CN101028848A - 一种电动代步车的底架 - Google Patents

Abstract

一种电动代步车的底架。该底架的后端被支承在两个后轮上，该底架的前端被支承在前轮上。该前轮可以是一个或两个(惰性)行走轮、也可以是一个或两个转向轮(有的也同时是驱动轮)。本发明的后轮是通过一个摆动调节机构来支承该底架的。该摆动调节机构的摆动中心以平行于该后轮的轴线、且垂直于该电动代步车行走方向的状态定位在该底架上，该后轮安装在该摆动调节机构的摆臂远离其摆动中心的一端。本发明能够通过摆动调节来缩短或加长前后轮之间的轴距，它既有户内型电动代步车转弯半径减小、占据的空间小的优点，又有户外型电动代步车能防止前后倾翻的优点；同时还有行驶平稳、无颠簸和方便拆卸、便于放入旅行车中运输的优点。

Description

一种电动代步车的底架

技术领域

本发明涉及电动代步车，尤其涉及电动代步车的底架结构。

背景技术

电动车作为交通工具之一，由于环保、结构简单、操作简易，而越来越引起人们的重视。尤其是具有中、短行驶里程的、低速的、单人骑行的四轮或三轮电动代步车，更是给老年人或残疾人士等的交通带来了极大的方便。

目前这些电动代步车产品中，主要有两种类型。一种是其前后轮轴距较长(一般大于800毫米)、并带有转向行走轮的户外型电动代步车。它主要在户外的庭院小路、小区内的道路、或在行驶距离不远的公路及人行道上，供老年人或残疾人士等使用。由于其轴距较长，在上下坡、制动或加速时，不容易出现前后倾翻的事故；但也因其轴距较长，相应的转弯半径就较大，也就是转弯时所占据的空间较大，因而不适合在室内较窄小的空间中运动。例如，老年人或残疾人士在家中、在超市内就不很方便使用这种户外型电动代步车。另一种是前后轮轴距较短(一般在600毫米以下)、并带有惰性行走轮的户内型电动代步车(也称电动轮椅车)。该户内型电动代步车的转向是凭借两个独立驱动的驱动轮的速度差来实现的。当两个驱动轮的速度相同、但其转向相反时，该电动轮椅车还能够通过原地转动来实现转弯。因为其前后轮轴距较短，故转弯时所占据的空间极小，老年人或残疾人士在家中、在超市里，就完全能够自如地使用了。然而，同样因为其前后轮轴距较短，当老年人或残疾人士在户外使用这种电动轮椅车时，在上下坡、制动或加速情况下，极容易出现前后倾翻的事故。因此，在户内型电动代步车设计中，防止前后倾翻是一个主要的问题。目前关于户内型电动代步车防倾翻结构的发明很多，发明的主要思想是在原户内型电动代步车的基础上，增加防倾翻车轮，如专利号为US 6,938,923 B2、名称为电动轮椅车(Power Wheelchair)的美国专利。为防止该车向前倾翻，其重心相对后移；为防止向后倾翻，该车在驱动轮后面加装了防倾轮。该驱动轮和防倾轮被安装在同一个悬架臂并一起通过铰链与电动轮椅车的架体相连，当驱动轮上下运动时会带动防倾轮作相反方向的上下运动，从而减少轮椅车后翻的可能性。上述带防倾轮的电动轮椅车虽然可以减少前后倾翻的可能，但由于前后行驶轮的轴距较短，而防倾轮又不是像行驶轮那样始终与地面接触，于是，在制动、加速过程中，又存在电动轮椅车较大的前后俯仰运动，而使得乘坐者极不舒适。另外，增加了该防倾轮后，在需要其原地转动时，所占据的活动空间也有所增大。这样一来，就出现了在现有技术中没有解决的、既需要有效地防止倾翻、又不想过分地增大其转弯空间的难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是，提供一种既可以减小其转弯空间，需要时又能有效防止前后倾翻的电动代步车的底架。

解决所述技术问题的，是这样一种电动代步车的底架。它与现有技术相同的方面是，该底架的后端被支承在两个后轮上，该底架的前端被支承在前轮上。该前轮可以是一个或两个(惰性)行走轮、也可以是一个或两个转向轮(有的也同时是驱动轮)。其改进之处是，本发明的后轮是通过一个摆动调节机构来支承该底架的。该摆动调节机构的摆动中心以平行于该后轮的轴线、且垂直于该电动代步车行走方向的状态定位在该底架上，该后轮安装在该摆动调节机构的摆臂远离其摆动中心的一端。也就是说，本发明中的后轮可以在摆动调节机构的驱动下作前后摆动调节。在该作后摆调节后，其电动代步车的前后轮轴距就加长；在后轮作前摆调节后，其电动代步车的前后轮轴距就缩短。

与现有技术中的户外型电动代步车相比较，由于本发明能够通过摆动调节来缩短前后轮之间的轴距，因此，它有转弯半径可以减小，在需要原地打转时，所占据的空间小的优点，这样就能够方便老年人或残疾人士在家中、在超市里自如地使用。与现有技术中的户内型电动代步车相比较，由于本发明能够通过摆动调节来加长前后轮之间的轴距，因此，它又有能在运动空间较大、上下坡较多的室外以较高的速度行驶而不容易出现前后倾翻的优点。与专利号为US 6,938,923 B2的电动轮椅车(Power Wheelchair)相比较，由于没有了那在任何情况下都存在、但又不是任何时候都能与地面接触的防倾轮，于是，本发明在加长前后轮之间的轴距、作为户外型电动代步车使用时，就消除了该现有技术存在的那种在制动、加速过程中较大的前后俯仰运动，而使得乘坐者极不舒适的问题；在缩短前后轮之间的轴距、作为户内型电动代步车使用时，就又克服了该现有技术存在的那种转变半径不够小的缺陷。简言之，本发明既有户外型电动代步车的优点、又有户内型电动代步车的优点。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——应用本发明的一种电动代步车的结构示意图

图2——图1中的A向视图(省略了座椅)

图3——又一种应用本发明的电动代步车的结构示意图

图4——图3中的B向视图(省略了座椅)

图5——图1中I区域的局部放大图

图6——图2中II区域的局部放大图

图7——图3中III区域的局部放大图

图8——图4中IV区域的局部放大图

图9——图1(或图3)中蜗轮螺杆减速器的放大、剖视图

具体实施方式

一种电动代步车的底架(参考图1、图5和图3、图7)，它与现有技术相同的是，该底架1的后端被支承在两个后轮4上。在该底架的前端是支承在一个或两个(惰性)行走轮2上的时，这两个后轮4是由它们各自的驱动电机3所带动、并以它们之间转速差来控制转向的两个驱动轮。在该底架的前端是支承在一个或两个转向轮上的时候，这两个后轮4是由一台驱动电机、并通过差速器来带动的两个驱动轮。由于显见，本具体实施方式仅以两个后轮为驱动轮与两个前轮为行走轮来支承的底架为例给以详细说明。当然，在这种底架1上还固定有安装代步车座椅的座椅架、给每一个驱动电机3供电的蓄电池的安装座等的户外型电动代步车、或户内型电动代步车应有的结构。在本发明中，该后轮4是通过一个摆动调节机构来支承该底架1的。该摆动调节机构的摆动中心以平行于该后轮4的轴线、且垂直于该电动代步车行走方向的状态定位在该底架1上，该后轮4安装在该摆动调节机构的摆臂5远离其摆动中心的一端。显然，为了尽可能地保证电动代步车座椅在调节前后的倾斜度不致有较大改变，该摆臂前后摆动调节的最大角度(θ/2)应当是接近相等的。同样显然的是，后轮4和行走轮2处于最大轴距位置时，应当与现有的户外型电动代步车的轴距相当，后轮4和行走轮2处于最小轴距位置时，应当与现有的户内型电动代步车的轴距相当。

结合前述的对本发明优越性的介绍，在电动代步车的底架上增加一套摆动调节机构是十分容易的事。例如，该摆动调节机构的摆臂可以是四杆(或曰四连杆)机构中的摆杆，并把前后摆动调节的最大角度对应设计在该摆杆的两个死点处；又例如，该摆动调节机构可以是四杆机构的变形机构，即在摆臂上设置滑槽，滑槽中的滑块是丝杆螺母机构中的螺母，通过丝杆的正反转旋转来带动其螺母、进而带动摆臂进行摆动调节。丝杆正反转的两个极限位置，对应摆杆前后摆动调节的最大角度。显然，对这些摆动调节机构的驱动，既可以是手动，也可以是通过电机等动力源来驱动。鉴于对本领域的技术人员来讲，实现本发明已经是无须进行创造性劳动的常规设计过程了。因此，在本具体实施方式中，仅对另一种结构形式的摆动调节机构进行详细披露。

在本具体实施方式中，该摆动调节机构包括一个其两端均有输出轴6并且这两个输出轴6的轴线均与所述摆动中心重合的蜗轮蜗杆减速器7。摆臂5或者直接与这两个输出轴6、或者通过联轴器或万向节与这两个输出轴6连接的延长轴所固定连接在一起的(参考图2、图4)。也就是说，当现有的蜗轮螺杆减速器的输出轴有足够长，或者专门为本发明设计其输出轴足够长的蜗轮螺杆减速器时，其摆臂5是直接固定连接在输出轴6上的。当现有的蜗轮螺杆减速器的输出轴不够长，或者根据其他条件考虑而在专门为本发明设计蜗轮螺杆减速器时，其输出轴也设计得不够长的话，其摆臂5是固定连接在与输出轴6连接的延长轴上的。鉴于后一情况十分显见，故在图2、图4、图6和图8中均仅仅绘制出前一种情况的结构。显然，为了减少不必要的传动机构，两个后轮4的驱动电机3出分别安装在各自对应的摆臂5上。

披露至此，本领域的技术人员已完全能够再现本发明这种综合了现有电动轮椅车和户外型电动代步车优点的底架了。故，上述具体实施方式也是以下各例的总述。在以下各例中与该总述部分相同的内容不赘述。

实施例1(参考图2、图6)：

本例是在总述部分的基础上，针对摆臂安装方式的举例。在本例中，摆臂5的臂毂51是直接套接在各自对应的蜗轮蜗杆减速器7输出轴6的轴端(或者延长轴的轴端)上的，本例的底架1上安装有支承住靠近该轴端的输出轴6部位(或者靠近该轴端的延长轴部位)的轴承8。在大多数情况下，该轴承8选用滚动轴承较好、且最好是选用滚柱轴承，并且最好是把该轴承8安装在固定于底架1上的轴承座19内。

实施例2(参考图4、图8)：

本例是在总述部分的基础上，针对摆臂安装方式、并考虑到吸振的举例。在本例中，蜗轮蜗杆减速器7的输出轴6是具有扭转弹性的输出轴；摆臂5的臂毂51是通过各一个减振套而套接在各自对应的蜗轮蜗杆减速器7的输出轴6的轴端(或者延长轴的轴端)上的。所述减振套由周向固定地安装在靠近该轴端的输出轴6对应部位(或者靠近该轴端的延长轴对应部位)的底架1上的各一个滑动轴承座9，和周向固定在该输出轴6(或者延长轴)上的滑动轴承内圈10构成。该滑动轴承内圈10的前端延伸出有一个带有其外径与该滑动轴承座9的外径相等的一个轴环的摆臂连接端101，该轴环对着臂毂51一侧的轴肩面是对该臂毂51的轴向限位面，该轴环对着该滑动轴承座9一侧的轴肩面与滑动轴承座9的相对面之间安装有一对摩擦减振片11；该滑动轴承内圈10的后端延伸出有一个其外周拧上了一个调节螺母12和一个锁紧螺母13的摩擦力调节端，在该调节螺母12与该滑动轴承座9相对的两端面之间依次安装有一组膜片弹簧14和一对摩擦减振片11。

实施例3：

本例是在实施例1或者实施例2的基础上，为方便拆卸而作出进一步改进的举例。在本例中，摆臂5的臂毂51，是以间隙配合的状态套接在所述输出轴6(或延长轴)的轴端(参考图2、图6)、或者是以间隙配合的状态套接在所述滑动轴承内圈10的摆臂连接端101上的(参考图4、图8)；在该臂毂51上穿插安装有一个其前端可插入所述输出轴6(或延长轴)的轴端上、或者滑动轴承内圈10的摆臂连接端101上的一个定位凹坑内的防脱销钉15。插入该定位凹坑内的防脱销钉15，是通过该防脱销钉15腰间的一圈止退环槽151和与该止退环槽151配合的弹簧碰珠机构152(参考图6)、或者是通过一个抵压住该防脱销钉15上的一圈轴环肩面上的止退弹簧16(参考图8)来防止该防脱销钉15退出的。

进一步讲，上述臂毂51，还可以是通过滑键(或通过花键)，来套接在输出轴6(或延长轴)的轴端、或者套接在滑动轴承内圈10的摆臂连接端101上的。

专门设计成所述间隙配合关系及其增加了防脱销钉15后，当使用者需要远行时，就可以把方便地把摆臂5及其后轮4从底架1上拆卸下来，然而把它们分别放置在旅行车的后备箱中带走。显然，该电动代步车的其他部分也应当是能够方便地拆卸下来的。

同样显然的是，设计出所述滑键(或花键)后，就大大地减小、甚至完全消除了对该防脱销钉15的周向剪切力了，其可靠性和使用寿命自然就有了提升与延长。

更进一步地讲，为了进一步提高本发明底架的舒适性，在本具体实施方式中，至少是摆臂5的臂体部分是由弹簧钢板制成的。也就是说，该摆臂是由三部分组装而成的。这三部分是，摆臂5上端的臂毂51、中间的由弹簧钢板制成的臂体段和下端安装后轮4的轴套。其中，臂毂51与安装后轮4的轴套可以与现有技术相同的要求选材。

不容置疑的是，为了方便使用者，其中的蜗轮螺杆减速器7设计成有动力源驱动的最好。本具体实施方式中，蜗轮蜗杆减速器7的输入轴71，或者通过一个联轴器、或者通过齿轮传动机构17、链传动机构或皮带传动机构与一台调节驱动电机18的输出轴6相联。显然，蜗轮螺杆减速器7的输入轴71与调节驱动电机18的输出轴6的具体连接结构，应当根据各种具体车型、不同设计要求和其他条件确定。本例中的齿轮传动机构17是一个减速器。

同样显然的是，在底架1上的适当位置，还应当安装对摆臂5前后摆动调节的最大角度的极限开关。所述调节驱动电机18还可以是步进电机。

Claims (9)

1、一种电动代步车的底架，该底架(1)的后端被支承在两个后轮(4)上，其特征在于，所述后轮(4)是通过一个摆动调节机构来支承所述底架(1)的；该摆动调节机构的摆动中心以平行于该后轮(4)的轴线、且垂直于该电动代步车行走方向的状态定位在该底架(1)上，该后轮(4)安装在该摆动调节机构的摆臂(5)远离其摆动中心的一端。

2、根据权利要求1所述电动代步车的底架，其特征在于，所述摆动调节机构包括一个其两端均有输出轴(6)并且这两个输出轴(6)的轴线均与所述摆动中心重合的蜗轮蜗杆减速器(7)；所述摆臂(5)或者直接与这两个输出轴(6)、或者通过联轴器或万向节与这两个输出轴(6)连接的延长轴所固定连接在一起的。

3、根据权利要求2所述电动代步车的底架，其特征在于，所述摆臂(5)的臂毂(51)是直接套接在各自对应的蜗轮蜗杆减速器(7)输出轴(6)的轴端、或者延长轴的轴端上的，所述底架(1)上安装有支承住靠近该轴端的输出轴(6)部位、或者靠近该轴端的延长轴部位的轴承(8)。

4、根据权利要求2所述电动代步车的底架，其特征在于，所述蜗轮蜗杆减速器(7)的输出轴(6)是具有扭转弹性的输出轴；所述摆臂(5)的臂毂(51)是通过各一个减振套而套接在各自对应的蜗轮蜗杆减速器(7)的输出轴(6)的轴端、或者延长轴的轴端上的；所述减振套由周向固定地安装在靠近该轴端的输出轴(6)对应部位、或者靠近该轴端的延长轴对应部位的所述底架(1)上的各一个滑动轴承座(9)，和周向固定在该输出轴(6)、或者延长轴上的滑动轴承内圈(10)构成；该滑动轴承内圈(10)的前端延伸出有一个带有其外径与该滑动轴承座(9)的外径相等的一个轴环的摆臂连接端(101)，该轴环对着所述臂毂(51)一侧的轴肩面是对该臂毂(51)的轴向限位面，该轴环对着该滑动轴承座(9)一侧的轴肩面与滑动轴承座(9)的相对面之间安装有一对摩擦减振片(11)；该滑动轴承内圈(10)的后端延伸出有一个其外周拧上了一个调节螺母(12)和一个锁紧螺母(13)的摩擦力调节端，在该调节螺母(12)与该滑动轴承座(9)相对的两端面之间依次安装有一组膜片弹簧(14)和一对摩擦减振片(11)。

5、根据权利要求2、3或4所述电动代步车的底架，其特征在于，所述摆臂(5)的臂毂(51)，是以间隙配合的状态套接在所述输出轴(6)、或延长轴的轴端、或者是以间隙配合的状态套接在所述滑动轴承内圈(10)的摆臂连接端(101)上的，在该臂毂(51)上穿插安装有一个其前端可插入所述输出轴(6)、或延长轴的轴端上、或者所述滑动轴承内圈(10)的摆臂连接端(101)上的一个定位凹坑内的防脱销钉(15)；插入该定位凹坑内的防脱销钉(15)，是通过该防脱销钉(15)腰间的一圈止退环槽(151)和与该止退环槽(151)配合的弹簧碰珠机构(152)、或者是通过一个抵压住该防脱销钉(15)上的一圈轴环肩面上的止退弹簧(16)来防止该防脱销钉(15)退出的。

6、根据权利要求2、3或4所述电动代步车的底架，其特征在于，至少是所述摆臂(5)的臂体部分是由弹簧钢板制成的；所述蜗轮蜗杆减速器(7)的输入轴(71)，或者通过一个联轴器、或者通过齿轮传动机构(17)、链传动机构或皮带传动机构与一台调节驱动电机(18)的输出轴(6)相联。

7、根据权利要求5所述电动代步车的底架，其特征在于，所述臂毂(51)，是通过滑键、或通过花键来套接在所述输出轴(6)、或延长轴的轴端、或者套接在所述滑动轴承内圈(10)的摆臂连接端(101)上的。

8、根据权利要求5所述电动代步车的底架，其特征在于，至少是所述摆臂(5)的臂体部分是由弹簧钢板制成的；所述蜗轮蜗杆减速器(7)的输入轴(71)，或者通过一个联轴器、或者通过齿轮传动机构(17)、链传动机构或皮带传动机构与一台调节驱动电机(18)的输出轴(6)相联。

9、根据权利要求7所述电动代步车的底架，其特征在于，至少是所述摆臂(5)的臂体部分是由弹簧钢板制成的；所述蜗轮蜗杆减速器(7)的输入轴(71)，或者通过一个联轴器、或者通过齿轮传动机构(17)、链传动机构或皮带传动机构与一台调节驱动电机(18)的输出轴(6)相联。

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