CN105667695B - 一种电动多轮车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动多轮车及其控制方法，电动多轮车包括车架、分别设于车架前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮和设于车架后部的至少一个转向轮，驱动轮上设置有轮毂电机，车架上设置有车座、电池及用于控制两个驱动轮自转的控制机构，控制机构包括设于车架上的控制板、分别设于车架前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板及设于脚踏板上的控制传感装置，轮毂电机、控制传感装置分别与控制板电连接。控制方法为：两脚部的前掌或后跟分别施加负荷至两脚踏板上，各控制传感装置将检测到的信号传输给控制板，控制板控制两个轮毂电机输出正向扭矩或反向扭矩。本发明具有结构简单、操作方便、安全性能高等优点。

Description

一种电动多轮车及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动多轮车及其控制方法，尤其涉及一种使用脚踏板进行控制的一种电动多轮车及其控制方法。
背景技术
现有技术中，电动三轮车通过控制方向把的转向来实现，而车辆的加减速和刹车操纵，主要是通过设置在方向把上的加速旋钮和左、右手闸实现，而左、右手闸分别控制安装在转向轮和驱动轮上的刹车装置，刹车装置常见的为刹车碟和刹车鼓。电动三轮车在行驶过程中，由于驾驶者需要长时间扭转加速旋钮，手容易累，并且遇到紧急情况时，驾驶者容易因长时间扭转加速旋钮而导致手部麻木，进而使手部反应迟缓而容易发生安全事故。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、操作方便、安全性能高的电动多轮车及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电动多轮车，包括车架、分别设于车架前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮和设于车架后部的至少一个转向轮，驱动轮上设置有轮毂电机，车架上设置有车座、电池及用于控制两个驱动轮自转的控制机构，所述控制机构包括设于车架上的控制板、分别设于车架前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板及设于脚踏板上的控制传感装置，所述轮毂电机、控制传感装置分别与控制板电连接。
优选的，所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
优选的，所述脚踏板与车架之间设置有扭力弹簧。
优选的，所述脚踏板与车架之间还设置有调整脚踏板初始位置的调节装置。
优选的，所述控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器。
优选的，所述转向轮设置有一个，该转向轮设于车架左右方向上的中部。
优选的，所述转向轮设置有两个或两个以上，其中两个转向轮分别设于车架左右两侧端。
一种电动多轮车的控制方法，所述电动多轮车包括车架、分别设于车架前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮和设于车架后部的至少一个转向轮，驱动轮上设置有轮毂电机，车架上设置有车座、电池及用于控制两个驱动轮自转的控制机构，所述控制机构包括设于车架上的控制板、分别设于车架前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板及设于脚踏板上的控制传感装置，所述轮毂电机、控制传感装置分别与控制板电连接，两脚部的前掌或后跟分别施加负荷至两脚踏板上以驱使各脚踏板自转，各控制传感装置将检测到的信号传输给控制板，控制板发出指令以使两个驱动轮上的轮毂电机输出正向扭矩或反向扭矩。
优选的，所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器、用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器及用于检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器，当脚部放入踩踏脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当脚部离开脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制轮毂电机输出与行驶状态相反的扭矩。
优选的，当脚部的前掌向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出正向扭矩；当脚部的后跟向脚踏板施加负荷，轮毂电机输出反向扭矩。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种电动多轮车及其控制方法，通过在车架两侧端设置脚踏板，并在各脚踏板上设置控制传感装置，以分别控制两驱动轮上的轮毂电机，行驶时驾驶者的两脚部分别踩踏至两脚踏板上，通过脚部对电动多轮车的前进、后退、转向和刹车进行控制，取代了传统的手部操作，操作极为方便，安全性得到了提高，同时由于无需设置方向把、传统的刹车碟和刹车鼓，使得电动多轮车的整体结构简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电动多轮车的侧面结构示意图；
图2是本发明的电动多轮车设置有一个转向轮的俯视示意图；
图3是本发明的电动多轮车设置有两个转向轮的俯视示意图；
图4是本发明的电动多轮车设置有三个转向轮的俯视示意图。
具体实施方式
实施例1
参照图1和图2，本发明的一种电动多轮车，包括车架1、分别设于车架1前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮2和设于车架1后部的至少一个转向轮3，驱动轮2上设置有轮毂电机21，车架1上设置有车座4、电池及用于控制两个驱动轮2自转的控制机构，所述控制机构包括设于车架1上的控制板51、分别设于车架1前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板52及设于脚踏板52上的控制传感装置，所述轮毂电机21、控制传感装置分别与控制板51电连接。行驶时，驾驶者的两脚部分别施加载荷至两脚踏板52，以使脚踏板52转动，控制传感装置从脚踏板52上获取动作指令，并将动作指令传输到控制板51上，控制板51接收指令后控制轮毂电机21输出正向扭矩或反向扭矩，正向扭矩或反向扭矩用于驱动驱动轮2前进、后退或刹车，两个轮毂电机21输出不同扭矩大小用于驱动两驱动轮2差速行驶，实现电动多轮车的转向。
本发明的电动多轮车通过脚踏板52的自转，使得轮毂电机21能根据脚踏板52的自转方向进行正向扭矩和反向扭矩的输出，并且根据脚踏板52的自转角度输出相对应的扭矩值。相应地，控制传感装置包括用于检测脚踏板52正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板52自转角度的加速度传感器。也即为，通过陀螺仪传感器检测脚踏板52是正向自转还是反向自转，通过加速度传感器检测脚踏板52相对于脚踏板52初始位置自转的角度值，角度值越大，轮毂电机21输出的正向扭矩或反向扭矩也越大。轮毂电机21输出的正向扭矩用于驱使电动多轮车加速前进或者刹车，而反向扭矩则用于驱使电动多轮车减速前进或者刹车，或者用于使电动多轮车后退，而两轮毂电机21输出的扭矩大小不同用于驱使两驱动轮2差速行驶，实现转向。
脚踏板52与车架1之间设置有扭力弹簧。当驾驶者的脚部减少对脚踏板52施加的负荷时，扭力弹簧可使脚踏板52相对于施加负荷的作用力的反方向进行自转。扭力弹簧可成对地使用，以使脚踏板52可在正向和反向上均可以实现复位。
脚踏板52与车架1之间还可设置有调整脚踏板52初始位置的调节装置。脚踏板52初始位置也即为驾驶者的脚部未向脚踏板52施加负荷时，脚踏板52所停留的位置，该位置可以是水平的，也可以是相对于水平倾斜的。调节装置可以设置成：在脚踏板52或车架1上设置有多个与扭力弹簧的两端分别固定连接的插孔或限位挡块，驾驶者可根据需要选用不同的插孔或限位挡块以使脚踏板52初始位置进行改变，以提高驾驶者驾驶电动多轮车的舒适性。
控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板52的脚踏传感器。脚踏传感器用于检测驾驶者的脚部是否有踩踏到脚踏板52上。当检测到驾驶者的脚部已经踩踏到脚踏板52上时，脚踏传感器传输信号给控制板51，以使控制板51与陀螺仪传感器和加速度传感器的电路均连通，也即使陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当检测到驾驶者的脚部从脚踏板52上离开时，脚踏传感器传输信号给控制板51，控制板51控制轮毂电机21输出与行驶状态下相反的扭矩，也就使得电动多轮车可以在行驶过程中脚部突然离开脚踏板52时实现紧急制动。
本实施例中，所述转向轮3设置有一个，该转向轮3设于车架1左右方向上的中部。此时，两个驱动轮2和一个转向轮3构成三角形结构，所述电动多轮车为电动三轮车，其在平整的路面行驶时稳定性好。
实施例2
参照图3，本发明的一种电动多轮车，其与实施例1的不同之处在于，所述转向轮3设置有两个，该两个转向轮3分别设于车架1左右两侧端。此时，两个驱动轮2和两个转向轮3构成四边形结构，所述电动多轮车为电动四轮车，其在行驶过程中始终以重心为基准左右摇摆并保持与水平方向垂直，该结构在转向和不平整的路面上行驶时稳定性好。
实施例3
参照图4，本发明的一种电动多轮车，其与实施例1的不同之处在于，所述转向轮3设置有三个，其中两个转向轮3分别设于车架1左右两侧端，一转向轮3设于车架1左右方向上的中部。此时，所述电动多轮车为电动五轮车，其在行驶过程中稳定性更好。
类似地，当所述转向轮3设置有三个以上时，其中两个转向轮3分别设于车架1左右两侧端，其余转向轮3设置于车架1左右方向上的中部。
本发明还公开了电动多轮车的控制方法，所述电动多轮车包括车架1、分别设于车架1前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮2和设于车架1后部的至少一个转向轮3，驱动轮2上设置有轮毂电机21，车架1上设置有车座4、电池及用于控制两个驱动轮2自转的控制机构，所述控制机构包括设于车架1上的控制板51、分别设于车架1前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板52及设于脚踏板52上的控制传感装置，所述轮毂电机21、控制传感装置分别与控制板51电连接，两脚部的前掌或后跟分别施加负荷至两脚踏板52上以驱使各脚踏板52自转，各控制传感装置将检测到的信号传输给控制板51，控制板51发出指令以使两个驱动轮2上的轮毂电机21输出正向扭矩或反向扭矩。脚踏板52在驾驶者的脚部的前掌或后跟施加负荷的作用下，进行正向或反向自转。当电动多轮车处于停止状态，并且脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板52时，电动多轮车前进或后退行驶；当电动多轮车处于前进或后退状态时，并且脚部的前掌或后跟施加负荷至脚踏板52时，使轮毂电机21输出与行驶状态反向的扭矩时，可对电动多轮车进行减速或刹车。
具体地，当脚部的前掌向脚踏板52施加负荷，轮毂电机21输出正向扭矩；当脚部的后跟向脚踏板52施加负荷，轮毂电机21输出反向扭矩。也就是，通过驾驶者脚部的前倾，相应地其脚部的前掌向脚踏板52施加负荷，以使电动多轮车在停止状态下可前进或者在后退状态下可进行减速或刹车；通过驾驶者脚部的后仰，相应地其脚部的后跟向脚踏板52施加负荷，以使电动多轮车停止状态下可后退或在前进状态下可进行减速或刹车。
本发明的控制方法，其控制传感装置包括用于检测脚踏板52正向或反向自转的陀螺仪传感器、用于检测脚踏板52自转角度的加速度传感器和检测脚部踩踏脚踏板52的脚踏传感器。陀螺仪传感器、加速度传感器和脚踏传感器在前面部分已进行过详细说明，在此不再累赘。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特征和/ 或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动多轮车，包括车架、分别设于车架前部左右两侧端的可独立自转的驱动轮和设于车架后部的至少一个转向轮，驱动轮上设置有轮毂电机，车架上设置有车座、电池及用于控制两个驱动轮自转的控制机构，其特征在于：所述控制机构包括设于车架上的控制板、分别设于车架前部左右两侧端的可前后自转的脚踏板及设于脚踏板上的控制传感装置，所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器和用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器，所述轮毂电机、控制传感装置分别与控制板电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动多轮车，其特征在于：所述脚踏板与车架之间设置有扭力弹簧。
3.根据权利要求2所述的一种电动多轮车，其特征在于：所述脚踏板与车架之间还设置有调整脚踏板初始位置的调节装置。
4.根据权利要求1所述的一种电动多轮车，其特征在于：所述控制传感装置还包括检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器。
5.根据权利要求1所述的一种电动多轮车，其特征在于：所述转向轮设置有一个，该转向轮设于车架左右方向上的中部。
6.根据权利要求1所述的一种电动多轮车，其特征在于：所述转向轮设置有两个以上，其中两个转向轮分别设于车架左右两侧端。
7.一种用于权利要求1所述的电动多轮车的控制方法，其特征在于：两脚部的前掌或后跟分别施加负荷至两脚踏板上以驱使各脚踏板自转，各控制传感装置将检测到的信号传输给控制板，控制板发出指令以使两个驱动轮上的轮毂电机输出正向扭矩或反向扭矩，正向扭矩或反向扭矩用于驱动驱动轮前进、后退或刹车，两个轮毂电机输出不同扭矩大小用于驱动两驱动轮差速行驶，实现电动多轮车的转向。
8.根据权利要求7所述的一种电动多轮车的控制方法，其特征在于：所述控制传感装置包括用于检测脚踏板正向或反向自转的陀螺仪传感器及用于检测脚踏板自转角度的加速度传感器。
9.根据权利要求8所述的一种电动多轮车的控制方法，其特征在于：所述控制传感装置还包括用于检测脚部踩踏脚踏板的脚踏传感器，当脚部放入踩踏脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制陀螺仪传感器和加速度传感器正常工作；当脚部离开脚踏板时，脚踏传感器反馈信号给控制板，控制板控制轮毂电机输出与行驶状态相反的扭矩。
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