CN106043532A - 一种电动平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动平衡车，包括车体、车轮、用于驱动车轮的驱动电机、用于提供动力的电源、电路板、控制杆和转动轴，所述转动轴包括依次固定连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段与控制杆固定连接，所述第二段外部设有第一轴承，所述第一轴承外设有第一轴承座，所述第三段外设有限位结构，所述第四段外部设有第二轴承，所述第二轴承外设有第二轴承座，所述第五段设置有转动识别装置。由于转动轴分成五段，第二段设置第一轴承内，第四段设置在第二轴承内，两段支撑，大大提高转动轴的稳定性，不容易偏移，可以在第一轴承、第二轴承内转动不会因为平衡车行驶、震动而产生误差进而影响与第五段连接转动识别装置。

Description

一种电动平衡车

技术领域

本发明涉及平衡车领域，更具体的说，涉及一种电动平衡车。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车，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。

现在的电动平衡车转轴支撑不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转轴稳定的电动平衡车。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电动平衡车，包括车体、车轮、用于驱动车轮的驱动电机、用于提供动力的电源、电路板、控制杆和转动轴，所述电源和电路板设置在所述车体内，所述转动轴包括依次固定连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段与控制杆固定连接，所述第二段外部设有第一轴承，所述第一轴承外设有第一轴承座，所述第三段外设有限位结构，所述第四段外部设有第二轴承，所述第二轴承外设有第二轴承座，所述第五段设置有转动识别装置。

进一步的，所述第一轴承、第一轴承座与所述第二轴承、第二轴承座对称设置。

对称设置可以让转动轴稳定转动，而且装配方便。

进一步的，所述限位结构包括与转动轴第三段卡接的限位板，所述限位板与车体底部设有两个弹簧，所述两个弹簧分别设置在转动轴两侧。

限位板配合弹簧对转动轴起到支撑作用，加强转动轴的稳定效果。

进一步的，所述转动轴第三段底部设有缺口，所述限位板中间卡入所述缺口，所述限位板两端与车体底部之间设有两个弹簧，所述限位板上垂直设置两块夹持板，所述两块夹持板从控制轴第三段两侧夹持控制轴。

限位板的夹持板对转动轴两侧夹持，使转动轴不容易偏移。

进一步的，所述限位板上对应两个弹簧分别设有第一螺丝孔，所述第一螺丝孔内固定螺钉，所述螺钉另一端伸入弹簧内。

加强对弹簧的固定。

进一步的，所述车体底部远离控制杆一端设有支撑板，所述支撑板垂直车体底部，所述支撑板支撑所述转动识别装置。

支撑板支撑所述转动识别装置，使与转动轴配合的转动识别装置稳定，可以精确识别转动轴转动的角度，不会因为平衡车震动等原因产生误差。

进一步的，车体包括上盖和底盖，所述车体内还设有控制底板，所述控制底板设置在底盖和转动轴之间，所述控制底板与底盖固定连接，所述控制底板远离控制杆一端设有支撑板，所述支撑板垂直控制底板，所述支撑板支撑所述转动识别装置。

进一步的，所述支撑板上设有支撑通孔，所述转动识别装置包括电位器，所述电位器转轴卡入转动轴第五段内，所述电位器本体设置在支撑通孔内。

与转动轴配合的电位器设置在支撑通孔内，可以精确识别转动轴转动的角度，不会因为平衡车震动等原因产生误差。

进一步的，所述控制底板设置在弹簧下方，所述控制底板对应两个弹簧设有加厚板，所述加厚板设有弹簧限制部。

控制底板不需要太厚，只需对应弹簧部分设置加厚板即可，加厚板设有弹簧限制部，节约材料，加强固定弹簧效果。

进一步的，所述转动轴的第一段和第二段之间设有过渡段，所述第二段直径大于第一段直径，所述过渡段直径大于第一段直径小于第二段直径，所述第三段直径大于第二段和第四段直径，所述第五段直径小于第四段直径。

转动轴分成五段，可以在不同段设置对应的配合装置，使转动轴转动稳定，不会在转动过程中偏移，转动角度识别更准确，限制转动角度，提高安全性。

本发明由于转动轴分成五段，第二段设置第一轴承内，第四段设置在第二轴承内，对转动轴的稳定性有很大的提高，两段支撑，大大提高转动轴的稳定性，不容易偏移，可以在第一轴承、第二轴承内转动不会因为平衡车行驶、震动而产生误差进而影响与第五段连接转动识别装置。

附图说明

图1是本发明实施例的一种电动平衡车示意图；

图2是本发明实施例的一种电动平衡车分解示意图；

图3是本发明实施例的一种电动平衡车控制杆示意图；

图4是本发明实施例的一种电动平衡车转动轴及其配合结构示意图；

图5是本发明实施例的一种电动平衡车转动轴示意图；

图6是本发明实施例的一种电动平衡车示限位板意图；

图7是本发明实施例的一种电动平衡车控制底板示意图。

其中：1、电动平衡车，2、车体、21、上盖，22、底盖，23、控制底板，24、加厚板，25、第二螺丝孔，26、支撑板，27、支撑通孔，3、车轮、4、驱动电机、5、电源，6、控制杆，61、扶手部，62、控制部，63、第二连接部，64、方形连接孔，65、连接杆，66、第一连接部，67、长直部，68、弯曲部，7、转动轴，71、第一段，711、嵌入孔，712、第一连接通孔，713、第二连接通孔，72、第二段，721、第一轴承，722、第一轴承座，73、第三段，731、限位板，732、缺口，733、夹持板，734、弹簧，735、第一螺丝孔，736、突出限制部，74、第四段，741、第二轴承，742、第二轴承座，75、第五段，751、装配孔，752、固定孔，76、过渡段，8、电位器，81、电位器转轴。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种电动平衡车1，包括车体2、车轮3、用于驱动车轮3的驱动电机4、用于提供动力的电源5、电路板和控制杆6，所述电源5、电路板设置在所述车体2内，所述车轮3包括两个车轮3，两个车轮3分别设置在车体2两侧，所述驱动电机4包括两个驱动电机4，两个驱动电机4分别设置在车体2内两侧，驱动电机4的驱动轴卡入车轮3的轮轴内。

电源5包括一个或多个电池，如果是多个电池均匀的分布在车体2内，例如两个电池分别设置在车体2内左右两侧或上下两侧，例如为三个电池呈三角形设置在车体2内，例如为四个电池分别设置在车体2内左上、右上、左下、右下四个地方，电池采用锂电池等电池，电池都比较重，多个电池均匀分别有利于车体2重量均衡，重心稳定，方便控制。

控制杆6设置在车体2前侧，与运动方向在一个方向。控制杆6垂直于车体2，控制杆6包括上部的扶手部61、下部的控制部62和连接扶手部61和控制部62的连接杆65。

扶手部61用于用户双手控制，包括与连接杆65固定连接的第一连接部66，第一连接部66两侧分别设有用于用户手握的第一手柄和第二手柄，第一手柄和第二手柄上都设有防滑纹。第一连接部66为弧形，向外弯曲，第一手柄和第二手柄设置在弧形的第一连接部66向外弯曲的地方，即第一手柄和第二手柄比连接杆65更靠外，方便用户握取。第一手柄和第二手柄为圆柱形，第一连接部66为长条形，第一连接部66连接第一手柄和第二手柄段为圆柱形，加强连接强度。

连接杆65包括长直部67和弯曲部68，所述长直部67连接扶手部61，所述弯曲部68连接控制部62，所述弯曲部68先向车体2前侧弯曲再竖直向下。方便用户控制，控制杆6的扶手部61与用户保持一个方便控制握取的距离。连接杆65可以选用两根并列的杆，加强强度。

控制部62包括与连接杆65固定连接的第二连接部63，第二连接部63从车体2的前侧穿过。第二连接部63为圆柱形，当然也可以为其他形状，如方形等。第二连接部63内部分为两段，靠近车体2的一段内设有方形连接孔64，另一段为空心段。

方形连接孔64内嵌入转动轴7，转动轴7包括嵌入第二连接部63的方形连接孔64的方形的第一段71，方形的第一段71端部设有嵌入孔711，方形第一段71侧面设有第一连接通孔712和第二连接通孔713，两个连接通孔中靠近端部的第一连接通孔712与嵌入孔711导通。用盖子卡入嵌入孔711，盖子的端部覆盖连接部的空心段，嵌入孔711起到固定盖子的功能，盖子能起到防水保护转动轴7的效果。盖子卡入嵌入孔711的部分对应连接通孔设有两个凸起，可以起到加强固定的效果。两个连接通孔中远离端部的第二连接通孔713起到平衡转动轴7第一段71与控制杆6连接部之间的空间与外部空间的气压，方便拆装。

转动轴7还包括圆柱形的第二段72，第二段72外设有第一轴承721，第一轴承721设置在第一轴承座722内，第一轴承座722固定在车体2内的底部。

转动轴7还包括直径比第二段72更大的圆柱形的第三段73，第三段73外部设有限位结构，限制第三段73即整个转动轴7旋转角度。限制转动轴7转动角度，防止在转向过程中太大的角度而造成危险，尤其是在突发情况下过大的转动角度造成危险，如突然有小孩冲出来而大角度变向而操作失控。

转动轴7的第三段73底部设有缺口732，第三段73的圆柱形底部去掉一部分形成该缺口732，缺口732顶部为平的，限位结构包括设置在第三段73下方的限位板731，限位板731中间卡入缺口732内，优选限位板731的厚度小于缺口732的高度，即限位板731的底面低于第三段73底面。限位板731两端超出第三段73，限位板731上垂直设置两块夹持板733，两块夹持板733从转动轴7第三段73两侧夹持转动轴7。限位板731两侧与缺口732匹配，即限位板731宽度与缺口732宽度相同或相近，限位板731宽度略大于缺口732宽度方便限位板731与转动轴7固定连接，限位板731宽度略小于缺口732宽度方便限位板731卡入缺口732。限位板731与车体2底部设有两个弹簧734，两个弹簧734分别设置在转动轴7两侧。转动轴7转动，转动轴7第三段73缺口732带动限位板731转动，限位板731转动压迫弹簧734，弹簧734压缩产生弹力能有效限制转动轴7转动角度，并提供回弹力，使转动轴7复位，夹持板733可以防止限位板731移位，并给限位板731提供压力，能给弹簧734更大的压力，产生更大的复位力。

还可以，转动轴7的第三段73中间设有控制通孔，限位结构包括穿过控制通孔的限位板731，限位板731两端超出第三段73，限位板731两侧与控制通孔匹配，即限位板731宽度与控制通孔宽度相同或相近，限位板731宽度略大于控制通孔宽度方便限位板731与转动轴7固定连接，限位板731宽度略小于控制通孔宽度方便限位板731卡入缺口732。限位结构还包括设置在限位板731与车体2底部之间的两个弹簧734，两个弹簧734分别设置在转动轴7两侧。转动轴7转动，转动轴7第三段73控制通孔带动限位板731转动，限位板731转动压迫弹簧734，弹簧734压缩产生弹力能有效限制转动轴7转动角度，并提供回弹力，使转动轴7复位。

上述的限位板731与弹簧734之间可以加设固定限位板731与弹簧734的固定结构，固定结构包括限位板731上设有第一螺丝孔735和螺钉，螺钉一端与第一螺丝孔735固定，另一端伸入弹簧734内。

上述的限位板731底面设有弹簧734限制部，弹簧734限制部可以是限位板731底面设置的凹口，弹簧734一端卡入凹口内，凹口可以是一个圆形凹口，卡住弹簧734端部，也可以是一个环形凹口，弹簧734端部的环状端部卡入环形凹口，可以更好的卡住弹簧734端部。同时圆形凹口或环形凹口可以是一整个圆形或环形，也可以是部分圆形或环形，弹簧734有部分露出限位板731。凹口端部向内突出一部分形成内突部卡住弹簧734端部，加强固定效果。

弹簧734限制部还可以是限位板731设置的突出限制部736，突出限制部736是一个圆形突出限制部736卡住弹簧734端部，卡住弹簧734端部，突出限制部736也可以是一个环形突出限制部736卡住弹簧734端部，弹簧734端部的环状端部卡入环形凹口，可以更好的卡住弹簧734端部。同时圆形突出限制部736或环形突出限制部736可以是一整个圆形或环形，也可以是部分圆形或环形，弹簧734有部分露出限位板731。突出限制部736端部向内突出一部分形成内突部卡住弹簧734端部，加强固定效果。

车体2底部也设有类似上述的弹簧734限制部。

转动轴7还包括圆柱形的第四段74，第四段74外设有第二轴承741，第二轴承741设置在第二轴承座742内，第二轴承座742固定在车体2内的底部。优选第四段74直径与第二段72直径一样，第一轴承721与第二轴承741采用一样的轴承，第一轴承座722与第二轴承座742采用一样的轴承座。

转动轴7还包括圆柱形的第五段75，第五段75直径比第四段74小。第五段75设有转动识别装置电位器8，用来识别转动角度。第五段75端部设有装配孔751，电位器8的转轴卡入装配孔751，装配孔751与电位器转轴81固定连接，装配孔751可以设置与电位器转轴81的形状匹配，如电位器转轴81为齿轮状，装配孔751设置为与之配合的齿轮状，如电位器转轴81为圆形，装配孔751也设置为圆形但孔径略小于电位器转轴81形成过盈配合。还可以第五段75侧面还设有与装配孔751导通的固定孔752，电位器转轴81伸入装配孔751，从固定孔752内设置螺丝从侧面固定电位器转轴81。

第五段75还可以设置转动识别装置非接触式的转动传感器。转动传感器属于非接触式角度传感器。内置两个传感器用来互相矫正，主要是起到互相矫正的作用。当人手去转动手把杆的时候，转向角度传感器就会把信号传输给电路板中的主控板，从而来控制整辆车的行驶方向。转动传感器设置在一个小块电路板上，该小块电路板设置在转动轴7第五段75的端部上，也可以设置在第五段75内。非接触式角度传感器的使用寿命很长，接近于无穷大，它不会有接触式的磨损。

车体2包括上盖21、底盖22，底盖22对应弹簧734设置弹簧734限制部。还可以车体2内设置控制底板23，控制底部设置在转动轴7、弹簧734的下方，设置在车体2底盖22的上方，控制底板23固定在车体2底盖22上，控制底板23对应弹簧734设置弹簧734限制部。底盖22或控制底板23上对应弹簧734限制部设有加厚板24，加厚板24内设有凹口，或加厚板24上设突出限制部736，提高固定弹簧734效果。底盖22或控制底板23上可以对应弹簧734设有固定弹簧734的第二螺栓孔，螺钉一端与第二螺丝孔25固定另一端卡入弹簧734内，防止弹簧734移动。

控制底板23还通过螺栓固定等方式与第一轴承座722和第二轴承座742固定连接。控制底板23远离控制杆6一端设有支撑板26，该支撑板26垂直控制底板23。支撑板26上设有支撑通孔27。支撑通孔27也可以用来支撑电位器8。支撑板26也用来支撑装有非接触式角度传感器的小块电路板。提高转动机构的整体稳定性，提高转动轴7的稳定性，提高转动的精度。

转动轴7的第一段71、第二段72、第三段73、第四段74和第五段75依次相连，在同一条轴心线上，可以一体成型也可以分开加工后拼接固定而成。第一段71和第二段72之间还设有过渡段76，过渡段76直径介于第一段71直径和第二段72直径之间，第一段71卡入控制杆6内，第二段72卡入第一轴承721内，过渡段76悬空。过渡段76可以让第一段71和第二段72之间存有间隙，即控制杆6与第一轴承721之间有间隙，不会影响转动。

转动轴7先穿过第一轴承座722和第二轴承座742，再将第一轴承721和第二轴承741从转动轴7两端卡入，与转动轴7的第二段72和第四段74配合，转动轴7的第三段73直径比第二段72和第三段73的直径大，第一轴承721和第二轴承741从转动轴7的第三段73两侧限制第三段73的轴向和径向移动，同时也就限制转动轴7的轴向和径向移动，让转动轴7在第一轴承721和第二轴承741限制下转动不会偏移。

上述的转动轴7第二段72、第三段73、第四段74，和与其配合的第一轴承721、第一轴承座722、弹簧734、限位板731、第二轴承741和第四轴承座能很好的起到固定支撑转动轴7的作用，配合控制底板23可以更好的固定支撑转动轴7，在转动轴7转动过程中起到很好的稳定效果，获得很好的转动精度。当然也可以省略转动轴7第四段74、与其配合的第二轴承741和第二轴承座742，也能起到不错的固定支撑转动轴7的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动平衡车，其特征在于，包括车体、车轮、用于驱动车轮的驱动电机、用于提供动力的电源、电路板、控制杆和转动轴，所述电源和电路板设置在所述车体内，所述转动轴包括依次固定连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段与控制杆固定连接，所述第二段外部设有第一轴承，所述第一轴承外设有第一轴承座，所述第三段外设有限位结构，所述第四段外部设有第二轴承，所述第二轴承外设有第二轴承座，所述第五段设置有转动识别装置。

2.根据权利要求1所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述第一轴承、第一轴承座与所述第二轴承、第二轴承座对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述限位结构包括与转动轴第三段卡接的限位板，所述限位板与车体底部设有两个弹簧，所述两个弹簧分别设置在转动轴两侧。

4.根据权利要求3所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述转动轴第三段底部设有缺口，所述限位板中间卡入所述缺口，所述限位板两端与车体底部之间设有两个弹簧，所述限位板上垂直设置两块夹持板，所述两块夹持板从控制轴第三段两侧夹持控制轴。

5.根据权利要求3所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述限位板上对应两个弹簧分别设有第一螺丝孔，所述第一螺丝孔内固定螺钉，所述螺钉另一端伸入弹簧内。

6.根据权利要求1所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述车体底部远离控制杆一端设有支撑板，所述支撑板垂直车体底部，所述支撑板支撑所述转动识别装置。

7.根据权利要求1所述的一种电动平衡车，其特征在于，车体包括上盖和底盖，所述车体内还设有控制底板，所述控制底板设置在底盖和转动轴之间，所述控制底板与底盖固定连接，所述控制底板远离控制杆一端设有支撑板，所述支撑板垂直控制底板，所述支撑板支撑所述转动识别装置。

8.根据权利要求7所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述支撑板上设有支撑通孔，所述转动识别装置包括电位器，所述电位器转轴卡入转动轴第五段内，所述电位器本体设置在支撑通孔内。

9.根据权利要求7所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述控制底板设置在弹簧下方，所述控制底板对应两个弹簧设有加厚板，所述加厚板设有弹簧限制部。

10.根据权利要求1所述的一种电动平衡车，其特征在于，所述转动轴的第一段和第二段之间设有过渡段，所述第二段直径大于第一段直径，所述过渡段直径大于第一段直径小于第二段直径，所述第三段直径大于第二段和第四段直径，所述第五段直径小于第四段直径。