CN103612696B - 一种智能体感全平衡电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种智能体感全平衡电动车，属于智能体感平衡电动车技术领域，本发明的智能体感全平衡电动车由车体外壳、两个轮子、两个立柱、两个脚踏板、一个电源、一个电机、一根双轮轴、一个整车控制系统等组成，其相对于现有智能体感平衡电动车更节能、稳定，并且操控性更佳，是智能体感平衡电动车一次突破性变革。

Description

一种智能体感全平衡电动车
技术领域
本发明公开了一种智能体感全平衡电动车，属于体感平衡电动车领域。
 
背景技术
当今社会经济不断发展，交通工具日益增多，面临越来越拥挤的城市道路，路面资源与汽车数量的剧增之间的矛盾日益尖锐，对有着13亿多人口的中国，让城市道路来适应我们的交通工具已经不太现实了，只有让我的交通工具来适应我们的道路才是出路，同时全球变暖、臭氧层空洞、海平面上升等一系列环境问题困扰着我们，而导致这种状况的重要元凶之一便是汽车尾气排放。所以我们需要一种节能、环保又能鱼贯于拥挤人群的交通工具，来解决这些日益尖锐的矛盾。
目前市场上开始流传的智能体感平衡电动车，也被称作为思维车，有独轮和双轮，一般利用锂电池作为动力电源，环保又节能，或许将是我们新一代的交通工具，其运行原理主要基于一种“动态稳定”，通过电动车本身自动平衡能力来维持车体在运行方向上的平衡，一般在车体内部设置陀螺仪即体感平衡系统，通过体感平衡系统来感知车体实时状况，把信息传递给信息处理系统，经信息处理系统对感知的信息处理后运算出适当的指令传递给电控系统，控制制动电机来实现车体运行的平衡状态，所以驾驶者可通过重心位移来直接控制车体的加减速实现运行平衡。在当今交通日益拥堵，智能体感平衡电动车无疑是穿梭闹市最为便捷的交通工具，不管是独轮智能体感平衡电动车还是双轮智能体感平衡电动车，两者占地空间均不大，但是独轮智能体感平衡电动车虽然在运行方向上有自平衡系统，可因其与地面只有一个支点，无法像双轮体感平衡电动车那样实现车体左右方向上平衡调节实现全平衡。双轮智能体感平衡电动车虽然其不但能在运行方向上可自平衡同时在因其双轮支撑车体左右方向上也可以保持平衡，但因其体积、重量因素，不能像独轮体感平衡电动车在非运行状态下可以随身携带。
发明内容
本发明的发明人经对智能体感平衡电动车的深入研究，发明了一种便携式智能体感全平衡电动车，本发明的智能体感全平衡电动车不但兼具现有独轮车和双轮车的优点，更为重要的是其相对现有智能体感平衡电动车更为节能，并且提高了操控性、增加了稳定性。本发明的智能体感全平衡电动车由车体外壳、轮子、立柱、脚踏板、电源、电机、双轮轴、控制系统等组成。本发明的智能体感全平衡电动车与现有的独轮智能体感平衡车比体积及外部构形变化不大，但本发明智能体感全平衡电动车由两个轮子组成，其与地面构成两个支点，这两个支点与车体运行方向上的平衡点形成了稳定的三点式平衡，使本发明的电动车处于一个全平衡状态；本发明的智能体感全平衡电动车与现有的双轮智能体感平衡车不同，本发明只有一个制动电机，但能使两个轮子制动，实现单电机双轮制动。本发明的发明人通过研究实现双轮共用一个制动电机，制动电机设置于双轮之间，双轮通过制动电机平行连接固定，实现全轮驱动；控制系统与电源设置于双轮上方的车体外壳内部，发明人经研究发现通过把控制系统与电源设置于轮子上方，实现重心上移，可提高本发明智能体感全平衡电动车的操控性，同时相对原控制系统与电源分设于车轮两侧更为节能；两脚踏板通过双轮轴上固定的立柱分设于双轮外侧，以用于骑行人员双脚踏在车轮两侧的踏板上骑行。
本发明的发明人经无数次试验研究发现，本发明的智能体感全平衡电动车，其双轮通过制动电机平行连接固定，双轮及制动电机构成中心点对称，并且重心点与中心点重合，当我们的轮子与电机达到中心点对称、重心中心重合状态时，不管是我们电动车的控制性、稳定性、节能性，还是我们的电动车运行状态，都达到最佳。
本发明智能体感全平衡电动车，两轮子之间的电机我们优选用轮毂电机。双轮通过设置在轮子之间轮毂电机平行连接固定，实现双轮共用一个轮毂电机，达到全轮制动。
本发明智能体感全平衡电动车，轮毂电机侧面设有3个霍尔传感器，3个霍尔传感器之间按120°均分设置于轮毂电机的线圈上。本发明智能体感全平衡电动车通过霍尔传感器120°角分设于线圈上可使控制系统更为精准地捕捉到各个信号。
本发明的发明人经试验研究发现，为便于电动车的组装、骑行人员方便骑行，并提高电动车的运行状态，本发明的智能体感全平衡电动车其双轮轮胎中心之间的距离最好选择在3cm-12cm之间，优选5cm-10cm之间。另一方面电机设置于双轮之间，可有效提高了电机的内部空间，任何电机在工作时是把电能转换为机械能的一个过程，其中难免有一部分电能将以热能的形式释放，热量不能及时释放，产生堆积后容易影响电机的性能，重者会导致电机烧毁，所以在电机工作过程中需要及时对其进行散热，以便于提高电机的工作性能。本发明通过提高电机的内部空间，在电机工作状态下能有效提高电机的热疏散。
本发明的发明人为便于了解本发明智能体感全平衡电动车的运行信息，可以在车体外壳上进一步设置有车况信息系统。车况信息系统可以包括电源电量信息指示，及（或）电量用竭前警报系统。也可以包括或进一步包括电动车的运行距离或剩余运行距离信息指示。车况信息系统还可以包括运行速度指示。
本发明的智能体感全平衡电动车，其控制系统包括体感平衡系统、电控系统及信息处理系统等。但本发明的双轮智能体感全平衡电动车的控制系统不需要双轮差速控制系统。
本发明的发明人经无数次实验发现，提高整车车体的重心点，可使本发明的智能体感全平衡电动车操控性更好，本发明的发明人把控制系统与电源设置于双轮上方的车体外壳内部，并且控制系统与电源的重心在双轮与制动电机的重心与水平面的垂直沿线上，不但使车体自身处于平衡状态，同时提高了本发明的智能体感全平衡电动车的操控性，当骑行人员在控制加速或减速时也因重心点的提高，力矩增大，降低了骑行人员所需的操控力，同时也减少了骑行人员变更车体运行状态的操控速度，相对缩短了本发明的智能体感全平衡电动车用于感知车体的失平衡后用于补偿平衡的时间，因此直接节约了电能损耗。
本发明的智能体感全平衡电动车，为了在非运行状态下便于携带，其踏脚板可在工作位置与储藏位置之间转换。踏脚板在储藏位置时可通过踏脚板内设置的磁铁与车体外壳内的磁铁对吸固定。
为了适宜不同身高人群使用，或应对不同的路面状况，或想要达到不同的操控效果，骑行人员可根据不同需求调节踏板位置，一车实现多重功能，随时在越野与跑车之间转换。本发明的发明人通过对智能体感全平衡电动车的踏脚板位置设置成可以是可调节的，使其设置于立柱上的位置上下可调节固定，来实现这一多重功能。
附图说明
本发明的附图是为了对本发明进一步说明，而非对发明范围的限制。
图1 本发明智能体感全平衡电动车双轮单电机结构示意图。
图2 本发明智能体感全平衡电动车车体外壳内结构示意图。
图3 本发明智能体感全平衡电动车整车示意图。
图4 本发明智能体感全平衡电动车电机剖面示意图。
、为车轮1，2、为车轮2,3、为双轮轴，4、为电机,5、为踏脚板，6、为立柱，7、为磁铁扣，8、为车体外壳，9、为电源，10、为控制系统，11、为电源控制开关，12、为车况信息系统，13、为便携式提手,14、为充电接口，15、为霍尔传感。
具体实施方式
本发明的实施例是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的发明范围限制。
实施例                      
取两个完全一样的车轮，通过轮毂电机平行固定，两轮轮胎中心距离为8㎝，轮毂电机设置于两车轮之间，使两车轮共用一个电机，实现双轮制动，双轮与制动电机构成中心点对称，并且重心点与中心点重合，为使信号捕捉的更为精准，在轮毂电机的线圈上三个霍尔传感器平均分设，三个霍尔传感器之间的夹角均为120°，双轮及电机共用一根转动轴，称之为双轮轴，在双轮外侧通过双轮及电极的双轮轴两端上分别固定一个立柱，立柱上固定有供骑行人员站立的踏脚板，踏脚板的在立柱上的位置可根据骑行人员的身高或路面状况或操控需要进行上下调节，同时踏脚板设有工作位置和非工作状态下的储藏位置，踏脚板可根据骑行人员需求在工作位置与储藏位置自由转换，在踏脚板及立柱上分别固定有磁铁，用于踏脚板在储藏位置时进行固定踏脚板。车体外壳固定于立柱上，控制系统及电源电池设置于轮子上方的车体外壳内部，并且控制系统与电源的重心在双轮与制动电机的重心与水平面的垂直沿线上，提高整车车体的重心点，可使本发明的智能体感全平衡电动车操控性更好。在车体外壳上包括用于方便携带的便携式提手。车体外壳上进一步包括有充电接口、电源控制开关及车况信息系统，打开电源开关后可即时显示车体状况，可包括电量信息、及（或）电量用竭前警报系统，也可以包括或进一步包括电动车的运行距离或剩余运行距离信息指示，车况信息系统还可以包括运行速度指示。所有的信息可由LED显示。另外车体外壳内部可进一步设置有LED灯，用于装饰或夜间行车照明或指示。

Claims (1)

1.一种智能体感全平衡电动车，包括车体外壳、轮子、立柱、脚踏板、电源、电机、双轮轴、控制系统，其特征在于本智能体感全平衡电动车有两个轮子、一个制动电机，双轮共用一个制动电机，实现全轮驱动，双轮与地面构成两个支点，这两个支点与车体运行方向上的平衡点形成了稳定的三点式平衡，双轮轮胎中心之间的距离在3cm-12cm 之间，制动电机设置于双轮之间，双轮通过制动电机平行连接固定；控制系统与电源设置于双轮上方的车体外壳内部；两脚踏板通过双轮轴上固定的立柱分设于双轮外侧；控制系统包括体感平衡系统、电控系统及信息处理系统。
2. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述双轮通过制动电机平行连接固定，双轮及制动电机构成中心点对称，并且重心点与中心点重合。
3. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的制动电机为轮毂电机。
4. 根据权利要求3 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的轮毂电机上设有三个霍尔传感器，三个霍尔传感器之间按120°平均分设于轮毂电机线圈上。
5. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的双轮轮胎中心之间的距离在5cm-10cm 之间。
6. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于在车体外壳上进一步设置有车况信息系统。
7. 根据权利要求6 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的车体外壳上的车况信息系统包括电源电量信息指示，及、或电量用竭前警报系统。
8. 根据权利要求6所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的车体外壳上的车况信息系统包括运行距离或剩余运行距离信息指示。
9. 根据权利要求6 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于所述的车体外壳上的车况信息系统包括运行速度指示。
10. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于控制系统不包含双轮差速控制系统。
11. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于控制系统与电源设置于双轮上方的车体外壳内部，控制系统与电源的重心在双轮与制动电机的重心与水平面的垂直沿线上。
12. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于踏脚板可在工作位置与储藏位置之间转换。
13. 根据权利要求12所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于踏脚板在储藏位置时通过踏脚板内设置的磁铁与车体外壳内的磁铁对吸固定。
14. 根据权利要求1 所述的智能体感全平衡电动车，其特征在于踏脚板设置于立柱上的位置上下可调节。
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