CN105172959B - 平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡车，包括：基座；两个车轮；平衡车控制器，安装在基座内；两个挡泥板，分别与对应的车轮配合；至少一个安装在挡泥板上的红外反射式感应开关，红外反射式感应开关包括：发射元件，用于向基座上方空间发射红外线；接收元件，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作。本发明采用红外反射式感应开关灵敏度更高，使用寿命更长，且对骑行者体重无限制，更人性化；将红外反射式感应开关安装在挡泥板，不仅有利于发射元件向基座上方空间发射红外线，而且隐蔽性好，相对于现有技术而言，基座上不再需要复杂的机械结构设计，平衡车的结构简单且体积小。

Description

平衡车

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，具体涉及平衡车。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

如授权公告号为CN204452811U的专利文献公开了一种电动平衡车，包括主体、通过轮轴连接于主体上的两车轮、通过转动机构连接于主体上的支撑杆及连接于支撑杆端部的把手部；所述支撑杆包括第一杆部、可相对第一杆部滑动的第二杆部及锁定机构。由于第二杆部可以相对第一杆部收缩或拉伸，在骑行电动平衡车时，支撑杆可以拉伸到适合的长度，以方便用户的骑行；在用户不骑行时，可以将支撑杆收缩，减小支撑杆的长度，从而减少电动平衡车占用的空间，方便用户携带和收藏。

感应脚踏结构是平衡车的重要组成部分，通过相应的感应开关感知人体的动作，然后启动电机，保持平衡。现有技术通常采用对射式红外光耦开关进行控制。如图1～3所示，是现有的一种平衡车，包括橡胶脚踏垫1、脚踏垫板2、上盖3、盖板4、4个脚踏按键5、4个脚踏按键固定座6、平衡车控制器8以及4个与平衡车控制器电连接的对射式红外光耦开关7，每个对射式红外光耦开关包包括相对设置的发射元件和接收元件，该平衡车开关的控制原理见图4。具体工作时，平衡车总电源开关被打开时整车通电，但是控制器没有输出，电机处于静止状态，当人站立在橡胶脚踏垫时，橡胶脚踏变形，推动脚踏垫板，脚踏垫板推动脚踏按键，脚踏按键变形，下移，阻断对射式红外光耦开关的红外光，对射式红外光耦被阻隔，向平衡车控制器输出开关量信号，平衡车控制器控制电机驱动，使整车处于平衡状态。

上述的脚踏开关的设计具有如下缺陷：

1、都是机械变形量来提供开关信号，机械变形有寿命，长时间、高频率的变形会导致开关灵敏度下降甚至失灵；

2、由于需要提供一个变形量，那么就需要达到相应的重力，对骑行者体重就有了一定的限定；

3、机械变形需要相当大一部分机械结构来提供，增加零部件数量，加大了机械结构的复杂程度，增加成本。

发明内容

本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种平衡车。

本发明采取的技术方案如下：

一种平衡车，包括：

基座；

两个车轮，分别安装在基座的两侧；

电机，用于驱动车轮转动；

平衡车控制器，安装在基座内；

两个挡泥板，分别与对应的车轮配合，且各挡泥板均与基座相对固定；

还包括至少一个安装在挡泥板上的红外反射式感应开关，所述红外反射式感应开关包括：

发射元件，用于向基座上方空间发射红外线；

接收元件，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至所述平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作。

利用红外反射式感应开关来提供一个开关量，感知是否有人站在平衡车上。没有人站在车上时红外反射式感应开关无法形成反射或漫反射，接收元件没有接收到红外线，平衡车控制器无输出；当有人站立在车上时，发射元件发射的红外光会经过人体反射或漫反射后由接收元件接收，并产生接收信号，同时将接收信号传送至所述平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作，保证平衡车处于平衡状态。

将红外反射式感应开关替代现有技术的对射式红外光耦开关，灵敏度更高，使用寿命更长，且对骑行者体重无限制，更人性化；将红外反射式感应开关安装在挡泥板，不仅有利于发射元件向基座上方空间发射红外线，而且隐蔽性好，相对于现有技术而言，基座上不再需要复杂的机械结构设计，平衡车的结构简单且体积小。

本申请中红外反射式感应开关安装在挡泥板上，实际运用时根据平衡车的结构形式，可以更换安装位置，只要能达到本申请的目的即可。

进一步的，两个挡泥板对称设置在两个车轮的相对内侧上。

进一步的，所述挡泥板包括：

弧形部，设置在车轮上部的外周沿上，且与车轮外侧壁具有一间隙；

竖直部，下端与所述基座相对固定，上端与弧形部固定；

所述红外反射式感应开关安装在所述竖直部上。

弧形部能够遮挡车轮运动时，向车轮的径向方向甩出的污泥或污水；竖直部能够防止污水或污泥溅到基座上表面；红外反射式感应开关安装在所述竖直部上，使得发射元件能够较好的向基座上方空间发射红外线。

进一步的，所述红外反射式感应开关有两个，分别安装在对应的挡泥板上，两个红外反射式感应开关并联触发。

左右两个新型红外反射式感应开关，保证不管哪只脚先踩踏平衡车，平衡车都会快速处于平衡状态，并提供了双倍的安全性能，因为当一组开关失灵时，车辆一样会处于平衡状态。

进一步的，所述基座包括相互配合的上盖和下盖，上盖和下盖构成安装空间，所述平衡车控制器设置在安装空间中。

挡泥板和上盖相对固定。挡泥板和上盖可以通过紧固件固定或粘接固定，挡泥板和上盖也可以为一体成型的成体结构。

进一步的，所述上盖的上表面分为左右两个区域，所述红外反射式感应开关的发射元件用于向近处区域的上方空间发射红外线。

本申请的两个车轮分别为左车轮和右车轮，所说的“左右两个区域：指的的是靠近左车轮的左区域，和靠近右车轮的右区域。“红外反射式感应开关的发射元件用于向近处区域的上方空间发射红外线”指的是左车轮附近的发射元件用于向左区域上方空间发射红外线，右车轮附近的发射元件用于向右区域上方空间发射红外线。且红外光线的发射距离可以通过调节功率进行调节，左右两个发射元件分别射向近处区域的上方空间，这样能够保证两个反射式感应开关彼此互不影响。

进一步的，左右两个区域具有用于增加摩擦力的承力区，所述承力区上具有多个凸点或凹点。

凸点凹点既能增加摩擦力，又能提示用户将脚踩在准确的位置上。

为了便于安装，进一步的，发射元件和接收元件设置在同一安装板上，所述安装板固定在挡泥板上。

进一步的，所述红外反射式感应开关还包括安装在安装板上的信号指示灯。

当接收元件接收到红外线时，信号灯同时点亮，提醒骑行者整车处于正常平衡状态。

进一步的，所述发射元件为红外发光二极管，所述接收元件为红外光敏二极管或红外光敏电阻。

本发明还公开了另一种平衡车，包括：

基座，基座的中部具有至少一个凸起部；

两个车轮，分别安装在基座的两侧；

电机，用于驱动车轮转动；

平衡车控制器，安装在基座内；

还包括至少一个安装在所述凸起部上的红外反射式感应开关，所述红外反射式感应开关包括：

发射元件，正对车轮，用于向基座上方空间发射红外线；

接收元件，正对车轮，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至所述平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作。

本发明的有益效果是：将红外反射式感应开关替代现有技术的对射式红外光耦开关，灵敏度更高，使用寿命更长，且对骑行者体重无限制，更人性化；将红外反射式感应开关安装在挡泥板，不仅有利于发射元件向基座上方空间发射红外线，而且隐蔽性好，相对于现有技术而言，基座上不再需要复杂的机械结构设计，平衡车的结构简单且体积小。

附图说明：

图1是现有平衡车的结构示意图；

图2是现有平衡车的爆炸图；

图3是现有平衡车的剖视图；

图4是现有平衡车运用对射式红外光耦开关的原理图；

图5是本发明平衡车的结构示意图；

图6是本发明平衡车的爆炸图；

图7是本发明平衡车运用红外反射式感应开关的原理图；

图8是平衡车第二种实施方式的结构示意图。

图中各附图标记为：

1、橡胶脚踏垫，2、脚踏垫板，3、上盖，4、盖板，5、脚踏按键，6、脚踏按键固定座，7、对射式红外光耦开关，8、平衡车控制器，9、凸点，10、信号指示灯，11、发射元件，12、接收元件，13、挡泥板，14、下盖，15、车轮，16、平衡车控制器，17、弧形部，18、竖直部，19、基座，20、凸起部。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

实施例1

如图5和6所示，一种平衡车，包括：

基座19；

两个车轮15，分别安装在基座的两侧；

电机，用于驱动车轮转动；

平衡车控制器16，安装在基座内；

两个挡泥板13，分别与对应的车轮15配合，且各挡泥板均与基座相对固定；

还包括至少一个安装在挡泥板上的红外反射式感应开关，红外反射式感应开关包括：

发射元件11，用于向基座19上方空间发射红外线；

接收元件12，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至平衡车控制器16，由平衡车控制器控制电机工作。

本实施例中，两个挡泥板13对称设置在两个车轮15的相对内侧上，挡泥板13包括：

弧形部17，设置在车轮15上部的外周沿上，且与车轮外侧壁具有一间隙；

竖直部18，下端与基座19相对固定，上端与弧形部固定；

红外反射式感应开关安装在竖直部18上。

弧形部能够遮挡车轮运动时，向车轮的径向方向甩出的污泥或污水；竖直部能够防止污水或污泥溅到基座上表面；红外反射式感应开关安装在竖直部上，使得发射元件能够较好的向基座上方空间发射红外线。

实际运用时，根据需要可以只采用一个红外反射式感应开关，本实施例中，红外反射式感应开关有两个，分别安装在对应的挡泥板13上，且两个红外反射式感应开关并联触发。左右两个新型红外反射式感应开关，保证不管哪只脚先踩踏平衡车，平衡车都会快速处于平衡状态，并提供了双倍的安全性能，因为当一组开关失灵时，车辆一样会处于平衡状态。

本实施例中，基座19包括相互配合的上盖3和下盖14，上盖3和下盖14构成安装空间，平衡车控制器16和电池设置在安装空间中，本实施例车型轮子为电机轮，无独立的电机，于实际运用时还可以为具有独立的电机，此时电机也设置在安装空间中。挡泥板和上盖相对固定。挡泥板和上盖可以通过紧固件固定或粘接固定，挡泥板和上盖也可以为一体成型的成体结构。

本实施例中，上盖3的上表面分为左右两个区域，红外反射式感应开关的发射元件11用于向近处区域的上方空间发射红外线。

如图5和6所示，本实施例的两个车轮分别为左车轮和右车轮，所说的“左右两个区域：指的的是靠近左车轮的左区域，和靠近右车轮的右区域。“红外反射式感应开关的发射元件用于向近处区域的上方空间发射红外线”指的是左车轮附近的发射元件用于向左区域上方空间发射红外线，右车轮附近的发射元件用于向右区域上方空间发射红外线。且红外光线的发射距离可以通过调节功率进行调节，左右两个发射元件分别射向近处区域的上方空间，这样能够保证两个反射式感应开关彼此互不影响。

本实施例中，左右两个区域具有用于增加摩擦力的承力区，承力区上具有多个凸点9，于实际运用时也可以为凹点。凸点凹点既能增加摩擦力，又能提示用户将脚踩在准确的位置上。

为了便于安装，本实施例中，发射元件11和接收元件12设置在同一安装板上，安装板固定在挡泥板上。红外反射式感应开关还包括安装在安装板上的信号指示灯10。当接收元件接收到红外线时，信号灯同时点亮，提醒骑行者整车处于正常平衡状态。于实际运用时，还可以不设置安装板，发射元件、接收元件和信号指示灯分别独立的安装在挡泥板上。

本实施例中，发射元件11为红外发光二极管，接收元件12为红外光敏二极管或红外光敏电阻。实际运用时可以采用具有相同功能的其他元器件替代。

如图7所示，本实施例利用红外反射式感应开关来提供一个开关量，感知是否有人站在平衡车上。当电源开关被打开，控制器处于工作状态但是无输出，发射元件发射红外光线，无物体遮挡光线时，接收元件接收不到信号，控制器无输出，电机处于断电状态；当有物体遮挡(如有人站立在平衡车上时)发射元件发射的红外光线时，光线经反射或漫反射由接收元件接收并传送至平衡车控制器，控制器发出指令控制电机，使整车处于平衡状态，此时信号灯同时点亮，提醒骑行者整车处于正常平衡状态。

本实施例的平衡车将红外反射式感应开关替代现有技术的对射式红外光耦开关，灵敏度更高，使用寿命更长，且对骑行者体重无限制，更人性化；将红外反射式感应开关安装在挡泥板，不仅有利于发射元件向基座上方空间发射红外线，而且隐蔽性好，相对于现有技术而言，基座上不再需要复杂的机械结构设计，平衡车的结构简单且体积小。

实施例2

如图8所示，一种平衡车基座，包括：

基座19，基座19的中部具有至少一个凸起部20；

两个车轮15，分别转动安装在基座19的两侧；

电机，用于驱动车轮转动；

平衡车控制器，安装在基座内；

还包括至少一个安装在凸起部上的红外反射式感应开关，红外反射式感应开关包括：

发射元件11，正对车轮，用于向基座上方空间发射红外线；

接收元件12，正对车轮，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作。

为了便于安装，本实施例中，发射元件11和接收元件12设置在同一安装板上，安装板固定在凸起部20上。红外反射式感应开关还包括安装在安装板上的信号指示灯10。当接收元件接收到红外线时，信号灯同时点亮，提醒骑行者整车处于正常平衡状态。于实际运用时，还可以不设置安装板，发射元件、接收元件和信号指示灯分别独立的安装在凸起部上。

于本实施例中，凸起部有2个，每个凸起部面向对应车轮的一侧均安装有红外反射式感应开关，且两个红外反射式感应开关并联触发。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种平衡车，其特征在于，包括：

基座；

两个车轮，分别安装在基座的两侧；

电机，用于驱动车轮转动；

平衡车控制器，安装在基座内；

两个挡泥板，分别与对应的车轮配合，且各挡泥板均与基座相对固定；

还包括至少一个安装在挡泥板上的红外反射式感应开关，所述红外反射式感应开关包括：

发射元件，用于向基座上方空间发射红外线；

接收元件，用于接收被人体反射或漫反射的红外线，并产生接收信号，同时将接收信号传送至所述平衡车控制器，由平衡车控制器控制电机工作；

两个挡泥板对称设置在两个车轮的相对内侧上；

所述挡泥板包括：

弧形部，设置在车轮上部的外周沿上，且与车轮外侧壁具有一间隙；

竖直部，下端与所述基座相对固定，上端与弧形部固定；

所述红外反射式感应开关安装在所述竖直部上。

2.如权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述红外反射式感应开关有两个，分别安装在对应的挡泥板上，两个红外反射式感应开关并联触发。

3.如权利要求2所述的平衡车，其特征在于，所述基座包括相互配合的上盖和下盖，上盖和下盖构成安装空间，所述平衡车控制器设置在安装空间中。

4.如权利要求3所述的平衡车，其特征在于，所述上盖的上表面分为左右两个区域，所述红外反射式感应开关的发射元件用于向近处区域的上方空间发射红外线。

5.如权利要求1所述的平衡车，其特征在于，发射元件和接收元件设置在同一安装板上，所述安装板固定在挡泥板上。

6.如权利要求5所述的平衡车，其特征在于，所述红外反射式感应开关还包括安装在安装板上的信号指示灯。

7.如权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述发射元件为红外发光二极管，所述接收元件为红外光敏二极管或红外光敏电阻。