CN105523128B - 电动平衡车及其转向控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动平衡车，包括舱体、以及位于舱体两侧的车轮；舱体的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，舱体上设置有供用户踩踏的脚踏板；脚踏板的下方设置有用于检测用户是否踩踏在脚踏板上且与控制系统信号连接的检测装置，脚踏板或脚踏板下方设置有用于检测用户脚部的活动信息并反馈给控制系统进而控制电动平衡车转向的测距传感器。本发明提供的电动平衡车，转向操控更方便；此外无需设置扭转机构，也简化了电动平衡车的结构。

Description

电动平衡车及其转向控制方法

技术领域

本发明涉及一种代步工具，尤其涉及一种电动平衡车及其转向控制方法。

背景技术

随着经济的发展，能源紧缺、汽车排放污染日益严重、城市堵车普遍等诸多社会问题日益显现。近些年，电动车作为新一代的便捷的交通工具，越来越受到消费者的欢迎。而电动平衡车作为一种新兴的代步工具更是获得了消费者的青睐。专利号为CN201410262108.8的专利文件中就公开了一种电动平衡扭扭车，如图1所示，该电动平衡扭扭车包括顶盖1、内盖2和底盖3，顶盖1、内盖2、底盖3共同相互配合构成电动平衡扭扭车的主体结构，还包括踏板5，用于支撑用户的双脚。当需要转向时，需通过双脚对踏板5施加扭力，从而带动顶盖1、内盖2和顶盖3一起发生扭动，控制系统根据顶盖1、内盖2和顶盖3的扭动信息控制电动平衡扭扭车的转向。此种电动平衡车的转向控制方式虽然解放了用户的双手，但是用脚扭动踏板5以及顶盖1、内盖2、底盖3来维持车体运行，对于初学者来说，难以熟练掌控；另外还需设置使顶盖1、内盖2和底盖3扭转的扭转机构，也导致电动平衡车的结构较为复杂。

因此确有必要对电动平衡车进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操控方便,结构简化的电动平衡车。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电动平衡车，包括舱体、以及位于舱体两侧的车轮；舱体的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，舱体上设置有供用户踩踏的脚踏板；脚踏板的下方设置有用于检测用户是否踩踏在脚踏板上且与控制系统信号连接的检测装置，脚踏板或脚踏板下方设置有用于检测用户脚部的活动信息并反馈给控制系统进而控制电动平衡车转向的测距传感器。

进一步地，脚踏板分为左脚踏板及右脚踏板，左脚踏板及右脚踏板或两者下方均设置有测距传感器，且左脚踏板对应的测距传感器传输给控制系统左/右转信息，右脚踏板对应的测距传感器传输给控制系统右/左转信息。

进一步地，测距传感器设置于用户前脚掌对应处或脚后跟对应处。

进一步地，传感器为超声波传感器或红外传感器。

进一步地，脚踏板为一个，用于支撑用户的双脚，脚踏板或脚踏板下方设有两个测距传感器，当用户踩踏在脚踏板上时，双脚会各踩踏到一个测距传感器上，且左脚踩踏到的测距传感器传输给控制系统左/右转信息，右脚踩踏到的测距传感器传输给控制系统右/左转信息。

本发明还提供了一种电动平衡车，包括舱体、以及位于舱体两侧的车轮；舱体的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，舱体上设置有供用户踩踏的脚踏板；脚踏板的下方设置有用于检测用户是否踩踏在脚踏板上的第一传感器，脚踏板或脚踏板下方设置有第二传感器，当用户其中一只脚的脚掌或者脚后跟或整个脚部脱离脚踏板后，第二传感器能够检测到脱离信号并传输给控制系统进而控制电动平衡车的转向。

进一步地，第二传感器为超声波传感器或红外传感器。

本发明还提供了一种电动平衡车的转向控制方法，电动平衡车包括控制系统、设置于脚踏板或脚踏板下方的测距传感器；转向控制方法包括如下步骤：测距传感器检测用户整个脚部或前脚掌或脚后跟的抬离信息，传输给控制系统，控制系统控制车体转向。

进一步地，脚踏板分为左脚踏板及右脚踏板，左脚踏板及右脚踏板上或两者下方均设置有测距传感器，且左脚踏板对应的测距传感器检测左脚或左脚掌抬离信息，传输给控制系统左/右转信息；右脚踏板对应的测距传感器检测右脚或右脚掌抬离信息，传输给控制系统右/左转信息。

进一步地，当用户脚踏在脚踏板上时，测距传感器检测到用户的脚部与踏板之间存在第一距离，当用户整个脚部或脚掌或脚后跟抬离脚踏板时，测距传感器检测到用户的整个脚部或脚掌或脚后跟与所述踏板之间的第二距离，当第二距离不同于第一距离时，车体转向。

本发明通过在脚踏板或者脚踏板的下方设置测距传感器，用于检测用户的脚部与脚踏板之间的距离是否发生改变来控制电动平衡车的转向，因此，本发明提供了一种新的电动平衡车以及新的电动平衡车的转向控制方法，使电动平衡车的转向操控更方便；此外无需设置扭转机构，也简化了电动平衡车的结构。

附图说明

图1为现有技术中电动平衡扭扭车的拆分示意图。

图2为本发明电动平衡车的立体示意图。

图3为本发明电动平衡车轮轴与车身连接机构示意图。

图4为本发明第二固定座结构示意图。

图5为本发明车轮结构示意图。

图6为图5中A部的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细举例说明本发明的实施方式，本发明的实施例是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的保护范围限制。

实施例一

请参阅图2所示，本发明的电动平衡车包括舱体11、以及位于舱体两侧的车轮14；所述舱体11的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，所述舱体11上设有供用户踩踏的脚踏板，优选地，所述脚踏板分为左脚踏板12和右脚踏板13，在电动平衡车运行和转向的过程中，所述左脚踏板12和右脚踏板13都不会相对于所述舱体11发生扭动，即所述左脚踏板12和右脚踏板13可以一体成型于所述舱体11上，或通过机械连接固定于所述舱体11上，只要能够实现左脚踏板12和右脚踏板13在电动平衡车运行和转向的过程中相对于舱体11不发生扭动即可。如此设置避免了用户踩踏在脚踏板上后，在电动平衡车运行和转向的过程中，脚踏板由于相对于舱体发生扭动而使用户失去平衡进而从电动平衡车上摔下来的危险的发生。所述左脚踏板12和右脚踏板13的下方均设置有用于检测用户是否踩踏在左脚踏板12和右脚踏板13上的检测装置，即所述检测装置位于所述左脚踏板12和右脚踏板13的下方。当打开电动平衡车的电源开关，用户的双脚分别踩踏在左脚踏板12和右脚踏板13上后，检测装置会检测到负载信号，并将负载信号传输给控制系统，控制系统进而控制电动平衡车启动运行。优选地，在本实施例中，所述检测装置为光电开关。在其它实施例中所述检测装置也可以为压力开关或者压力传感器。

所述左脚踏板12和右脚踏板13或者两者下方均设置有用于检测用户双脚的活动信息并将此信息传输给控制系统从而控制电动平衡车转向的测距传感器15。当用户的双脚踩踏在左脚踏板12和右脚踏板13上时，所述测距传感器15能够检测到用户的双脚分别与左脚踏板12和右脚踏板13之间存在第一距离并传输给控制系统；当用户其中一只脚部抬离所述左脚踏板12或右脚踏板13时，所述测距传感器15能够检测到用户的该只脚与左脚踏板12或右脚踏板13之间存在第二距离并传输给控制系统，控制系统通过比对，判断第二距离不同于第一距离时，开始控制车体作出相应转向。优选地，在本实施例中，所述测距传感器15为超声波传感器，除此以外，还可以为红外感应器等，只要能实现本发明即可。

优选地，在本实施例中，所述测距传感器15分别设置于所述左脚踏板12和右脚踏板13，如图2所示，且优选地，在本实施例中，所述测距传感器15均位于所述左脚踏板12和右脚踏板13上用户前脚掌或脚后跟对应处，如图2所示。当用户的双脚踩踏在所述左脚踏板12和右脚踏板13上时，用户双脚的前脚掌或者脚后跟也会同时踩踏在所述测距传感器15上。此处需要说明的是，是用户的前脚掌踩踏在所述测距传感器15上，还是用户的脚后跟踩踏在所述测距传感器15上，是由用户在驾驶电动平衡车时的站姿决定的。若用户双脚踩踏在左脚踏板12和右脚踏板13上时，是双脚脚后跟踩踏在所述测距传感器15上，那么用户转动180度后踩踏在左脚踏板12和右脚踏板13上时，即为双脚的前脚掌踩踏在所述左脚踏板12和右脚踏板13上的测距传感器15上。

当需要转向时，用户只需抬起踩踏在所述测距传感器15上的前脚掌或者脚后跟即可。例如，当用户双脚踩踏在所述左脚踏板12和右脚踏板13上时是双脚的脚后跟踩踏在所述测距传感器15上时，所述测距传感器15检测到用户的两只脚分别与所述左脚踏板12和右脚踏板13之间存在第一距离并传输给控制系统。若需向右转向，左脚无需动作，只需抬起右脚后跟即可，即右脚后跟脱离所述脚踏板13，此时位于右脚后跟下方的所述测距传感器15会检测到所述右脚后跟和所述右脚踏板13之间存在第二距离并传输给控制系统，控制系统会将第二距离与第一距离进行比较，当判断得出第二距离与所述第一距离不相同时，控制系统即判断右脚后跟脱离所述脚踏板13，进而会控制电动平衡车左车轮的转速大于右车轮的转速，进而实现电动平衡车向右转向。

当然也可以在需要向右转向时，右脚无需动作，只需抬起左脚后跟即可。需要说明的是，在本实施例中，是抬起右脚后跟还是抬起左脚后跟以达到向右转向的目的，这是根据电动平衡车自身的控制程序决定的，若根据程序设定右脚踏板13上的测距传感器15检测到右脚后跟脱离所述右脚踏板13后控制车辆向右转向，则左脚踏板12上的测距传感器15检测到左脚后跟脱离左脚踏板12后控制车辆左转；若根据程序设定右脚踏板13上的测距传感器15检测到右脚后跟脱离右脚踏板13后控制车辆向左转向，则左脚踏板12上的测距传感器15检测到左脚后跟脱离左脚踏板12后控制车辆右转。

将所述传感器15设置在所述左脚踏板12和右脚踏板13上用户前脚掌或脚后跟对应处，可以方便用户的操控，在需转向时，只需抬起左脚或者右脚的前脚掌或脚后跟即可，而无需抬起整只脚，防止用户在电动平衡车运行的转弯过程中由于只有单脚踩踏脚脚踏板而失去平衡。当然，考虑使用不同用户的使用习惯和使用经验，只要能够保持平衡，用户也可以在拐弯的过程中抬起整个脚部，而不只是抬起脚后跟或者前脚掌。

在其他实施方式中，所述测距传感器15也可以不设置在所述左脚踏板12和右脚踏板13上用户前脚掌或脚后跟对应处,只要在左脚踏板12和右脚踏板13上的设置位置可以被用户的脚踩踏到即可。

需要指出的是，在本发明中，用于表述方位的 “左”、“右”、“前”、“后”均是当驾驶员双脚踩踏在脚踏板12和脚踏板13上且面向电动车的前进方向站立时的 “左”、“右”、“前”、“后”，即仅当用户双脚站立在所述脚踏板12和脚踏板13上时才有“左”、“右”、“前”、“后”的意义，并且仅为了更清楚地描述实施例所定义，并不构成对本发明的限定。

在本实施例中，驱动所述车轮14的电机安置于所述车轮14内部，且延伸至车轮14外的电机轴141穿过所述舱体11的壳体固定于所述舱体11内部，从而将所述车轮14固定在所述舱体11的两侧。如图3所示，所述舱体11的壳体上设置有过轴孔111，所述舱体内部固定设置有第一固定座15，所述第一固定座15的上方设置有第二固定座16。当需将车轮14固定在所述舱体11两侧时，只需将所述电机轴141穿过所述舱体11壳体上的过轴孔111后，夹设在所述第一固定座15和所述第二固定座16之间，所述第一固定座15上和所述第二固定座16上分别开设有相对应的螺纹孔，所述电机轴141穿过所述舱体11壳体上的过轴孔111并夹设在所述第一固定座15和所述第二固定座16之间后，通过螺栓连接件分别穿过所述第一固定座15和所述第二固定座16上的螺纹孔，将所述第一固定座15和所述第二固定座16固定在一起，防止在电动平衡车运行的过程中所述电机轴141从第一固定座15与第二固定座16之间滑出，即完成将所述车轮14与所述舱体11的固定连接。

另外，为了使电机轴141更牢固地固定在所述第一固定座15和所述第二固定座16之间，如图3和图4所示，可以在所述第一固定座15与所述第二固定座16相对的面上开设有凹槽151，用于容纳所述电机轴141；或者在第二固定座16与所述第一固定座15相对的面上开设有凹槽161，用于容纳所述电机轴141；或者还可以在既在所述第一固定座15与所述第二固定座16相对的面上开设凹槽151，同时又在所述第二固定座16与所述第一固定座15相对的面上且与凹槽151相对应的位置处开设有凹槽161用于容纳所述电机轴141。

此外，为了防止所述电机轴141从第一固定座15和所述第二固定座16之间脱出，在进一步优选的实施例中，所示电机轴141的端部还设有一止退台142，用于防止所述电机轴141从所述第一固定座15和所述第二固定座16之间脱出，如图5和图6所示。

本发明通过在左脚踏板12或右脚踏板13或者两者的下方均设置用于检测用户双脚的活动信息并反馈给控制系统进而控制电动平衡车转向的测距传感器15，转向时，用户只需根据电动平衡车设定程序抬起自己的其中一只脚的脚后跟或前脚掌或者整个脚部，控制系统会根据接收到的所述测距传感器15检测到的该脚的脚后跟或前脚掌或整个脚部的活动信息控制左右车轮的转速，从而实现转向。因此，本发明提供了一种新的电动平衡车，该电动平衡车的转向操控更方便；此外无需设置扭转机构，也简化了电动平衡车的结构。

实施例二

与实施例一不同之处在于，所述脚踏板不分左右，即左脚踏板12和右脚踏板13合为一体，用于支撑用户的双脚。所述脚踏板上方设置两个所述测距传感器15，分别位于所述左右脚的下方。在电动平衡车运行的过程中，用户是双脚踩踏在所述脚踏板上，并且两只脚分别踩踏一个所述测距传感器15，此时两个所述测距传感器15能够分别检测到两只脚与所述踏板之间存在第一距离并传输给控制系统，当需要转弯时，用户可以根据自己的转弯意向，抬起两只脚中根据设定程序需要抬起的那只脚，该只脚部下方的测距传感器15会检测到该只脚与所述脚踏板之间发生第二距离并传输给控制系统，控制系统将第二距离与第一距离进行对比，若第二距离与第一距离不相同时，即作出相应转向控制，该控制方式与实施例一中的控制方式相同，此处不在赘述。

当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动平衡车，包括舱体、以及位于舱体两侧的车轮；其特征在于:所述舱体的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，所述舱体上设置有供用户踩踏的脚踏板；所述脚踏板的下方设置有用于检测用户是否踩踏在脚踏板上且与所述控制系统信号连接的检测装置，所述脚踏板或脚踏板下方设置有用于检测用户脚部的抬起活动信息并反馈给控制系统进而控制电动平衡车转向的测距传感器；所述脚踏板是相对舱体不可移动地设置于舱体上。

2.根据权利要求1所述的电动平衡车，其特征在于：脚踏板分为左脚踏板及右脚踏板，左脚踏板及右脚踏板或两者下方均设置有测距传感器，且左脚踏板对应的测距传感器传输给控制系统左/右转信息，右脚踏板对应的测距传感器传输给控制系统右/左转信息。

3.根据权利要求2所述的电动平衡车，其特征在于：所述测距传感器设置于用户前脚掌对应处或脚后跟对应处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动平衡车，其特征在于：所述传感器为超声波传感器或红外感应器。

5.根据权利要求1所述的电动平衡车，其特征在于：所述脚踏板为一个，用于支撑用户的双脚，脚踏板或者脚踏板下方设有两个测距传感器，当用户踩踏在所述脚踏板上时，双脚会各踩踏到一个所述测距传感器上，且左脚踩踏到的测距传感器传输给控制系统左/右转信息，右脚踩踏到的测距传感器传输给控制系统右/左转信息。

6.一种电动平衡车，包括舱体、以及位于舱体两侧的车轮；其特征在于：所述舱体的内部设置有控制系统以及为车轮提供能源的电源，所述舱体上设置有供用户踩踏的脚踏板；所述脚踏板的下方设置有用于检测用户是否踩踏在脚踏板上的第一传感器，所述脚踏板或脚踏板下方设置有第二传感器，当用户其中一只脚的脚掌或者脚后跟或整个脚部脱离脚踏板后，所述第二传感器能够检测到脱离信号并传输给控制系统进而控制电动平衡车的转向；所述脚踏板是相对舱体不可移动地设置于舱体上。

7.根据权利要求6所述的电动平衡车，其特征在于：所述第二传感器为超声波传感器或红外感应器。

8.一种电动平衡车的转向控制方法，其特征在于，所述电动平衡车包括控制系统、设置于脚踏板或脚踏板下方的测距传感器；所述转向控制方法包括如下步骤：测距传感器检测用户整个脚部或前脚掌或脚后跟的抬离信息，传输给控制系统，控制系统控制车体转向。

9.如权利要求8所述的电动平衡车的转向控制方法，其特征在于：所述脚踏板分为左脚踏板及右脚踏板，左脚踏板及右脚踏板上或两者下方均设置有测距传感器，且左脚踏板对应的测距传感器检测左脚或左脚掌抬离信息，传输给控制系统左/右转信息；右脚踏板对应的测距传感器检测右脚或右脚掌抬离信息，传输给控制系统右/左转信息。

10.根据权利要求8所述的电动平衡车的转向控制方法，其特征在于：当用户脚踏在脚踏板上时，测距传感器检测到用户的脚部与所述踏板之间存在第一距离，当用户整个脚部或脚掌或脚后跟抬离脚踏板时，测距传感器检测到用户的整个脚部或脚掌或脚后跟与所述踏板之间存在第二距离，当第二距离不同于第一距离时，车体转向。