CN101745215A

CN101745215A - 电动轮滑鞋

Info

Publication number: CN101745215A
Application number: CN200810181955A
Authority: CN
Inventors: 孔松卓
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-29
Filing date: 2008-11-29
Publication date: 2010-06-23

Abstract

本发明公开了一种电动轮滑鞋，旨在提供一种外形美观、滑行速度快、距离远、且娱乐性、实用性和安全性好的电动轮滑鞋。它包括鞋体、滑轮架、滑轮、制动架、制动块等，其技术要点是在滑轮架上安装相应规格的轮毂电机，在轮毂电机上安装轮胎；在制动块内设置制动开关；所述轮毂电机和制动开关通过导线与控制器相连接，所述控制器与直流电源和操作装置相连接。本电动轮滑鞋的驱动滑行装置保持了普通轮滑鞋滑行部分的结构特点，动力集中、性能稳定、操控灵活，既可电动滑行又可人力滑行，不仅适合休闲娱乐还可以在娱乐中作为简捷、实用、方便的代步工具。

Description

电动轮滑鞋

技术领域

本发明涉及一种带有电池、电动装置及控制装置的轮滑鞋。

背景技术

目前，市场上销售有各式各样的轮滑鞋，它主要是由鞋筒、鞋舌、鞋帮、衬垫、鞋带、鞋头、后包、锁扣、搭扣、鞋中底、鞋大底等组成鞋体，在鞋体下方安装滑轮架，在滑轮架上通过轮轴安装一排滑轮，滑轮架的最后方安装制动架，制动架上安装制动块，它是利用使用者滑动时的侧蹬力为动力进行滑行，事实证明，这种结构的轮滑鞋得到了广泛的使用。虽然这种轮滑鞋具有一定的健身娱乐作用，但是长时间使用会消耗大量的体力感到疲劳，并由此所决定的滑行速度和距离也受到限制，所以不适合长时间、远距离滑行，也不具有实用性。到目前为止，在市场上尚未见到既美观、娱乐性、实用性和安全性又好的电动轮滑鞋。

发明内容

本发明是克服了现有技术中的不足，提供一种外形美观、滑行省力、速度快、距离远，且娱乐性、实用性和安全性好的电动轮滑鞋。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下技术方案：

本发明的电动轮滑鞋包括鞋体、滑轮架、滑轮等，所述滑轮架上安装有轮毂电机，在轮毂电机上安装轮胎，所述轮毂电机通过导线与控制器相连接，所述控制器与直流电源和操作装置相连接。

所述轮毂电机为直流轮毂式高速电动机，所述轮胎为实心橡胶轮胎，安装在轮毂电机的外壳轮毂上；所述轮毂电机也可采用一体化轮毂高速电动机，轮胎安装在中心电机所带动的轮毂上；所述轮毂电机的直径为6～13cm，功率为50～125W，转速为600～1300r/min。所述轮毂电机在滑轮架上可以安装一个或多个，以一个为佳，安装固定在滑轮架的后部，与滑轮架上的其他多个滑轮呈前后直线排列。

所述滑轮架通过前后螺钉固定连接在鞋体的底部，在滑轮架的后端即轮毂电机的后部设有制动架，在制动架的底部安装有制动块，所述制动块和制动架内设有空腔，在制动块的空腔内设置制动开关，制动开关的触头突出于制动块的底面，所述触头采用质硬、耐磨的合成塑料制成。所述制动开关的导线通过制动架内的空腔与设在制动架上的导线接头相连接，所述导线接头与控制器相连接。当进行制动时，所述制动块下压与地面形成接触摩擦，制动开关的触头在制动块与地面接触的压力下被压回，从而使开关内的触点闭合或断开并形成电平信号传送至控制器，控制器根据此信号和预程序切断电机电路的输出，实现制动断电。

所述控制器包括欠压保护电路、稳压供电电路、限流保护电路、各电机输出控制电路和主程序芯片等单元电路，在控制器主程序芯片中预先设置控制电机不同转速的不同电机电流基准占空比预程序和制动断电预程序等预程序电路。控制器根据各开关电路的输入信号和预程序同时控制两只轮滑鞋的电机的启动、加速、运转、停止等工作状态；控制器的欠压保护、限流等保护电路对电机、直流电源等电气部件进行有效的保护；所述直流电源可采用12～48V的蓄电池，以24V或36V为宜；所述蓄电池与控制器的连接电路上设置有电源开关，所述电源开关与连接控制器的电量指示LED、控制电机不同转速的三挡组合开关共同设置在操作装置上。

本发明的有益效果是：

(1)外形美观、滑行省力，使用轮毂电机为驱动装置，动力集中、性能稳定、效率高，滑行速度快、距离远；

(2)电气系统采用控制器控制，启动平稳、制动断电、安全性好，具有的欠压保护、限流等保护功能使电气部件不易损坏、寿命长；

(3)既可进行电动滑行还可在断电状态下进行人力滑行，娱乐性高。

(4)既可用于健身娱乐又可在娱乐中达到代步的目的，实用性好、使用范围广；且在现有的科技水平和工业水平条件下易于制造。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的制动装置的剖视图；

图3是图1的轮毂电机和轮胎的放大图；

图4是轮毂电机和滑轮架的连接示意图；

图5是本发明的电气原理图；

图6是控制器电路主要部分的方框图；

图7是自滑行控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，对于本发明的说明不需要的组成部分，省略其图示和说明。

在图1中，电动轮滑鞋主要由鞋体1、滑轮架2、制动架3、制动块4、滑轮7、轮毂电机M、轮胎17、导线9、导线接头11等构成。

所述滑轮架2通过前后螺钉13连接固定在鞋体1的底部；滑轮架2和鞋体1的连接也可采用整体结构。所述轮毂电机M通过电机轴23安装固定在滑轮架2上，轮毂电机可安装一个或多个，以一个为佳，所述轮毂电机M上安装有轮胎17，轮毂电机M的导线9通过导线接头8和制动架3的空腔口10进入制动架3的空腔与导线接头11相连接，所述导线接头11与控制器相连接。所述轮毂电机M安装固定在滑轮架2的后部，与滑轮架2上的其他滑轮7呈前后直线排列，所述其他滑轮7通过前后轮轴12安装固定在滑轮架2上，滑轮7可安装一个或多个，以三个为佳。所述制动架3通过电机轴23安装在轮毂电机M的后部即滑轮架2的最后端，在制动架3的底部安装有制动块4。

在图2中，所述制动块4通过螺钉30固定连接在制动架3的底部，所述制动架3和制动块4内设有空腔，在制动块4的空腔中设置制动开关5，所述制动开关5为机械常开或常闭式接点开关，其触头16突出于制动块4的底面。制动开关5的导线32和导线接头29通过制动块4及制动架3内的空腔与导线接头11相连接，所述导线接头11设置在制动架3的上方与控制器连接。

图3是展示了轮毂电机和轮胎的示意图，所述轮毂电机M采用直流轮毂式电动机，所述直流轮毂式电动机为高速电动机，轮胎17安装在轮毂式电动机的外壳轮毂上。所述轮毂电机M也可采用一体化轮毂高速电动机，一体化轮毂电机是由轮毂、轮毂中心部位的电机以及连接轮毂和电机的连接部分构成，轮胎安装在中心电机所带动的轮毂上。所述轮毂电机M的直径为6～13cm，功率为50～125W，转速通过内部齿轮降低为600～1300r/min；以直径8～11cm，功率60～90W，转速800～1100r/min为宜，据计算，其最大电驱动滑行速度可达20公里/小时左右。根据本发明的要求，其最大电驱动滑行速度宜设定在15～18km/h之间；中速宜设定在12～15km/h之间；低速宜设定在8～10km/h之间。所述轮胎17为高弹高耐磨的实心橡胶轮胎，厚度以1.5～3.5cm为宜。

如图4所示，所述滑轮架2的后部两端各设有一个口槽28，所述轮毂电机M的轴23如图3示出的设有两个平行对称的切面，所述两个切面的间距小于沟槽28的高度1～1.5mm，所述轮毂电机M通过轴23的两个切面滑入滑轮架2的口槽28内，并通过两端的螺母21固定在滑轮架2上。

图5展示的是本发明的电气原理图，在图中，直流电源38通过熔断器39、导线接头22以及设置在操作装置18上的电源开关35与控制器36相连接；电量指示LED与三挡组合开关集成在一块单元电路37上并与控制器36相连接。所述电源开关35可采用压触式开关并与单元电路37共同设置在操作装置18上；控制器36与电机M1、M2通过各电路中的导线接头8、11相连接；制动开关5L、5R通过各电路中导线接头29、11与控制器36相连接。根据本发明的特点，制动装置及制动开关也可设置一个，控制器根据一个制动开关的电平信号同时控制两只轮滑鞋电机M1、M2的制动断电。

图6是控制器电路主要部分的方框图，与上述相同的符号表示相同的部分。

如图所示，控制器36主要包括欠压保护电路101、稳压供电电路102、限流保护电路103、主程序芯片201、电机输出控制电路202、203等。所述欠压保护电路101检测直流电源38的电量并通过单元电路37上的LED显示出来，欠压保护电路101在检测到电源电量降至控制器设定值以下电量接近放终时停止主程序芯片201的驱动信号输出、关闭电机电路，以保护直流电源不过放电；所述稳压供电电路102在把直流电源38输入的电量进行稳压、变压等一系列处理后得到的不同等级和极性的工作电压提供给控制器的各个单元电路、主程序芯片和操作装置单元电路37；所述限流保护电路103与控制器驱动输出功率电路相连接，以限制控制器输出的最大电流在额定范围内；所述主程序芯片201为核心控制电路，包括三组控制电机不同转速的电机电流基准占空比预程序Dref1、Dref2、Dref3和制动断电预程序Eref等预程序电路，它负责接受输入电路和输入元件的电平信号并根据输入信号和预程序向电机M1、M2发出相应的驱动、控制信号指令，以及协调各单元电路共同完成对电气部件的输入输出控制及有效的保护；所述电机输出控制电路202、203包括电机驱动控制电路105、108和驱动输出电路106、107，所述驱动控制电路105、108将主程序芯片201的信号经过整形、放大等处理后提供给驱动输出电路106、107向各驱动电机M1、M2进行目标电流输出。

所述直流电源38接控制器欠压保护电路101、稳压供电电路102、电机驱动输出电路106、107、限流保护电路103；所述欠压保护电路101接主程序芯片201及操作装置单元电路37上的电量指示LED电路；所述稳压供电电路102接各个单元电路、主程序芯片以及连接控制器的操作装置单元电路37；所述电机驱动输出电路106、107接限流保护电路103及电机M1、M2；所述限流保护电路103接主程序芯片201；所述主程序芯片201接操作装置单元电路37、制动开关5L、5R及电机驱动控制电路105、108；所述电机驱动控制电路105、108接电机驱动输出电路106、107。

以下参照图7说明本发明的自滑行控制流程。

在开启电源开关后进入的步骤P11中，控制器欠压保护电路101检测直流电源电量并通过操作装置单元电路37上的LED显示出来，若欠压，则进入步骤P17，关闭电机电路；在电量充足情况下进入的步骤P12中，手动操作三挡组合开关中的挡位开关进入步骤P13；在步骤P13中，主程序201检测制动开关5L、5R的状态，若制动开关5L、5R均处于非制动状态则进入步骤P14；若制动开关5L、5R处于制动状态或有一个处于制动状态，则进入步骤P18。

在步骤P14中，主程序201根据操作装置单元电路37上挡位开关电路的输入信号检索相应的电机电流基准占空比Dref；在步骤P15，主程序201根据检索的电流基准占空比Dref输出驱动、控制信号及指令；在步骤P16，电机输出控制电路202、203根据主程序201的驱动控制信号通过其驱动输出功率电路向各驱动电机M1、M2进行目标电流输出。

返回步骤P18，当主程序201检测到制动开关5L、5R处于制动状态，或有一个处于制动状态时，判断进行了制动操作，则无论是否在滑行中均根据制动断电预程序Eref关闭或锁止电机电路的输出，要重新启动则需在解除制动后返回步骤P12重启挡位开关。

所述直流电源可采用12～48V的蓄电池，以24V或36V为宜，以24V为佳。所述蓄电池和控制器可放置于通风的、各种式样的背包内背于或挎于肩上，或直接包装在一起背于、挎于肩上。所述控制器和导线接头11之间的连线可包装成束，或包装成束设置成螺旋状，还可通过膝部的护具或设置固定带等进行固定。操作装置可在方便观看、操作的前提下设置于身体或鞋体的相关部位，以设置在身体前部的背包带上，或卡挂在腰间，或固定于手部为佳。

本发明还可配备单纯人力滑行的普通滑轮、滑轮架装置，普通滑行装置和上述电动滑行装置可通过各滑轮架的前后固定螺钉13进行更换。

以上描述了本发明的几个实施例，但本发明不仅仅限于上文，在不脱离其范围的前提下可进行各种改动和变更。

Claims

1.一种电动轮滑鞋，包括鞋体、滑轮架、滑轮，其特征在于：所述滑轮架上安装有轮毂电机，在轮毂电机上安装轮胎，所述轮毂电机通过导线与控制器相连接，所述控制器与直流电源和操作装置相连接。

2.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述轮毂电机为直流轮毂式高速电动机。

3.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述轮毂电机为直流一体化轮毂高速电动机。

4.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述轮毂电机的直径为6～13cm，功率为50～125W，转速为600～1300r/min。

5.根据权利要求4所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述轮毂电机的直径为8～11cm，功率为60～90W，转速为800～1100r/min。

6.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述轮胎为实芯轮胎，厚度为1.5～3.5cm。

7.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述鞋体与滑轮架的连接为可拆装的分体结构，所述滑轮架上安装的轮毂电机有多个，与滑轮架上的其他多个滑轮呈前后直线排列。

8.根据权利要求7所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述滑轮架的后部安装有一个轮毂电机，与滑轮架上的其他三个滑轮呈前后直线排列。

9.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述滑轮架与鞋体的连接为不可拆装的整体结构。

10.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述滑轮架的后端设有制动架，所述制动架的底部安装有制动块，在制动块内设有制动开关，制动开关的触头突出于制动块的底面；所述制动开关通过导线与设在制动架上的导线接头相连接，所述导线接头与控制器相连接。

11.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征在于，所述控制器包括欠压保护电路，用于检测直流电源电量并保护直流电源不过放电；稳压供电电路，用于为主程序芯片及各单元电路提供不同等级和极性的工作电压；限流保护电路，用于限制控制器输出的最大电流在额定范围内；主程序芯片，为核心控制电路，在主程序芯片中预先设置有控制电机不同转速的不同电机电流基准占空比预程序和制动断电预程序，它负责接受输入电路和输入元件的电平信号并根据输入信号和预程序向各电机发出相应的驱动、控制信号及指令，以及协调单元电路对各电气部件进行输入输出控制和有效的保护；各电机输出控制电路，用于根据主程序的信号向各驱动电机进行目标电流输出。

所述直流电源接控制器欠压保护电路、稳压供电电路、各电机输出控制电路的驱动输出电路和限流保护电路；所述欠压保护电路接主程序芯片及操作装置单元电路上的电量指示LED电路；所述稳压供电电路接控制器各单元电路、主程序芯片及操作装置单元电路；所述各驱动输出电路接限流保护电路及各驱动电机；所述限流保护电路接主程序芯片；所述主程序芯片接操作装置单元电路、各制动开关和各电机输出控制电路的驱动控制电路；所述各电机驱动控制电路接各驱动输出电路。

12.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征是，所述操作装置上分别设有电源开关、电量指示LED和控制电机不同转速的挡位组合开关。

13.根据权利要求1所述的电动轮滑鞋，其特征是，所述直流电源为12～48V蓄电池。

14.根据权利要求13所述的电动轮滑鞋，其特征是，所述蓄电池为24V。