CN102616310A - 用脚操控的两轮电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用脚操控的两轮电动车，它有前后两个基本上是直排的、能独立转动的轮子。车架将前轮与后轮相连接。前轮是可以转向的。前轮的侧边设有一个前踏脚板，后轮的侧边设有一个后踏脚板，这两个踏脚板是分别位于车子的两侧。该两轮电动车的前后轮上各设有一块靠腿板，供驾车人用来支撑小腿。驾车人的两脚分别站在前、后踏脚板上，前后移动其重心，电子控制系统根据前、后踏脚板上的压力变化，通过动力驱动系统来驱动车轮的加速或减速。驾车人即可简单、灵活地驱使两轮电动车运行了。在电动车的车架上还设置了折叠接头，在非工作时，可使后轮与前轮靠拢，变成收拢的形态，有利于收藏、携带与运输。

Description

用脚操控的两轮电动车

技术领域

本发明提出了一种用脚操控的两轮电动车。它有直排的前后两个轮子，每个轮子的侧面设有一个踏脚板。驾车者的两脚分别站在前后轮的踏脚板上，即可驱使两轮电动车的前进、后退与转向。确切地说，这是一种站立式的、驾车者用脚操控的两轮电动车。

背景技术

当前世界上最有名的一种两轮自平衡电动车的技术实例，是由Kamen等人的专利(U.S.Patent No.6,302,230 B1，Oct.16，2001)所揭示的。Kamen的专利总结了当时自平衡两轮电动车的背景技术，揭示了它们动力驱动与电子控制平衡的相关技术。Kamen专利所揭示的自平衡两轮电动车，它有相对平行排列的两个轮子，两个轮子之间(或之上)设有一个供骑车人(操作者)站立的平台；它是单轴双轮的设计，有一根共同的驱轴将两个轮子相连；它还设置了一个操纵用的手把杆，用来改善骑车人站立的稳定性，以及控制车子行进的方向。这种自平衡两轮电动车，于2002年开始生产并投入市场，该两轮车的商品，名叫“赛格威”(Segway)。这种两轮车在多个国家、多个方面都已得到了应用，不啻为一种有效的中、短距离的运输工具。

赛格威车的自重约有40公斤，比较笨重，价格也比较昂贵。这些缺点妨碍了它的进一步推广应用。某些用户希望使用较轻便的两轮电动车，要求拆装方便，具有较大的可携带性。还要求降低成本，满足更大范围市场的需要。

另外，我们成功研制出了一种极其轻便的自平衡独轮电动车，并已公开了它的技术特征与技术方案(CN102275621A，20111214)。该独轮电动车的最大速度约为15公里/小时，自重约13公斤。骑行时，操作者的两只脚分别站立两只踏脚板上，两只踏脚板都是固定在轮架上，设置在轮子的两侧，位在轮轴的下方。当操作者的重心与轮轴之间的参考纵轴垂直于地面时，自平衡独轮电动车的速度为零。因为踏脚板是固定在轮架板上的，当站在踏脚板上的操作者将重心前倾或后仰时，致使轮架板也随着操作者的行动一同前倾或后翘，轮架板前低或后翘(即是车子的位置状态)的状态信号通过陀螺仪传给微处理，微处理驱动电机使独轮电动车前进或后退。如操作者将重心朝左右倾侧时，则可使车辆转向。轻巧灵活、便于携带是该自平衡独轮电动车的突出优点。然而，市场还要求发展一种轻便的、站立式的、不用手操控的两轮电动车。

类似于常规两轮自行车或两轮摩托车的两轮电动车，都主要是用手来操控的，很多年前已经投入市场了。然而，都不轻便。用脚操控的两轮电动车，还未见到任何报导。

因此，研制一台可便携、成本较低、操作简单、运行稳定、用脚操控、站立式的两轮电动车，可适应某些方面的需要，提供给有关领域使用。

发明内容

本发明提出了一种用脚操控的两轮电动车，它有前后两个基本上是直排的、能独立转动的轮子。车架将前轮与后轮相连接。前轮是可以转向的。前轮的侧边设有一个前踏脚板，后轮的侧边设有一个后踏脚板，这两个踏脚板是分别位于车子的两侧。驾车人的两脚分别站在前、后踏脚板上，前后移动其重心，电子控制系统根据前、后踏脚板上的压力变化，通过动力驱动系统来驱动车轮的加速或减速。驾车人即可简单、灵活地驱使两轮电动车运行了。

本发明还提出了，在前后轮上各设有一块靠腿板，供驾车人用来支撑小腿，该部件对于脚控两轮电动车的稳定驾驶起着重要的作用。在电动车的车架上还设置了折叠接头，在非工作时，可使后轮与前轮靠拢，变成收拢的形态，有利于收藏、携带与运输。

业内有经验人士在结合图纸审阅下文的详细叙述后，可以进一步了解本发明的技术特点以及其它有关的优点了。

附图说明

图1是根据本发明所提出的一个实例的车子右侧的透视图。

图2是图1实例的车子左侧的透视图。

图3是图1实例的俯视方向的透视图。

图4是图1实例在折叠形态时的车子右侧的透视图。

图5是图1实例在折叠形态时的车子左侧的透视图。

图6是图1实例在折叠形态时的俯视方向的透视图

图7是根据本发明所提出的另一个实例的车子透视图。

这些实例，将在下文中详述。

具体实施方式

图1、图2与图3图示了本发明所提出的，一种用脚操控的两轮电动车。图1是车子右侧的透视图，图2是车子左侧的透视图，图3是车子俯视方向的透视图。该两轮电动车有两个轮子，前轮110以及后轮111，这两个轮子基本上是一直线排列的，即当两轮车直线向前运行时，前轮110的转动平面与后轮111的转动平面基本上是在同一个平面上。车子的车架100连接着前轮110与后轮111，车架100的前端连杆103配接在前轮110的左侧，车架100的后端连杆104配接在后轮111的右侧。两轮车还设有供驾车人两脚站立的两只踏脚板，前踏脚板120与后踏脚板121，前踏脚板120配接在前轮110的左侧，后踏脚板121配接在后轮111的右侧。后轮111的两侧装有盖板141。驱动后轮111转动的电动机及其附带的传动机构，以及控制电动机转动的电子控制系统，图上都未详细画出来，它们都被设置在后轮111的轮圈与后轮两侧的盖板141所围成的空腔中。电动机、传动机构与电子控制系统的技术，都是业内已掌握的成熟技术。图上的转向接头101以及折叠接头102，将在下文中说明。

本方案的两轮电动车，后轮111是驱动轮，前轮110是方向轮。后轮111是被一个电动机所驱动的。电动机是被一套电子系统所控制的。在其他实例中，前轮既是方向轮，又是驱动轮，也是同理可行的。

前踏脚板120与后踏脚板121上都设置有压力传感器，可检测到踏脚板上的载荷，也可检测到驾车人站在每只踏脚板(前踏脚板120与后踏脚板121)上的重量变化。驾车人的一只脚站在前踏脚板120上，另一只脚站在后踏脚板121上，两只脚都是朝前地站立。本方案中的电子控制系统是根据两个压力传感器所测得的，驾车人在前踏脚板120与后踏脚板121上的重量分配，看它是否偏离了某一预先设定的比例，如果偏离的话，就会驱使电动机作相应的加速或减速转动。假如设定前踏脚板与后踏脚板上的承载重量当相等时，作为平衡点的话，则当前踏脚板上的载荷比后踏脚板上的载荷大时，电动机就加速转动；当前踏脚板上的载荷比后踏脚板上的载荷小时，电动机就减速转动或停止。亦就是说，当驾车人将其重量向前移动时，在前踏脚板120上的压力传感器就会检测到它所支撑的重量有了增加，而在后踏脚板121上的压力传感器就会检测到它所支撑的重量有了相应的减少。立即，电子控制系统就会作出驱使电动机加速的响应。当驾车人将其重量朝后移动时，可使两轮电动车减速或会使车子停止。当然，前踏脚板120与后踏脚板121上的重量分配的比例，可以根据驾车人的情况与需要来预先设定，以利于车子的驾驶。

该电子自平衡控制系统的技术已为业内人士所熟知，例如可用各种陀螺传感器或电子加速度计等电子套件与线路来实现。

顺便指出，本方案的实例是将车架100的前端配接在前轮110的左侧，车架100的后端配接在后轮111的右侧；前踏脚板120配接在前轮110的左侧，后踏脚板121配接在后轮111的右侧。在其他方案中，将它们相反地设置也可获得同样的效果。可以由驾车人的喜好而定。踏脚板120、121分别与车架连杆103、104设置在车轮同侧的原因，是为了减少整车体积的缘故，当然它们也可设置在车轮的不同侧边。此外，为了防止车轮与衣物刮碰，车轮外可加设护轮罩。驱动后轮111转动的电动机及其附带的传动机构，以及控制电动机转动的电子控制系统，都未画出，它们都被设置在后轮111的轮圈与后轮两侧的盖板131所围成的空腔中，它们也都是业内的成熟技术。

车架100上包括有一个转向接头101，该转向接头101使前端连杆103能够转动，使得与前端连杆103相连接的前轮110，可以绕通常所说的、相对于地面的垂直轴线转动。因此，驾车人能够用其踏在前踏脚板120上的前脚转动前轮110，致使整个车子转向。所以，驾车人不仅能够用脚来操控车子的行进，还能用脚来操控车子的转向。

为了便于携带或储存，本方案所提出的两轮电动车是可以折叠的，可以收拢成很小的一团。图4、图5与图6图示了它的折叠形态。图4是车子右侧的透视图，图5是车子左侧的透视图，图6是车子俯视方向的透视图。图上的标记与以前的图示相同。两轮车的前轮110以及后轮111，还有车架100、前踏脚板120以及后前踏脚板121。

本实施方案的折叠是靠车架100上设置的折叠接头102来实现的。折叠接头102有两种状态，它可以锁紧，也可以松开。当两轮电动车在使用时，折叠接头102是锁紧的，该折叠接头102实质上是刚性的，不会发生位移或变动，保证了后轮始终与前轮基本上处于直排的位置。如要将两轮车折叠时，则要将折叠接头102解锁。将折叠接头102向外滑动(本实例是向右滑动)，就可使折叠接头102解锁松开，同时使后轮从原来的直排的位置，能够向外平移(本实例是向右平移)一个距离，该距离是预先设计得略大于后轮111的宽度。折叠接头102松开后，它就能转动，通过后端连杆104带动后轮111朝前转动，如图4～6所示，停在前轮110的傍边。从本实例的图示可见，当本实例的两轮电动车完全折叠收拢后，后轮111的转动轴与前轮110的转动轴基本上是在同一直线上。踏脚板120与121是用折叶式铰链连接的，可以向上折叠到平行于车轮110与111的位置，以减小车子的外形。

顺便指出，在踏脚板可以折叠的一些两轮电动车的实例中，压力传感器可以设置在踏脚板120与121的折页式的铰链处。驾车人的重量就是对压力传感器施加的压力。

图7上图示了两轮电动车的另一个实例，该两轮电动车除了具有与图1～6两轮电动车完全相同的技术特点外，还设置了两块外罩板，前轮外罩板130以及后轮外罩板131。在外罩板130、131的外表面，还分别设置了一块靠腿板132，凸出在外罩板上。(后轮外罩板131上的靠腿板132，因为被挡住了，所以在图7上看不见。)靠腿板132可以用橡胶类的材料制成，要求它既要足够的柔软，又要有一定的摩擦力。这两块外罩板既可用来支撑驾车人的小腿，又可用来阻止驾车人的腿、脚、衣、物与车轮110、111的触碰。顺便指出的是，靠腿板也可直接设置在车架连杆103和104上。靠腿板的设置，使驾车人在驾驶车子时，他的每条小腿有两个支点与动态的车子相接触，因此该部件对于用脚稳定地驾驶车子，起着重要的作用。

虽然以上叙述的实施方案包含了许多特定的细节，但是不应构成对实施方案包括范围的限制，而且也不应仅仅限于目前提出的这些特定方案的图示上。因此，这些实施方案的涵盖范围应该由所附的权利要求及其相应的文件所确定的，而不是由上述给出的实例所决定的。此外，还应该理解为本发明还能作进一步的改动。本专利旨在涵盖根据本发明的原理所进行的各种变化、用途或改良；也涵盖了与本发明所揭示的已知方案或实施方案有所偏离，但仍然从属于本发明技术及其应用原理的范围。

Claims (5)

1.一种用脚操控的两轮电动车，它是有如下部件所构成：

一个前轮与一个后轮，前轮是可以转向的；

一个车架，它的一端与前轮配接，另一端与后轮配接；

一个前踏脚板与一个后踏脚板，它们供驾车人站立，分别设置在前轮与后轮的侧边，其中的一个踏脚板设置在一个轮子的左边，另一个踏脚板设置在另一个轮子的右边；

一个电动机，它驱动轮子转动。

2.根据权利要求1所述的用脚操控的两轮电动车，其特征在于，前后轮上各设有一块靠腿板，供驾车人支撑小腿用。

3.根据权利要求1所述的用脚操控的两轮电动车，其特征在于，每个踏脚板是设有各自的压力传感器，检测每个踏脚板上所承受到的驾车人的重量；电动机是被一套电子控制系统所控制，当驾车人改变其在两个踏脚板上的重量分配时，电子控制系统使电动机加速或减速，供驾车人用来操控两轮电动车的行进。

4.根据权利要求1所述的用脚操控的两轮电动车，其特征在于，车架上设有折叠接头，可将后轮的转轴与前轮的转轴靠拢，使两轮电动车变成收拢的形态。

5.根据权利要求1所述的用脚操控的两轮电动车，其特征在于，前踏脚板与后踏脚板在非工作时，能够折叠到平行于各自车轮的位置。

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