CN101565073A - 便携流线形智能车 - Google Patents

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    • B62K11/007Automatic balancing machines with single main ground engaging wheel or coaxial wheels supporting a rider

Abstract

本发明涉及一种电动代步工具,尤其是便于携带的流线形左右两轮自动平衡的电动智能车,包括:车体、电池组、减速电机、车轮、转向杆、驱动模块、平衡传感模块以及中央信号处理模块等。本发明是利用倒立摆原理采用计算机自动控制实现车体的平衡,骑行时双脚站立于脚踏板上,手握转向杆手把调整人体重心控制智能车前进、后退、刹车等功能,本发明结构外形优美体积小巧便于携带,可作为旅游区、步行街、高尔夫球场、机场、上下班、大型场所等代步工具。

Description

便携流线形智能车
技术领域
本发明涉及一种电动代步工具,具体是一种人站立驾使由微电脑自动控制平衡的左 右两轮电动智能车。
背景技术
2002年初美国公开上市了一种左右两轮智能代步车赛格威(segway),该车是由人 站立驾使靠人体重心控制的左右两轮自动平衡智能电动代步车,它主要存在以下缺点:
1. 该车使用了较大尺寸的轮胎且位于脚踏板的左右两边,造成整车体积、重量大, 带来一些存放和携带不便的问题。
2. 技术手段繁琐复杂,造成整车成本过高,主要表现在平衡传感器、驱动器等做 了备份系统。
3. 动力电池组安装于车体的最底部,给更换电池组带来不便也存在一定的安全隐 患。由于电池组离地面距离较短且内部用的是能量密度较高的锂电池或镍氢电 池,在遇到路面不平发生强烈碰撞容易造成电池变形至使内部短路造成安全事 故。
发明内容
本发明的目的是推出一种整体结构简洁、电池组易于更换、体积小巧、便于携代、 自动平衡、安全性好、车轮位于脚踏板下方的便携流线形左右两轮电动智能车。
为了实现上述目的本发明技术特征为:
便携流线形智能车包括:车体、车轮、减速电机、电池组、转向杆、霍尔转向基座、 驱动模块、遥控器、遥控接收模块、照明设备、防盗报警系统、车轮转速传感器、人体 感应开关、平衡传感模块、中央信号处理模块等。其主要特征为:如图1和图2所示, 车身整体主要结构为流线形的蛋形或椭圆形,两个车轮(2)分别分布于左右脚踏板(10) 下方同一轴线上,电池组(4)置于左右脚踏板中间位置并可拆卸和更换,车体前部设 有霍尔转向基座(8)以及转向杆(6),车身前部还设有夜行用的照明设备(9)。
所述流线形车身整体主要结构形状为蛋形球体或椭圆形球体切变所得,具体是蛋形球体或椭圆形球体减去双脚站立位置和轮子安装位置,电池组也包含在流线形车身整体 结构形状之内;
所述车轮为两个并分别位于脚踏板的下方,采用小直径轮胎,其轮胎外径小于30 厘米,并固定在减速电机输出轴上;
所述减速电机为两台齿轮减速电机或行星减速电机,电机为有刷或无刷直流电机, 分别固定于车体内,输出轴在同一轴线上并向相反的方向置于车体外,电机线分别与各 自的驱动模块相联;
所述电池组为一独立于车体可拆卸和可更换组件,电池组壳体结构形状与车体结 构形状相呼应,电池组中安装有锂电池组及锂电池组保护板,保护板设有过充过放保护、 过流保护、过温保护,电池组后部设有充电口,电池组底部设有电气接口,与车体内驱 动模块和中央信号处理模块相联,电池组前部和后底部设有锁紧扣,可与车体紧密固定, 电池组顶部设有状态指示灯、电量指示灯、开关、按扭等;
所述转向杆顶端设有手把,并且可以长度调整和锁定长度,转向杆底部与霍尔转 向基座采用快装接头,并可快速拆卸和安装;
所述霍尔转向基座,内置霍尔传感器,霍尔传感器输出端与中央信号处理模块相 联,霍尔传感器置于霍尔转向基座固定体上,活动部位安装有永磁体,永磁体磁极为旋 转方向分布,转向杆的左右旋转带动永磁体旋转,旋转角度与霍尔传感器输出成比例关 系;
所述驱动模块为两套,分别独立驱动两台减速电机并置于车体内,驱动模块具有 电机的正反转驱动能力并具有过流保护和限流功能;
所述遥控器和遥控接收模块可用于控制车辆的电源开启与关闲、照明设备的开启 与关闲、防盗报警系统的开启与关闲、辅助模式的开启与关闲等功能;
所述人体感应开关置于脚踏板下方并与中央信号处理模块相联;
所述平衡传感模块、车轮转速传感器、中央信号处理模块、置于车体内;
所述照明设备置于车体踏板前下方,左右分别设有照明用的LED灯或LED灯组。
本发明为人站立驾使,欲骑行时用遥控器遥控开启便携流线形智能车,待软件启 动完成状态指示灯亮启,双脚方可站立在脚踏板上,当一只脚或两只脚踩到脚踏板时人体感应开关闭合,中央信号处理模块开始对驱动板进行控制,驱动模块驱动电机进行平 衡,以使驾使者不会跌倒,当人体重心向前倾斜,中央信号处理模块综合平衡传感器和 车轮转速传感器控制驱动模块驱动所需的速度和加速力矩,倾斜角度越大速度和加速度 也越大。当驾使者要刹车或后退时重心向后倾斜,中央信号处理模块根据倾斜量和前近 速度控制电机以相反的力矩平衡或后退。当驾使者需要转弯时可通过手把的转动,输出 一个比例信号控制左右两轮不同的转向、转速和力矩,当速度为零时两轮反相旋转,当 达到设定速度时为差速同向旋转。
骑行完毕可用遥控器关闭便携流线形智能车和打开防盗报警系统,防盗报警系统 开启后车轮处于能耗制动状态,使该车难以被拖动,当有人触动该车,防盗报警系统就 会发出声光报警。
当在夜间骑行该车时可用遥控器打LED灯或LED灯组照亮前方路面。
当在上下较陡的斜坡时可以遥控打开辅助模式,开启辅助模式后该车就具有无人 站立自平衡功能,只要控制转向杆的前后倾斜角度,就能控制该车的前进、后退、停车、 转弯,使在上下较陡的坡更为轻松。
附图简要说明
图1是便携流线形智能车外形图
图2是便携流线形智能车侧视外形图
图3是便携流线形智能车车体结构组成图
图4是便携流线形智能车电池组外形图
图5是便携流线形智能车电气组成图
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述(但不仅限于此实施例): 如图1图2所示,本发明主体结构为蛋形或椭圆形流线形结构,大约为二分之一 蛋形球体或椭圆形球体流线形的车体(l),切面向上呈平面状态,平面中间安装有结构
形状与车体(1)结构形状相呼应的电池组(4),电池组(4)底部与车体(1)平面为 卡扣联接,可方便拆卸和更换。电池组两边的平面区域为脚踏板(10),脚踏板(10) 的中间区域下方设有人体感应开关,人体感应开关与中央信号处理板相联。
6在车体(1)前方中间区域安装有霍尔转向基座(8),其主要作用为安装转向杆(6) 和输出与转向角度成比例的电压信号。转向杆(6)长度可调并在顶端设有手把(5), 手把(5)为快装接头可以按下锁定钮抽出以方便携带。
如图1或图3所示,减速电机(3)内置于车体(1)内部,动力输出轴分别经车 体(1)左下方和右下方同一轴线反方向伸出。车轮(2)分别由锁紧螺母固定在减速电 机(3)动力输出轴上。两车轮安装宽度不超出车体(1)的宽度,如图2所示车轮(2) 最高点小于脚踏板(10)的垂直高度,车轮(2)轴线与车体(1)前后中心距基本重 合。
如图1图2图3所示,在电机室(16)前方设置有夜行用的照明设备(9),此照 明设备为高亮度LED白色光灯组,遥控器可开启或关闭照明设备(9)。
如图3所示,车体(1)中间为电气室(7)两边为电机室(16),电气室(7)安 装有遥控接收模块(18)、平衡传感模块(17)、中央信号处模块(12)等电气装置。两 个驱动模块(11)分别对应安装在电机室(16)中。
如图4所示,电池组(4)为一单独组件,后部设有充电口 (13),顶部设有电量 指示灯(15)、绿色和红色的状态指示灯(14)、电源开关。

Claims (13)

1.一种便携流线形智能车包括:车体、车轮、减速电机、电池组、转向杆、霍尔转向基座、驱动模块、遥控器、遥控接收模块、照明设备、防盗报警系统、车轮转速传感器、人体感应开关、平衡传感模块、中央信号处理模块等,其主要特征为:车身整体主要结构形状为流线形的蛋形或椭圆形,两个车轮(2)分别分布于左右脚踏板(10)下方同一轴线上,电池组(4)置于左右脚踏板中间位置并可拆卸和更换,车体前部设有霍尔转向基座(8)以及转向杆(6),车身前部还设有夜行用的照明设备(9)。
2. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:流线形车身整体主要结构形状 为蛋形球体或椭圆形球体切变所得,具体是蛋形球体或椭圆形球体减去双脚站立位置 和轮子安装位置,电池组也包含在流线形车身整体结构形状之内。
3. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:车轮为两个并分别位于脚踏板的下方,采用小直径轮胎,其轮胎外径小于30厘米,并固定在减速电机输出轴上。
4. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:减速电机为两台齿轮减速电机 或行星减速电机,电机为有刷或无刷直流电机,分别固定于车体内,输出轴在同一轴 线上并向相反的方向置于车体外,电机线分别与各自的驱动模块相联。
5. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:电池组为一独立于车体可拆卸 和可更换组件,电池组壳体结构形状与车体结构形状相呼应,电池组中安装有锂电池 组及锂电池组保护板,保护板设有过充过放保护、过流保护、过温保护,电池组后部 设有充电口,电池组底部设有电气接口,与车体内驱动模块和中央信号处理模块相联, 电池组前部和后底部设有锁紧扣,可与车体紧密固定,电池组顶部设有状态指示灯、 电量指示灯、开关、按扭等。
6. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:转向杆顶端设有手把,并且可 以长度调整和锁定长度,转向杆底部与霍尔转向基座采用快装接头,并可快速拆卸和 安装。
7. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:霍尔转向基座,内置霍尔传感 器,霍尔传感器输出端与中央信号处理模块相联,霍尔传感器置于霍尔转向基座固定 体上,活动部位安装有永磁体,永磁体磁极为旋转方向分布,转向杆的左右旋转带动 永磁体旋转,旋转角度与霍尔传感器输出成比例关系。
8. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:驱动模块为两套,分别独立驱 动两台减速电机并置于车体内,驱动模块具有电机的正反转驱动能力并具有过流保护 和限流功能。
9. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:遥控器和遥控接收模块可用于 控制车辆的电源开启与关闲、照明设备的开启与关闲、防盗报警系统的开启与关闲、 辅助模式的开启与关闲等功能。
10. 如权利要求l所述的便携流线形智能车,其特征在于:人体感应开关置于脚踏板下方 并与中央信号处理模块相联。
11. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:平衡传感模块、车轮转速传感 器、中央信号处理模块、置于车体内。
12. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:照明设备置于车体踏板前下方,左右分别设有照明用的LED灯或LED灯组。
13. 如权利要求1所述的便携流线形智能车,其特征在于:防盗报警系统开启后车轮处于 能耗制动状态,当有人触动智能车防盗报警系统就会发出声光报警。
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