CN104955720A - 电动自平衡单轮车 - Google Patents

Abstract

一种电动自平衡单轮车可包括：单个车轮组件，所述单个车轮组件具有基本上被容纳在车轮内的驱动系统；框架和包括四连杆机构的手柄杆，所述四连杆机构通过叉状物可枢转地连接到所述车轮组件。

Description

电动自平衡单轮车

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月22日提交的美国临时专利申请序列号61/692,131、2012年10月4日提交的美国临时专利申请序列号61/709,924、2013年4月30日提交的美国临时专利申请序列号61/817,817和2013年8月7日提交的美国临时专利申请序列号61/863,064的优先权，这些美国临时专利申请的全部内容由此通过引用以其整体并入本文用于所有目的。

介绍

在遍及全世界的现代社会中，正需要新形式的运输工具。在设计用于运输的交通工具中的一个挑战包括平衡能量效率、良好可用性和用户喜好。

附图简述

图1是示出某些主要部件之间的关系的动力单轮车(unicycle)的实施例的方框图。

图2是电动自平衡单轮车的实施例的等距视图。

图3是图1的动力单轮车的侧视图。

图4是适合于在动力单轮车上使用的车轮的实施例的等距视图。

图5是沿线5-5截取的图4的车轮的截面图。

图6是适合于在动力单轮车上使用的座椅部分的实施例的等距视图。

图7是图2的动力单轮车的框架部分的侧视图。

图8是图7的框架部分的俯视图，示出图9的机构的实施方式。

图9是说明性的四连杆机构的示意图。

图10是电动驱动系统的实施例的等距视图。

图11是从相反侧看到的图10的驱动系统的等距视图。

图12是图10的驱动系统的所选择的驱动部件的等距视图。

图13是图2的动力单轮车的一部分的后平面图，示出了叉状物、驱动壳体、轮毂板和脚踏件之间的连接。

图14是安装在无轮毂车轮中的驱动系统的另一个实施例的侧视图。

图15是图14的驱动系统的一部分的侧视图，示出了驱动链轮和环形齿轮之间的交互。

图16是无轮毂驱动系统的另一个实施例的端截面图。

图17是具有固定到其上的轮床的动力单轮车的实施例的等距视图。

详细描述

在本公开中描述和说明了电动自平衡单轮车。通常，电动自平衡单轮车可包括连接到框架的单个车轮组件，所述框架为骑车人支撑座椅和手柄杆。在一些示例中，单轮车相对于与车轮的旋转轴线平行的轴线可以是自平衡的。术语“自行车”、“车”、“单轮车”和“交通工具”都可在本文中可互换地使用，以指示根据本公开构造的一轮式交通工具。电动单轮车装置和系统在美国专利公开号2012/0217072中被描述，该美国专利由此通过引用以其整体并入本文用于所有目的。

除非另外指明，根据本公开的动力单轮车和/或其各种部件可以包含但不要求包含本文描述、说明和/或并入的结构、部件、功能和/或变化中的至少一个。此外，本文描述、说明和/或并入的与单轮车有关的结构、部件、功能和/或变化可被包括在但不要求包括在其他类似设备中。

图1示出根据本公开构造的动力单轮车10的某些主要部件的示意图。单轮车10可包括任何合适的单车轮交通工具，所述单车轮交通工具构造有被容纳在车轮中的驱动系统和控制驱动系统的多输入、自动平衡控制系统。在所述的示例中，单轮车10可包括由一个或多个马达14驱动的车轮组件12，所述一个或多个马达14进而由接收一个或多个输入18的控制器16控制。

车轮组件12可包括经构造将驱动系统基本容纳在车轮内的任何合适的单车轮结构。此类车轮组件的示例在下面进一步详细描述。马达或多个马达14可包括任何合适的马达和/或经构造使车轮组件12的车轮旋转的其他原动机。例如，马达14可包括电池供电的电马达，所述电池供电的电马达可操作地连接到车轮组件12使得马达的旋转引起车轮的旋转。齿轮传动系统和定时系统和类似物可被包括在驱动系统中，以有助于由马达14驱动车轮。这些系统也在下面进一步详细描述。

控制器16可包括任何合适的电子控制器，所述电子控制器经构造基于某些输入18的状态自动地调整车轮的速度和/或方向。在图1中所示的示例中，这些输入18可包括姿态输入20、倾斜调整输入22和/或制动输入24。在一些示例中，控制器16可包括一个或多个合适的互连电子电路、存储器存储单元、马达控制器和/或经构造执行软件和/或固件指令来控制马达14的控制芯片。

姿态输入20可包括经构造对应于交通工具10的物理取向的任何合适的输入。输入20可由姿态传感系统26提供。姿态传感系统26可包括经构造确定交通工具10相对于地球的中心在空间中的取向的任何合适的传感器和/或设备。例如，姿态传感系统26可包括用于确定俯仰(pitch)、摇摆(roll)和/或偏转(yaw)的一个或多个传感器28。在这些示例中，术语俯仰、摇摆和偏转以它们的标准含义使用。因此，俯仰可被定义为绕着与车轮的旋转轴线平行的轴线(可互换地称为“Y”轴线)枢转。俯仰也可描述为向上和向下倾斜交通工具的车头(nose)。摇摆可被定义为绕着与交通工具的行驶方向平行的轴线(可互换地称为“X”轴线)枢转。摇摆也可描述为左右倾斜交通工具。偏转可被定义为绕着与穿过车轮中心的垂直轴线平行的轴线(可互换地称为“Z”轴线)枢转。偏转也可描述为如当改变行驶的前进方向或方向时左右旋转车轮。

在一些示例中，传感器28可包括一个或多个倾斜计、加速计和/或陀螺仪。例如，摇摆类型的传感器28可包括加速计，该加速计与陀螺仪组合来形成经构造传感摇摆取向的倾斜计。传感器28可固定到交通工具10。在一些示例中，传感器28可与控制器16并置排列如在共同电路板上或在共同外壳内。在一些示例中，传感器28可位于交通工具的重心的附近，如车轮组件12内。如与距重心更远的位置相比，此位置可提高传感器关于交通工具的实际取向的准确性。

控制器16可经构造通过自动地调整马达14响应姿态输入20来减少所测得的取向和所期望的取向之间的差异。例如，所测得的俯仰或所传感的俯仰可以与所期望的俯仰取向比较。如果实际俯仰不同于所期望的俯仰，控制器可增加或减小马达14的速度，以减少该差异。所期望的俯仰可称为“零俯仰设定点”或“零设定点”。

在一些示例中，零俯仰设定点可基本上等于距垂直面零度的俯仰，所述垂直面可对应于垂直的和/或平衡的单轮车。在这些示例中，如果自行车向前倾倒，则传感器28将检测指示自行车车头从水平面向下倾倒的俯仰，并且将该俯仰传给控制器。控制器将比较所传感的俯仰与零设定点，并且将确定在向前方向上存在差异。在一些示例中，此差异可以是正的，而在向后倾倒的方向上的差异可以是负的。

然后控制器将采取行动，以减少所传感的俯仰和所期望的俯仰之间的正差别或增量(delta)。在此示例中，控制器可增加马达14的速度，以驱动车轮向前并减少自行车的向前俯仰。随着此行动生效和所传感的差异接近零，控制器可引起马达加速以趋于平稳，并且可以以新的较高速度达到新的平衡。类似地，确定存在负增量可引起马达速度减小或可引起马达方向变化。因此，用户(可互换地称为“骑车人”或“操作者”)可通过向前倾或向后倾来转移重量分布和由此倾斜交通工具，以控制单轮车10的速度，从而引起所传感的俯仰从零设定点变化并引起控制器如上所讨论进行补偿。

除了俯仰类型的传感器提供输入来允许控制器补偿来自所期望的俯仰的变化以外，其他传感器输入可由控制器接收来执行各种其他功能。例如，摇摆传感器输入可以和预期范围的摇摆取向比较，以确定交通工具是否已经翻倒。在此示例中，控制器可被构造为当此类条件被传感到时，切断供交通工具的电力，或切断供诸如驱动系统的所选择的子系统的电力。

在一些示例中，当存在某些条件时，如当转动交通工具产生显著的离心力时，俯仰传感器可提供偏斜信息。在此条件下，偏斜的俯仰传感器可向控制器发送错误信息，导致控制器不正确地断定需要俯仰校正。本发明人已经确定控制器可使用来自摇摆传感器的输入来补偿这种先前想不到的偏斜条件。当单轮车10转弯时，车轮必定在X轴线上倾斜，从而产生指示转弯可能正在进行的摇摆值。此信息可用于补偿所得的偏斜俯仰输入，例如通过以预定或计算的量偏移所传感的俯仰值。

控制器16可从诸如倾斜调整控件30的第一用户输入装置接收倾斜调整输入22。倾斜调整控件30可包括任何合适的机械或虚拟用户接口装置，其经构造允许用户向控制器16传送所期望的倾斜调整量。例如，倾斜调整控件30可包括拨盘(dial)、开关、按钮、控制杆(lever)和/或键盘。这些用户输入装置中的任何一个可如在安装在单轮车10上或以其他方式与单轮车10相关联的屏幕或其他显示器上的图形用户接口(GUI)的情况下机械地或虚拟地实现。在一些示例中，用户输入装置可包括能够语音识别的语音用户接口，用户可通过所述语音用户接口向控制器提供语音命令。

不管用户输入装置的类型，输入30可用于以与所述输入对应的量偏移零俯仰设定点。例如，用户可按下第一按钮，以向控制器传送所述零设定点应该在正方向上以一度偏移。在此示例中，用户可按下第二按钮，以在负方向上传送一度的偏移。在其他示例中，用户可通过转动连续或离散的拨盘，在键盘上输入数字等来传送所期望的偏移。作为响应，控制器16可以以所期望的量或以对应的量偏移零设定点。

例如，如果用户指示“三度向前”偏移，则零设定点可调整到垂直面的向前三度，并且然后当控制马达14时，控制器将使用新的零设定点来与实际俯仰比较。在此示例中，控制器将尝试保持单轮车处于三度角，而不是原来的距垂直面零度。以这种方式使用倾斜调整控件，用户可实时调整所期望的自行车的倾斜角。这可以是期望的，例如补偿骑车人的体型、在自行车上的重量分布、用户舒适度和/或支撑表面倾斜和下降。

偏移量可通过使用静态变量在软件或固件中实现，使得所期望的偏移量保持处于由用户传送的值，直到用户如经由倾斜调整控件30提供不同的输入。此外，此偏移量的值可存储在非易失性存储器中，使得零设定点以相同的量偏移，即使供控制器的电力循环。在一些示例中，通过使用硬件实施方式可实现类似的结果，如通过以保持在设定位置中直到用户设定不同位置的拨盘形式提供倾斜调整控件30。在一些示例中，可提供所存储的用户配置文件，并且每个用户配置文件可具有其自身的自定义偏移值。在这些示例中，用户可选择所建立的配置文件之一并且零设定点可进行相应地调整。

控制器16可从诸如制动控件32的第二用户输入装置接收制动输入24。制动控件32可包括任何合适的机械或虚拟用户接口装置，其经构造允许用户向控制器16传送所期望的制动量。例如，制动控件32可包括自行车和摩托车制动系统中典型的手操作控制杆，但亦或替代地可包括诸如拨盘、开关、按钮和/或键盘的一个或多个控件。如同控件30一样，这些用户输入装置(和与单轮车100相关联的任何其他用户输入装置或控件)中的任何一个可机械地或虚拟地实现，如经由屏幕或其他显示器上的图形用户接口(GUI)。还如同控件30一样，控件32可包括能够语音识别的语音用户接口，用户可通过所述语音用户接口向控制器提供语音命令。

不管控件32的形式，制动输入24可传送给控制器16，所述控制器16可进而在软件或固件控制的制动系统中使用该输入。制动系统可以是再生制动系统，其中马达14可变成发电机，将能量转储到相关联的电池或多个电池中。本发明人已发现再生制动系统通常足够用于单轮车10的致动。在一些实施例中，可包括摩擦制动器用于额外制动能力。

控制器16可以以与上面所讨论的倾斜调整控制系统类似的方式在软件控制制动系统中控制马达14。在一些示例中，响应于制动输入24，零设定点可以偏移，以人为地向控制器指示单轮车正以某个量向后翻倒。为了补偿，控制器将使马达减速，导致如果有必要进一步使交通工具减速的话，则马达进入再生制动状态。此系统可以是除骑车人必须向后倾斜来使交通工具减速的选项以外的选项。

图2和图3示出通常以100表示的说明性动力单轮车。单轮车100可以是单轮车10的示例，并且可包括含有驱动系统的车轮组件102、附接到车轮组件的叉状物组件104和框架部分106。

车轮组件102可包括车轮108，所述车轮108经构造在旋转轴线110上旋转并具有在其上可安装轮胎114的轮辋112。车轮108可包括任何合适的车轮，并且可以是典型的摩托车比赛车轮。在一些示例中，车轮108可以是无轮毂的。在其他示例中，车轮108可具有轮毂并可如图4和图5中所示构造，其中轮辋112具有内圆周或周界P和界定在两个相对凸缘116和118之间的宽度W。如图4和图5中所示，车轮108的安装表面120可偏移到一侧，以在车轮108中形成由轮辋和安装表面界定的内部空间122。安装表面120可以是用于将车轮108附接到驱动系统的任何合适的刚性表面。例如，安装表面120可包括具有多个通孔的金属板，所述多个通孔以图案布置来容纳安装螺栓和螺母。安装表面120可由基本实心的板124或由诸如轮辐的其他合适的结构连接到轮辋112。在一些示例中，板124可包括孔126或槽以用于减轻重量，孔126或槽可以如图4和图5中所示围绕安装表面120对称地布置。

轮胎114可以如在凸缘116和118处附接到轮辋112，并且可包括经构造提供轮辋和支撑表面之间的接口的任何合适的轮胎。在一些示例中，轮胎114可包括标准的200毫米摩托车比赛轮胎，其可安装到17英寸直径×6英寸宽的汽车示例的轮辋112。在一些示例中，轮胎114可包括圆形或尖峰形轮廓，以有利于倾斜和可操纵性，同时平衡交通工具。

返回到图2和图3，框架部分106可安装在车轮组件102之上。框架部分106可包括经构造提供骨架支撑用于可操作地将各种部件连接到车轮组件的任何合适的结构。例如，框架部分106可包括经构造支撑包括手柄杆128和座椅组件130的骑车人接口的管状构架。框架部分106可由任何合适的材料构造，并且可包括诸如在自行车框架结构中使用的管材的铝管材。此管材可形成为美观的外观，这可由附接到框架的装饰车身面板132进一步增强。车身面板132可包括经构造附接到框架部分106的任何合适的轻质板或面板。车身面板132可以例如提供装饰和/或颜色、覆盖间隙或框架管、和/或显示诸如公司标识的信息。在一些示例中，车身面板132可包括罩盖或整流罩。在一些示例中，车身面板132可包括真空形成的硬质塑料板。框架部分106可包括用于附接这些附件和诸如鞍座袋的其他附件的各种附接点、调整片、孔、凸台等。

手柄杆128可包括经构造为骑车人的重量以及骑车人和自行车之间的转向接口提供支撑的任何合适结构。在一些示例中，手柄杆128也可为附接附件和/或控件提供安装表面。在图2和图3中所示的示例中，在相对端处具有把手(hand grip)的大体直的手柄杆128附接在框架部分106的前向端部分处。虽然大体直的手柄杆在此示例中描述，但其他标准和非标准手柄杆构造可以是合适的。

制动控制杆134和两按钮姿态调整控件136可在骑车人的手容易接近的位置中安装到手柄杆128，其中制动控制杆134是制动控件32的示例，两按钮姿态调整控件136是控件30的示例。显示模块138也可安装到手柄杆，并且可显示诸如电池充电、电力使用、倾斜角和/或对骑车人或操作者有用的其他信息的信息。这些控件和接口可以经由电缆(未示出)和/或通过蓝牙和/或其他无线连接与控制器电子通信。

在一些示例中，框架部分106可包括大体在交通工具的行驶方向上延伸的延伸构件或防护杆(crash bar)140。防护杆140可包括经构造当单轮车100绕Y轴线向前枢转时接触支撑表面142(如地面或道路)，并支撑单轮车的重量。在一些示例中，诸如撑脚架的结构可用于防止交通工具在此枢转模式下翻倒。在一些示例中，防护杆140自身还可经构造当交通工具正靠在防护杆上时使交通工具偏置以免侧向翻倒。在图2和图3中所示的示例中，防护杆140被构造成环箍结构(hoop structure)，所述环箍结构具有两个向前延伸的构件和连接所述构件的远端的横杆。弹性保险杠144可被附接，以接触防护杆140上的点。

因为防护杆140可支撑交通工具的重量并且还可防止翻倒，所以单轮车100可放置成两种模式。第一模式或操作模式可包括用单个车轮接触支撑表面142在大体垂直的取向上骑乘交通工具。第二模式或停放模式可包括用防护杆接触支撑表面142将交通工具放置在向前倾斜位置中。第二模式可要求至少部分地禁用或停用控制器和/或马达，以便不自动地传感和补偿交通工具的向前翻倒姿势。

座椅组件130可以可操作地连接到框架部分106并由框架部分106支撑。继续参照图2和图3，以及更具体地参照图6，座椅组件130可包括由调整组件150可调整地安装到支撑框架148的座椅部分146，所述调整组件150包括以减振器152的形式的弹簧。座椅部分146可包括经构造支撑骑车人在就座位置中的任何合适结构，并且还可经构造允许骑车人在蹲着或站着的位置中跨立于座椅。例如，座椅部分146可包括标准摩托车或自行车座椅。

如图6中所示，座椅在一个或多个方向上可以是可调整的。在所示的示例中，由调整组件150在带槽的铰链连接部上的前端处和在连接到减振器152的带槽的支架上的后端处支撑座椅。减振器152的上端可以可选择地安置在槽中且夹紧在适当位置，如通过与通常用于将自行车车轮附接到自行车叉状脱落件(dropout)的那些夹钳类似的快速断开杆操作夹钳。因为后部带槽的支架成角度并且减振器152的下端在框架上的固定位置处可枢转，所以改变槽中振动的位置将改变座椅部分146的高度和角度。在一些示例中，座椅部分146可以从地面以上约30英寸调整到约38英寸。在其他示例中，座椅组件130可在固定位置中安装到框架部分106。在一些示例中，座椅组件130可包括周向框架和/或固定的后手柄，如附图中所示的环箍手柄153。

现在转向图7和图8，并继续参照图2和图3，框架部分106可包括连接到叉状物组件104的可枢转连接件154。可枢转连接件154可包括经构造允许框架部分106相对于叉状物组件104大致左右枢转的任何合适结构。例如，可枢转连接件154可包括在下面进一步描述的以前管角158取向的前管(head tube)156。框架的枢转可以由机械止动件160限制。机械止动件160可包括经构造将框架的枢转限制到预定范围的任何合适结构。在附图中所示的示例中，机械止动件160包括构件162，构件162具有固定到前管156的旋转部分的一端和穿过固定到叉状物组件104的叉状物顶部支架(fork crown bracket)164中的孔伸出的相对端。

框架部分106相对于叉状物组件104的枢转可另外地或可替代地由四连杆机构限制。图9中示出了示意性四连杆机构166。机构166可包括在四个枢转连接部A、B、C和D处附接到彼此的四个连杆168、170、172和174。在此示例中，相对的成对连杆在长度上基本等同并且相互平行。如图9中所示，如果连杆168被保持固定，则其他三个连杆可从一侧枢转到另一侧，并且相对的连杆总是保持基本相互平行。因此，机构166可称为平行四边形的四连杆机构。重要的是在此示例中，与连杆168相对的连杆172在连杆的整个枢转过程中保持相同取向。

返回到图8，概念上的四连杆机构166可以在所示的框架部分106的示例中实施。在此示例中，框架部分106包括在前端处附接到钟形曲柄支架178和在后端处附接到叉状物顶部支架164的拉杆176。拉杆176平行于框架部分106的中心线并从框架部分106的中心线偏移到一侧。因此，在此实施例中，叉状物顶部支架164对应于连杆168，拉杆176对应于连杆170，钟形曲柄支架178对应于连杆172，并且框架部分106对应于连杆174。

钟形曲柄支架178可包括构造有彼此偏移的两个可旋转连接部的任何合适连接结构。在所示的示例中，钟形曲柄支架178是水滴形板，其中拉杆附接到水滴的较小端且手柄杆附接在水滴的较大端处。由于其在此上下文中的类似功能，钟形曲柄支架178可以可互换地称为“前钟形曲柄”并且叉状物顶部支架164可以可互换地称为“后钟形曲柄”。手柄杆附接件通过包括可旋转前管180而形成为枢转连接件，所述可旋转前管180经构造使得手柄杆128相对于框架部分106可独立地枢转，但可枢转地联接到钟形曲柄支架178使得它们一起转动。

如在机构166中，这形成了具有在支架164处的固定连杆和四个可旋转连接件的平行四边形四连杆机构。为了促进该机构回到中立的中心位置，可包括复位弹簧或其他偏置机构。例如，复位弹簧181可起作用，以使框架部分回到中心位置。在一些示例中，复位弹簧181可包括在线轴式支架(spool-type bracket)的任一侧上相对于拉杆串联或同轴安装的两个弹簧。

在框架部分106的枢转端处绕前管156左右摆动框架部分106的自由端引起手柄杆128随着框架摆动。然而，四连杆机构引起手柄杆128总是保持与Y轴线大致平行。除了别的以外，这方便骑车人直观的转向体验。

如图2和图3中最佳地看到，叉状物组件104将框架部分106连接到车轮组件102，并且可包括经构造跨立于车轮组件的两个主支腿182，其中两个支腿的近端184在叉状物顶部支架164处相遇或连接到叉状物顶部支架164。与典型的叉状物不同，本文的远端186可附接到与旋转轴线110间隔开的车轮组件上的点。例如，车轮组件102可包括左轮毂盖板和右轮毂盖板188和190，并且支腿182的远端186可在旋转轴线上面的点处各自附接到相应的轮毂盖板，如附图中所示。

叉状物组件104还可包括诸如后格架185的附加撑杆和/或构架。后格架185可包括经构造加固支腿182和叉状物顶部支架164之间连接的任何合适结构，并且还可有利于叉状物组件104到单轮车100的其他部件的连接。例如，后格架185可包括管状框架部件、连接点、支承板和/或撑杆。在一些示例中，后格架185可提供用于附接如图2和图3中所示的挡泥板187的支撑和连接构架。

轮毂盖板188和190各自可包括经构造基本上覆盖车轮108在轮辋直径内的侧向部分并为叉状物104和设置在空间122内的驱动系统提供支撑性连接点的任何合适的刚性结构。轮毂盖板中的一个或两个可包括支架、撑杆和/或经构造有利于刚性支撑结构的其他加固部分。轮毂盖板188和190各自可包括如用于在不除去轮毂盖板的情况下接近空间122内的一个或多个电池的孔或接近端口。叉状物组件104的非常规附接可促进此类穿过车轮一侧的可接近性，因为叉状物支腿与接近没有物理干扰。叉状物组件104与单轮车100的其他部件的交互关于图13在下面进一步讨论。

单轮车100的转向可以受上面所述的结构和机构的各种方面影响来为骑车人产生更直观的驾乘体验。通常，可以通过倾斜和重新分配交通工具上的重量完成转向，以便引起车轮去向骑车人期望的地方。可枢转的框架部分和四连杆机构可通过允许骑车人通过将框架的前端和其就坐的座椅转换到交通工具的一侧以进一步重新分配他或她的体重来促进转向。在此活动期间保持手柄杆128相对于车轮成直角可进一步帮助转向。另外，当框架到达机械止动点时，添加的转矩被置于叉状物组件上并因此置于车轮组件上。

进一步帮助直观转向体验的是框架至叉状物连接件的几何结构。如上所述，在前管156处的枢转点连接件可以成角度并位于交通工具的正中央(midpoint)后面。前管角158可以在约15度至约35度的范围中，并且本发明人已发现约20度的角是合适的。前管156可被偏移使得穿过前管的中心长轴线画出的假想线192在其中车轮108接触支撑表面142的点后面与支撑表面142相交。交点和车轮接触点之间的距离可以为约四英寸至约十英寸，并且在一些示例中，可以约为五英寸，然而其他偏移可以是合适的。

现在转向图10和图11，在两个不同的等距视图中示出了适合于与单轮车100一起使用的说明性驱动系统200。另外，在图12中，系统200被示出仅具有等距视图中所示的某些驱动部件，以说明那些部件之间的关系。驱动系统200可包括经构造基本安装在车轮108或类似车轮的内部空间122内且提供持续的旋转力在任一方向上旋转车轮从而引起交通工具横穿支撑表面142行驶的任何合适的装置和部件。在此示例中，驱动系统200包括壳体202、两个电马达204和206、主驱动滑轮208、副轴210、副轴滑轮212、主凸耳滑轮214和轮轴(axle)216。

壳体202可包括经构造容纳控制器和电池或多个电池并提供结构支撑和连接点用于安装各种驱动部件的任何合适结构。在此示例中，壳体202是刚性金属壳体，其具有用于容纳与控制器16基本类似的电子控制器(不可见)的上隔室218、用于容纳一个或多个电池222的电池隔室220和用于安装驱动系统的各种移动零件的下驱动安装部分224。轮轴216穿过壳体的中心部分，并且在此示例中是其上可支撑和/或安装其他部件的非旋转轴。

电马达204和206可以在相对侧上安装到壳体202，并且横向于单轮车的行驶方向。马达可包括适合于用足够电力驱动车轮108来促进成年人以合理的速度穿过支撑表面142输送的任何电马达。在一些示例中，可以使用单个马达。在一些示例中，可以包括非电动马达，如两冲程内燃发动机或四冲程内燃发动机。在附图中所示的示例中，每个马达是1000瓦的电马达。

马达204和206可以由蓄电池或多个蓄电池222供电。电池222可包括能够向马达204和206提供足够电力持续所期望的使用周期的任何便携式蓄电装置。在一些示例中，电池222可包括锂离子电池和/或铅酸电池。电池222可以被额定为30安培-小时的电池寿命，和150安培的流向马达的峰值电流。如上面所讨论，电池222可容纳在壳体的电池隔室220中，并且可穿过车轮组件102一侧上的接近端口或窗口接近，而无需拆卸交通工具。

马达204和206可以由如图11和图12中所示的相应同步皮带226和228可操作地连接到以主驱动滑轮208的形式的共同的驱动滑轮。由主驱动滑轮208产生的所得转矩由副轴210传输到在壳体202的相对侧上的副轴滑轮212。术语“中间轴(jackshaft)”可以与术语“副轴”可互换地使用。然后，主驱动皮带230将转矩从中间轴滑轮传送到主凸耳滑轮214，主凸耳滑轮214绕静止轮轴216旋转。在一些示例中，可以使用链条或其他传输装置来替换刚刚描述的皮带中的一个或多个皮带。在一些示例中，可包括一个或多个附加的典型支撑部件，如惰轮、皮带张紧器、转矩杆等，其全部执行其标准和公知的功能。

主凸耳滑轮214可包括用于如通过使用凸耳螺母(未示出)将车轮的安装表面120附接到螺纹凸耳来安装车轮108的多个凸耳232。此安装方法可基本上与当更换扁平轮胎时将汽车车轮附接到汽车的标准方法类似。因此，车轮可固定到主凸耳滑轮，并且主凸耳滑轮214的转矩可传送到车轮108。马达204和206由此间接地引起车轮旋转。因此，控制器和相关联的系统可以通过控制马达的速度和方向来控制车轮108的速度和方向。驱动系统200中可以包括一个或多个速度传感器，用于向控制器提供关于马达和/或车轮的实际速度的反馈。

现在转向图13，示出了单轮车100的一部分的后平面图，该后平面图示出叉状物组件104、轮毂盖板188和190、壳体202和轮轴216之间的连接。通常，这些结构如图所示和如下面解释彼此固定，并且车轮108仅安装到如上所述的凸耳滑轮，从而允许车轮绕壳体和在其中没有一个直接附接到车轮的叉状物和轮毂盖板内自由地旋转。如图13中所示，叉状物组件104的支腿182跨立于轮毂盖板，从而直接安装到轮轴上面的板。壳体202直接栓接到左轮毂盖板188，并且还可附接到轮轴216。右盖板190附接到轮轴216。因此，叉状物、轮毂板、壳体和轮轴的组合可形成能够支撑车轮并将转矩和其他力矩从骑车人和转向系统传送到车轮的刚性整体结构。

脚踏件234和236可附接到相应的轮毂板，或者直接附接到轮轴216的相对端。脚踏件234和236可包括经构造支撑在静止和/或站立姿势中的骑车人的脚并将转矩从骑车人的脚传送到车轮组件的任何合适结构。在一些示例中，脚踏件234和236可被铰接以允许它们以所期望的方式折叠。在一些示例中，防护杆238可分别靠近脚踏件234和236设置，如图2和图3中所示。这些防护杆可横向地延伸超过脚踏件234和236的铰接连接部，并且可提供如到当绕过时从脚踏件到骑车人的腿或当将交通工具存放或以其他方式放置在其一侧上时从脚踏件到下表面的保护。

除了上述交通工具转向的其他方面以外，脚踏件234和236也可增强或促进单轮车100的转向。脚踏件可以由骑车人用作转向控制输入部。因为前管156处的转向枢轴在车轮的旋转轴线后面，所以骑车人能够直接在车轮上赋予扭曲，就好像站在支点上平衡的厚木板。此扭曲可引起车轮倾斜并遵循转弯弧度。结合骑车人身体的倾斜和手柄杆的左右移动，此骑车人/脚踏件交互可允许骑车人在转向中有许多自由度。这进而可有利于诸如穿过不平坦地形的任务。

适合于在根据本公开构造的单轮车中使用的驱动系统的其他示例在图14-16中示出并且通常以300表示。驱动系统300是无轮毂的驱动系统，也称为轮辋驱动系统。在此示例中，单轮车的车轮是无轮毂的车轮302，其可包括轮辋304和所附接的轮胎306，但不包括诸如安装表面120或轮辐124的结构。驱动系统300可包括设置在轮辋304的内部空间310内的壳体308、由皮带316可操作地连接到一个或多个相应驱动滑轮314的一个或多个电池供电的马达312、与每个驱动滑轮314相关联的一个或多个驱动链轮318和设置在轮辋304的内表面上的环形齿轮320。惰辊322可以在绕轮辋的圆周的不同点处附接到壳体308，以保持壳体正确地安置在轮辋内。在其他示例中，惰辊本身可由一个或多个马达驱动，通过与轮辋304直接交互来提供摩擦驱动。在一些示例中，驱动系统300和/或壳体308可以不占用空间310的整体，在车轮中留下开口或空隙或穿过空间并揭示组件的无轮毂性质。这种类型的空隙空间的示例被示出在图14中的壳体上面。

驱动系统300可操作，以通过控制马达312经由同轴滑轮314旋转驱动链轮318来旋转车轮302。然后轮辋和车轮的旋转可由旋转的驱动链轮和相对于轮辋固定的互补环形齿轮之间的交互引起。在一些示例中，驱动链轮和环形齿轮具有互补的齿。在一些示例中，驱动链轮是带齿的，并且环形齿轮是固定到轮辋并具有与链轮的齿对应的空间的驱动链条。

叉状物组件可直接地或经由轮毂板附接到壳体308，与上述关于单轮车100的连接类似。因为车轮是无轮毂的并且驱动器和壳体可装入车轮的下部分中，所以可包括开放空间，以揭示车轮的无轮毂性质。在一些示例中，此空间可用于容纳一个或多个电池。在一些示例中，电池或多个电池可容纳在对置的驱动马达之间的空间中，如在图14中所示的空间324中。

图17是其中所安装的附件340可操作地连接到车轮组件而不是如上面示例中所述的为骑车人安装的座椅的说明性实施例的等距视图。所安装的附件340可以是经构造在根据本公开的单轮车上搬运、运输或以其他方式移动负载穿过支撑表面的任何合适结构。在图17中所示的示例中，所安装的附件340包括轮床342。在此示例中，轮床342可以可操作地连接到由与驱动系统200或300类似的驱动系统驱动的基本上类似于车轮组件102的车轮组件344。因为车轮组件102可通过倾斜转向并且相对于俯仰自动地控制平衡，所以诸如轮床342和车轮组件344的组合的交通工具可有利于由抓住轮床的一端的操作者移动患者。交通工具的运输可与操作独轮车类似地完成，但可显著地比尤其在崎岖的地形上或穿过长的距离搬运轮床或手动推动或拉动轮床更容易。

此示例中的交通工具能够搬运重达350磅的患者。该交通工具能够以高达每小时六英里的速度移动并且能够与轮床上的乘用者向上移动高达约30％斜坡度的倾斜。在一些示例中，具有轮床342的交通工具可包括可以不用工具移除的可拆卸电池并且该电池可具有六小时的充电时间。

在一些示例中，转向区域可位于轮床342的一端处，并且可包括节气门控件、开/关按钮、倾斜调整控件、制动控件和用于显示所需的信息(例如，山斜坡度、速度、电池寿命、当前重量等)的诸如显示屏的其他所需的特征。该交通工具可以被调整使得在转向区域处走在交通工具后面的驾驶员可以保持轮床的重心在车轮上面。转向构造可允许驾驶员在顺时针方向或逆时针方向上旋转基本水平安置的轮床，以便在移动的同时实现转向。当交通工具不使用时，轮床的一端可以以停放构造抵靠地面。在一些示例中，轮床342可配备有快速释放机构(未示出)，从而允许轮床从车轮组件快速移除。

示例和其他细节

与诸如单轮车10或单轮车100的交通工具相关联的任何用户接口或控件可包括经构造允许操作者向控制器传送信息或执行控制器本身的一个或多个功能的任何合适物理或虚拟用户接口。例如，用户接口可包括诸如控制杆、拨盘、开关、滑块、按钮、键盘和/或旋钮的一个或多个可操纵控件，其中任何一个可机械地或虚拟地实现，如经由显示屏或其他显示器上的图形用户接口(GUI)。任何可操纵的控件可由操作者的身体部分，如由手、脚和/或一个或多个手指或脚趾操纵。在一些示例中，用户接口可包括能够语音识别的语音接口，操作者可通过所述语音接口向控制器提供语音命令。在一些示例中，用户接口可包括可佩戴的计算装置，如衣服制品或腕式或头戴式接口。在一些示例中，用户接口可包括在操作者的身体上植入或在操作者的身体中植入的任何合适装置。

诸如单轮车10和单轮车100的单轮车可以是电动的并且因此不存在与以天然气为动力的发动机相关联的传统噪音。在一些实施例中，单轮车10可包括声音特征，使得单轮车10可发出以天然气为动力的发动机噪音。其他声音特征可包括启动声音、旋转声音、断电声音和/或任何其他所需的声音。声音特征可以以电子方式控制，如通过调制到一个或多个马达的控制信号。在一些示例中，这可包括脉冲宽度调制。声音特征可以以电子方式触发，以基于单轮车10的相关联动作输出(例如，转动键来启动单轮车10可引起启动声音；单轮车10的移动可引起旋转或移动声音等)。声音特征的输出可由马达本身产生，或者可通过联接到单轮车10的一个或多个扬声器发生，所述一个或多个扬声器与单轮车10的控制器通信。

各种附件和辅助部件可包括在根据本公开的单轮车中。例如，单轮车可包括一个或多个头灯、尾灯、反射表面、把手、转向信号灯、警示灯和/或诸如交通工具喇叭或铃的声响警告装置。

在一些示例中，单轮车可包括充电接口，以允许交通工具连接到充电装置。该充电接口可包括连接器或用于感应功率传输的非接触式磁性线圈。

本公开的一些实施例可描述为包括无中心车轮的一轮式交通工具。

本公开的一些实施例可描述为具有两个马达以允许冗余、不同速度设置和/或可变转矩而不改变驱动齿轮比的动力交通工具。

本公开的一些实施例可描述为包括安装在车轮中的电池舱内的具有约20安培-小时或约30安培-小时容量的可充电锂离子电池。在一些实施例中，棱柱形电池的形状系数可以与一些自动的电动交通工具中使用的电池类似。在其他实施例中，可以使用密封的约20安培-小时铅酸电池。

本公开的一些实施例可描述为具有在电池舱上面容纳在车轮内的一个或多个电子控制器的一轮式交通工具。此布置可通过将电子部件靠近电池放置来有利于热管理，从而缩短所需的布线长度并减少相关联的热损耗、电缆连接器和电缆故障。在一些实施例中，陀螺仪控制器板可放置在用于控制电驱动马达的两个马达控制器的约三英寸内，并且马达控制器可放置在电池和驱动马达的约八英寸内。

本公开的一些实施例可描述为具有软件控件的一轮式交通工具。该交通工具可包括计算机硬件和软件以及连接到并通过无线网络或其他网络(例如无线局域网、蜂窝、3G、4G、LTE、电缆连接器等)交互的能力。该交通工具可包括一个或多个计算系统，所述一个或多个计算系统可包括诸如显示屏、存储器、处理器、无线天线等的标准特征。该交通工具也可经构造与诸如笔记本电脑、平板电脑、PDA和/或智能电话的计算机交互或接口。

本公开的一些实施例可描述为具有软件控件的一轮式交通工具，所述软件控件经构造控制诸如交通工具、灯、收音机、安全特征和/或安全和骑乘特征的远程起动的各种功能。软件可通过网络与智能电话或其他计算装置配对，使得智能电话或其他装置可以与该交通工具交互，以访问、监视和/或控制此类功能。

本公开的一些实施例可描述为具有硬件和软件控件的一轮式交通工具，所述硬件和软件控件经构造产生无线热点。该交通工具可与智能电话或其他电子装置配对，使得当智能电话在热点的范围内时，该交通工具可解锁某些安全特征。当智能电话在范围内时或在从智能电话接收指示来解锁特征(例如，用户输入指示解锁车的密码)时，该交通工具可自动地解锁安全特征。在一些实施例中，该交通工具可以在任何网络上并且可通过此类网络与智能电话或其他计算装置配对，以控制，访问或监视安全特征。交通工具控制器系统可具有车载网站，所述车载网站可通过车载无线(例如，无线局域网)热点呈现给外部无线启动装置。可仅需要标准网页浏览器。

本公开的一些实施例可描述为一轮式交通工具，所述一轮式交通工具具有约12.5英里每小时的速度；约20英里的范围；共约2000瓦功率的两个1000瓦马达；约30安培-小时的电池寿命；和流向电马达的约150安培的峰值电流。

本公开的一些实施例可描述为具有姿态调整或倾斜特征的一轮式交通工具。姿态调整可允许骑车人在自平衡交通工具的平衡点中作出微小的调整。这允许骑车人发现他或她的特定平衡点，以便他或她可以通过向前倾斜或向后倾斜分别容易地控制交通工具的加速和减速。平衡点可以受骑车人的个人身体几何形状和重量分配影响。另外，平衡点可以受地形影响，如当沿山向上或向下骑时。在这些示例中，倾斜调整可有益于保持骑车人舒适和平衡。

本公开的一些实施例可描述为具有带有向上和向下按钮的姿态调整控件的一轮式交通工具。按下向上姿态调整按钮可向交通工具的平衡点添加小的负偏移，从而引起交通工具的车头向上俯仰。按下向下姿态调整按钮可向交通工具的平衡点添加小的正偏移，从而引起交通工具的车头向下俯仰。

本公开的一些实施例可描述为具有姿态调整系统的一轮式交通工具，其中偏移值存储在非易失性存储器中，以便所述偏移存在于电力循环之间，从而一旦电接通并且平衡接合，允许骑车人平衡该交通工具进行骑乘。

基于上面的描述和相关联的附图，下列以编号段落的形式的示例描述了本公开的设备和方法的各种实施例。

A0.一种一轮式交通工具，其包括：

单个车轮组件，所述单个车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋以及附接到所述轮辋的轮胎；

电驱动系统，所述电驱动系统联接到所述车轮组件并基本上容纳在所述轮辋的内圆周内；

框架，所述框架包括具有大体垂直于所述车轮的旋转轴线延伸的延伸构件的主体和可操作地连接到所述主体的叉状物，所述叉状物具有跨立于所述车轮组件的两个支腿；

其中所述叉状物的支腿中的每个支腿的远端仅在从所述车轮的旋转轴线间隔开的相应连接处附接到所述车轮组件。

A1.根据段落A0所述的交通工具，其中所述交通工具经构造以操作模式行驶，在所述操作模式中，所述交通工具仅用接触支撑表面的单个车轮组件行驶。

A2.根据段落A1所述的交通工具，其中所述交通工具还经构造在所述操作模式和停放模式之间转换，在所述停放模式中，所述框架绕所述车轮的轴线旋转使得所述延伸构件接触所述支撑表面并阻止所述交通工具的横向翻倒。

A3.根据段落A0所述的交通工具，其中所述交通工具绕轮轴旋转，并且当所述交通工具处于操作模式时，所述叉状物的远端中的每个远端相对于所述支撑表面在所述轮轴上面附接到所述车轮组件。

A4.根据段落A3所述的交通工具，所述电驱动系统还包括电池，其中所述电池穿过所述车轮组件的侧部是可接近的，而无来自所述叉状物的干扰。

A5.根据段落A3所述的交通工具，所述车轮组件还包括设置在所述车轮的第一横向侧之上的第一轮毂盖和设置在所述车轮的与所述第一侧相对的第二横向侧之上的第二轮毂盖，所述第一轮毂盖固定到所述轮轴并且所述第二轮毂盖固定到所述驱动系统。

A6.根据段落A5所述的交通工具，其中所述叉状物支腿的远端分别附接到所述第一轮毂盖和所述第二轮毂盖。

A7.根据段落A0所述的交通工具，其中所述延伸构件包括环箍结构。

A8.根据段落A7所述的交通工具，其中所述环箍结构包括大体垂直于所述旋转轴线延伸的两个支腿和刚性地连接所述两个支腿的远端的平行于所述旋转轴线取向的横杆。

B0.一种一轮式交通工具，其包括：

车轮组件，所述车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋；

电驱动系统，所述电驱动系统联接到所述车轮组件并基本上被容纳在所述轮辋的内圆周内；

大体垂直于所述车轮的旋转轴线取向的框架，所述框架具有自由端部分和枢转端部分；

手柄杆，所述手柄杆可操作地连接到所述框架的自由端部分；和

支撑组件，所述支撑组件具有可枢转地连接到所述框架的枢转端部分的第一端和固定到所述车轮组件的第二端；

其中所述框架经构造相对于所述车轮组件左右枢转，且受机械止动件限制。

B1.根据段落B0所述的交通工具，其中所述连接器组件和所述框架之间的可枢转连接件包括设置在延伸穿过所述旋转轴线的垂直线后面的前管。

B2.根据段落B1所述的交通工具，其中所述前管角相对于垂直面为约15度至约35度。

B3.根据段落B2所述的交通工具，其中所述前管角为约20度。

B4.根据B1所述的交通工具，其中所述垂直线在第一点处与支撑表面相交，穿过所述前管的长轴的线在第二点处与所述支撑表面相交，并且所述前管从所述垂直线偏移使得相对于交通工具行驶的向前方向所述第二点在所述第一点后。

B5.根据段落B0所述的交通工具，还包括用于承载骑车人的重量的座椅组件，所述座椅组件在所述自由端和所述枢转端之间可操作地连接到所述框架。

B6.根据段落B5所述的交通工具，所述座椅组件还包括可调整弹簧，所述可调整弹簧经构造吸收振动并调整所述座椅组件相对于所述框架的高度。

B7.根据段落B0所述的交通工具，还包括可操作地连接到所述框架的自由端部分的第一钟形曲柄、可操作地连接到所述框架的枢转端部分的第二钟形曲柄和将所述第一钟形曲柄连接到所述第二钟形曲柄的拉杆，其中所述第一钟形曲柄、第二钟形曲柄、框架和拉杆一起形成平行四边形的四连杆机构。

B8.根据段落B7所述的交通工具，其中所述第二钟形曲柄是固定的，并且所述手柄杆可操作地连接到所述第一钟形曲柄使得所述四连杆机构经构造在所述框架左右枢转时保持所述手柄杆相对于所述车轮组件的取向基本上恒定。

B9.根据段落B7所述的交通工具，其中所述四连杆机构还包括偏置构件，所述偏置构件经构造将所述框架朝向中立的左右取向偏置。

B10.根据段落B9所述的交通工具，其中所述偏置构件包括弹簧，所述弹簧安装成与所述拉杆同轴。

C0.一种一轮式交通工具，其包括：

车轮组件，所述车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋；

驱动系统，所述驱动系统联接到所述车轮组件并包括电马达；

用于控制所述电马达的可变速度和方向的控制器，所述控制器与姿态传感系统电子通信；

其中所述驱动系统、控制器和姿态传感系统都基本上被容纳在所述轮辋的内圆周内；以及

进一步地，其中所述控制器经构造自动地调整所述马达的速度和方向，而无需手动的节气门控制，以减少由所述姿态传感系统测量的俯仰和零俯仰设定点之间的差异。

C1.根据段落C0所述的交通工具，还包括与所述控制器电子通信的第一用户输入装置，所述第一用户输入装置由用户操作来向所述控制器提供可选择的姿态偏移量，其中所述控制器经构造在比较所调整的设定点和所测得的俯仰之前以所述偏移量调整所述零俯仰设定点。

C2.根据段落C1所述的交通工具，其中所述第一用户输入装置包括安装到所述手柄杆的两按钮开关，其中两个按钮中的第一按钮提供正的姿态偏移量并且所述两个按钮中的第二按钮提供负的姿态偏移量。

C3.根据段落C1所述的交通工具，其中所选择的姿态调整量保存在非易失性存储器中，用于在将电力循环到所述控制器之后保持所调整的零俯仰设定点。

C4.根据段落C0所述的交通工具，其中所述姿态传感系统包括俯仰传感器和摇摆传感器，所述俯仰传感器经构造确定所述交通工具绕与所述车轮的旋转轴线平行的轴线的上下旋转，所述摇摆传感器经构造确定所述交通工具绕与交通工具行驶方向平行的轴线的左右旋转。

C5.根据段落C4所述的交通工具，其中所测得的俯仰对应于从所述俯仰传感器接收的俯仰输入。

C6.根据段落C5所述的交通工具，其中所述控制器经构造基于从所述摇摆传感器接收的摇摆输入来补偿所接收的俯仰输入中的俯仰误差。

C7.根据段落C4所述的交通工具，其中所述控制器经构造响应于指示所述交通工具已经翻倒的所接收的摇摆输入来切断供所述交通工具的电力。

C8.根据段落C0所述的交通工具，还包括与所述控制器电子通信的第二用户输入装置，所述第二用户输入装置由用户操作来向所述控制器提供可选择的可变制动输入。

C9.根据段落C8所述的交通工具，其中所述控制器经构造响应于从所述第二用户输入装置接收制动输入仅使用再生制动系统来使所述交通工具减速。

C10.根据段落C8所述的交通工具，其中所述第二用户输入装置包括安装到所述手柄杆的手操作制动控制杆。

上面所阐述的公开可包括具有独立实用性的多个不同发明。虽然这些发明中的每个发明已经以其优选的形式公开，但是如本文所公开和说明的其具体实施例并不以限制意义加以考虑，因为许多变化都是可能的。本发明的主题包括本文所公开的各种元件、特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。下列权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。以特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合实施的发明可被要求在保护本申请或相关申请的优先权的申请中进行保护。此类权利要求无论涉及不同的发明或相同的发明并且无论在范围上更宽、更窄或与原权利要求相同或不同，也被视为包括在本公开的各发明的主题内。

Claims (31)

1.一种一轮式交通工具，其包括：

车轮组件，所述车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋；

电驱动系统，所述电驱动系统联接到所述车轮组件并基本上被容纳在所述轮辋的内圆周内；

大体垂直于所述车轮的旋转轴线取向的框架，所述框架具有自由端部分和枢转端部分；

手柄杆，所述手柄杆可操作地连接到所述框架的自由端部分；和

支撑组件，所述支撑组件具有可枢转地连接到所述框架的枢转端部分的第一端和固定到所述车轮组件的第二端；

其中所述框架被构造为相对于所述车轮组件左右枢转，且受机械止动件限制。

2.根据权利要求1所述的交通工具，其中在所述连接器组件和所述框架之间的可枢转连接件包括设置在延伸穿过所述旋转轴线的垂直线后面的前管。

3.根据权利要求2所述的交通工具，其中所述前管角相对于垂直面为约15度至约35度。

4.根据权利要求3所述的交通工具，其中所述前管角为约20度。

5.根据权利要求2所述的交通工具，其中所述垂直线在第一点处与支撑表面相交，穿过所述前管的长轴的线在第二点处与所述支撑表面相交，并且所述前管从所述垂直线偏移使得相对于交通工具行驶的向前方向所述第二点在所述第一点后面。

6.根据权利要求1所述的交通工具，还包括用于承载骑车人的重量的座椅组件，所述座椅组件在所述自由端和所述枢转端之间可操作地连接到所述框架。

7.根据权利要求6所述的交通工具，所述座椅组件还包括可调整弹簧，所述可调整弹簧被构造为吸收振动并调整所述座椅组件相对于所述框架的高度。

8.根据权利要求1所述的交通工具，还包括可操作地连接到所述框架的自由端部分的第一钟形曲柄、可操作地连接到所述框架的枢转端部分的第二钟形曲柄和将所述第一钟形曲柄连接到所述第二钟形曲柄的拉杆，其中所述第一钟形曲柄、第二钟形曲柄、框架和拉杆一起形成平行四边形的四连杆机构。

9.根据权利要求8所述的交通工具，其中所述第二钟形曲柄是固定的，并且所述手柄杆可操作地连接到所述第一钟形曲柄，使得所述四连杆机构被构造为在所述框架左右枢转时保持所述手柄杆相对于所述车轮组件的取向基本上恒定。

10.根据权利要求8所述的交通工具，所述四连杆机构还包括偏置构件，所述偏置构件被构造为将所述框架朝向中立的左右取向偏置。

11.根据权利要求10所述的交通工具，其中所述偏置构件包括弹簧，所述弹簧被安装成与所述拉杆同轴。

12.一种一轮式交通工具，其包括：

车轮组件，所述车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋；

驱动系统，所述驱动系统联接到所述车轮组件并包括电马达；

用于控制所述电马达的可变速度和方向的控制器，所述控制器与姿态传感系统电子通信；

其中所述驱动系统、控制器和姿态传感系统都基本上被容纳在所述轮辋的内圆周内；并且

其中所述控制器还被构造为自动地调整所述马达的速度和方向，而无需手动的节气门控制，以减少由所述姿态传感系统测量的俯仰和零俯仰设定点之间的差异。

13.根据权利要求12所述的交通工具，还包括与所述控制器电子通信的第一用户输入装置，所述第一用户输入装置由用户可操作来向所述控制器提供可选择的姿态偏移量，其中所述控制器被构造为在比较所调整的设定点和所测量的俯仰之前以所述偏移量调整所述零俯仰设定点。

14.根据权利要求13所述的交通工具，其中所述第一用户输入装置包括安装到所述手柄杆的两按钮开关，其中两个按钮中的第一按钮提供正的姿态偏移量并且所述两个按钮中的第二按钮提供负的姿态偏移量。

15.根据权利要求13所述的交通工具，其中所选择的姿态调整量被保存在非易失性存储器中，用于在将电力循环到所述控制器之后保持所调整的零俯仰设定点。

16.根据权利要求12所述的交通工具，其中所述姿态传感系统包括俯仰传感器和摇摆传感器，所述俯仰传感器被构造为确定所述交通工具绕着与所述车轮的旋转轴线平行的轴线的上下旋转，所述摇摆传感器被构造为确定所述交通工具绕着与交通工具行驶方向平行的轴线的左右旋转。

17.根据权利要求16所述的交通工具，其中所测量的俯仰对应于从所述俯仰传感器接收的俯仰输入。

18.根据权利要求17所述的交通工具，其中所述控制器被构造为基于从所述摇摆传感器接收的摇摆输入来补偿所接收的俯仰输入中的俯仰误差。

19.根据权利要求16所述的交通工具，其中所述控制器被构造为响应于指示所述交通工具已经翻倒的所接收的摇摆输入来切断供所述交通工具的电力。

20.根据权利要求12所述的交通工具，还包括与所述控制器电子通信的第二用户输入装置，所述第二用户输入装置由用户可操作来向所述控制器提供可选择的可变制动输入。

21.根据权利要求20所述的交通工具，其中所述控制器被构造为响应于从所述第二用户输入装置接收制动输入，仅使用再生制动系统来使所述交通工具减速。

22.根据权利要求20所述的交通工具，其中所述第二用户输入装置包括安装到所述手柄杆的手操作制动控制杆。

23.一种一轮式交通工具，其包括：

单个车轮组件，所述单个车轮组件包括具有旋转轴线的单个车轮和具有内圆周的轮辋以及附接到所述轮辋的轮胎；

电驱动系统，所述电驱动系统联接到所述车轮组件并基本上被容纳在所述轮辋的内圆周内；

框架，所述框架包括具有大体垂直于所述车轮的旋转轴线延伸的延伸构件的主体和可操作地连接到所述主体的叉状物，所述叉状物具有跨立于所述车轮组件的两个支腿；

其中所述叉状物的支腿中的每个支腿的远端仅在从所述车轮的旋转轴线间隔开的相应连接处附接到所述车轮组件。

24.根据权利要求23所述的交通工具，其中所述交通工具被构造为以操作模式行驶，在所述操作模式中，所述交通工具仅用接触支撑表面的所述单个车轮组件行驶。

25.根据权利要求24所述的交通工具，其中所述交通工具还被构造为在所述操作模式和停放模式之间转换，在所述停放模式中，所述框架绕着所述车轮的轴线旋转使得所述延伸构件接触所述支撑表面并阻止所述交通工具的横向翻倒。

26.根据权利要求23所述的交通工具，其中所述车轮绕着轮轴旋转，并且当所述交通工具处于所述操作模式时，所述叉状物的远端中的每个远端相对于所述支撑表面在所述轮轴上面附接到所述车轮组件。

27.根据权利要求26所述的交通工具，所述电驱动系统还包括电池，其中所述电池穿过所述车轮组件的侧部是可接近的，而无来自所述叉状物的干扰。

28.根据权利要求26所述的交通工具，所述车轮组件还包括设置在所述车轮的第一横向侧之上的第一轮毂盖和设置在所述车轮的与所述第一侧相对的第二横向侧之上的第二轮毂盖，所述第一轮毂盖固定到所述轮轴并且所述第二轮毂盖固定到所述驱动系统。

29.根据权利要求28所述的交通工具，其中所述叉状物的支腿的远端分别附接到所述第一轮毂盖和所述第二轮毂盖。

30.根据权利要求23所述的交通工具，其中所述延伸构件包括环箍结构。

31.根据权利要求30所述的交通工具，其中所述环箍结构包括大体垂直于所述旋转轴线延伸的两个支腿和刚性地连接所述两个支腿的远端的平行于所述旋转轴线取向的横杆。