，将内部处理好的数据传输到双h桥直流电机驱动板内，为控制电机转速提供数据。

双h桥直流电机驱动电路的ea接口与轮毂电机相连接，从而根据人体重心变化量驱动轮毂电机。根据处理好的数据，来控制轮毂电机6的工作频率，能够实现滑板的加速及减速。

双h桥直流电机驱动电路的sensea接口与控制器的a1引脚相连接，用于传输所实时获取的轮毂电机的转速；sensea是驱动板电流反馈检测接口，通过与a1连接将此时电机转速换算成实际速度，之后传输到蓝牙模块反馈给手机。

蓝牙模块的txd和rxd端分别与控制器的rx和tx串口相连接，用于发送滑板实时的转速。连接图如图7所示，通过控制器，将蓝牙连接的初始代码烧录进hc-06蓝牙模块，调整蓝牙连接的波特率，设定为9600，进行手机与蓝牙模块的连接。通过rxd，txd接口接收换算好的电机此时速率，传输给手机。

电源模块与电量测量模块相连后再与轮毂电机6相连，从而为轮毂电机6提供电能；

电源模块与电量测量模块相连后再通过usb插口与直流稳压电路相连，用于将24v直流电源转换为稳定的5v电压，并提供给控制器。具体电路图如图5所示，接入24v电压，通过负载电阻r，对电压进行变压，转换为5v的稳定电压。

电源模块与电量测量模块连接，用于显示当前剩余电量。电量测量由三个led灯进行显示，分别表示不同电量剩余。采用24v锂电池供电，容量更大，续航能力更强，具体连接图如图6所示。

本实施例中，电量测量模块由r1，r2，r3三个电阻，vt1，vt2，vt3三个三极管，led1～led4四个发光二极管和vd1～vd4四个二极管组成。

其中，二极管vd4的高压侧与二极管vd3连接，二极管vd4的低压侧连接三极管vt1的高压侧；所述三极管vt1的另一高压侧连接发光二极管led1的低压侧，所述三极管vt1的低压侧分别连接二极管vd1的高压侧和电阻r1的一端；电阻r1的另一端连接在待测电压的负极；所述三极管vt2的两个高压侧分别连接二极管vd1的低压侧与发光二极管led2，三极管vt2的低压侧分别连接二极管vd2的高压侧与电阻r2的一端，电阻r的2另一端连接在待测电压的负极；所述三极管vt3的两个高压测分别连接二极管vd2和发光二极管led3，三极管vt3的低压侧连接电阻r3的一端，电阻r3的另一侧连接在待测电压的负极。

综上所述，本实用新型将市面上常见的电动滑板所使用的遥控器用体感技术取代，增加了滑板的娱乐性，避免了因遥控器丢失带来的不便，并且采用大容量锂电池供电，提高了续航能力。用户可以使用此硬件系统，搭载不同的滑板，从而扩宽了电动滑板的个性化方面。本实用型发明可加大滑板运动的普及和电动滑板的应用。

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