李志豪 司永康 屈志扬 李建军 李高展 曲艺晗（河南科技大学 机电工程学院，河南 洛阳471003）

1 概述

近年来，两轮式自平衡小车的研究在美国、日本、等国都得到了迅速发展。平衡车能够通过自身的整体协调性操作平衡，而且体积小，容易上手，成为越来越多人的一种代步工具。平衡车的动力来源是锂电池，没有碳排放，是一种绿色出行方式，能很好的保护环境。目前，平衡车已经进入越来越多人的视野之中，我们研究的目的是使小车能在正常的环境下正常前进和后退，保证正常的直立运行。

2 系统总体结构设计

该平衡小车系统采用Arduino 单片机为核心，GY-85 九轴IMU 传感器模块负责采集平衡小车的姿态，并将姿态信息传输回Arduino 控制器，控制器得到平衡小车的实时角速度和角度以及小车车轮当前的速度，综合计算出需要输出的控制信号进而准确控制平衡小车两个车轮的直流电动机[1]，使平衡小车保持平衡，同时将平衡小车系统所采集到的角度、角速度、车轮速度等通过蓝牙控制模块传送至手机app上实时显示，以及在小车硬件显示屏上也能显示。系统总体结构如图1 所示。

图1 平衡小车系统

3 系统电路设计

该平衡小车系统分别由电源降压模块AMS1117、Arduinouno、GY-85 姿态传感器、电机驱动模块、电机及BT08b蓝牙控制模块四部分组成,小车的系统集成电路结构如图2。12v的电源经过降压模块下降至5v，为Arduino 控制板提供电源,GY-85 读取小车姿态数据再传到Arduino 控制器;电机编码器获得一台电机的……