現(xiàn)在路上經(jīng)?？梢钥吹叫∧贻p們騎著一種新型小體積的平衡電動(dòng)車(chē)，或者站著，是兩輪電動(dòng)平衡車(chē)是一種新型的交通工具，它與電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)車(chē)輪前后排列方式不同，而是采用兩輪并排固定的方式。兩輪電動(dòng)平衡車(chē)采用兩個(gè)輪子支撐，蓄電 池供電，無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加上單片機(jī)控制，姿態(tài)傳感器采集角速度和角度信號(hào)，共同協(xié)調(diào)控制車(chē)體的平衡，僅僅依靠人體重心的改變便可以 實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的啟動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)作。
傾角傳感器可以用來(lái)測(cè)量測(cè)量的傾斜的角度將信號(hào)處理便可以得到車(chē)的傾角，但是這種的傾角一般要求動(dòng)態(tài)傾角，要求傾角傳感在加速度的狀態(tài)下，角度測(cè)量保持準(zhǔn)確，一般可以加入陀螺儀。陀螺儀可以用來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)角速度。平衡車(chē)上安裝陀螺儀，可以測(cè)量車(chē)傾斜的角速度，將角速度信號(hào)進(jìn)行積分處理便可以得到車(chē)的傾角。但是這的制造成本會(huì)增加很多，由于這種兩輪的電動(dòng)車(chē)價(jià)格原因，在要求不嚴(yán)格的情況下可直接采用傾角傳感器。
MEMS傾角傳感器原理
談到平衡我們就不得不說(shuō)到陀螺儀，陀螺儀的原理就是，一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時(shí)，是不會(huì)改變的。人們根據(jù)這個(gè)道理，用它來(lái)保持方向， 制造出來(lái)的東西就叫陀螺儀。我們騎自行車(chē)其實(shí)也是利用了這個(gè)原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒，因?yàn)檐?chē)軸有一股保持水平的力量。陀螺儀在工作時(shí)要給它一個(gè)力， 使它快速旋轉(zhuǎn)起來(lái)，一般能達(dá)到每分鐘幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)，可以工作很長(zhǎng)時(shí)間。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳給控制系統(tǒng)。
陀螺儀原理
加速度和角速度兩個(gè)傳感器都無(wú)法單獨(dú)獲得動(dòng)態(tài)情況下的準(zhǔn)確，穩(wěn)定的姿態(tài)，但是這兩種傳感器具有互補(bǔ)性，即加速度傳感器，在靜態(tài)情況下使用效果會(huì)好一些，陀螺儀在動(dòng)態(tài)情況下使用，效果會(huì)好一些。此時(shí)，就需要一種算法，來(lái)將這兩種信號(hào)進(jìn)行有效融合，才能獲取準(zhǔn)確的姿態(tài)信息。
所以電動(dòng)獨(dú)輪平衡車(chē)主要通過(guò)控制器（智能芯片）、姿態(tài)傳感器（陀螺儀）、傾角傳感器、執(zhí)行器（電機(jī)）等來(lái)實(shí)現(xiàn)平衡。當(dāng)駕駛者傾斜身體時(shí)，姿態(tài)傳感器輸出相應(yīng)姿態(tài)信 息，控制器感知到這個(gè)信息后，命令電機(jī)向相應(yīng)方向旋轉(zhuǎn)，姿態(tài)傳感器按一定頻率不停地測(cè)量車(chē)子姿態(tài)，并輸出姿態(tài)息到控制器，控制器不停地調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速，這樣就保持了一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。
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