CN106043586A

CN106043586A - 小型自平衡独轮电动车

Info

Publication number: CN106043586A
Application number: CN201610661401.0A
Authority: CN
Inventors: 朱幕松
Original assignee: 朱幕松
Current assignee: Suzhou Kaixuan New Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2016-08-14
Filing date: 2016-08-14
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2036-08-14
Also published as: CN106043586B

Abstract

一种小型自平衡独轮电动车，由轮毂减速器、轮轴电机、机体盒、智能控制盒、锂电盒、左、右踏板、左、右靠垫组成，智能控制盒、锂电盒在机体盒左、右两侧，本发明的轮径在14英寸以下，重量在10公斤以下；本发明设置的轮毂减速器和轮轴电机组成改进的轮毂电机，该电机将体积大的减速机构设置在轮毂内，将体积小的电机部件设置在轮轴上，将高效的二级行星齿轮减速机构与高效的无刷电机合理地组成一体，使整机达到效率最大化，体积、重量最小化的理想目标，小型自平衡独轮电动车巧用整机空间，比现有的独轮电动车结构简单、性能好、成本低、体积小、重量轻，出行手提携带方便。

Description

小型自平衡独轮电动车

技术领域

本发明涉及一种自平衡独轮电动车，确切地说是一种小型自平衡独轮电动车。

背景技术

目前社会上流行一种自平衡独轮电动车，深受广大青少年喜爱，但是不足之处是体积较大、笨重，它们的轮径一般在14英寸以上，重量在10公斤以上，因此，在独轮电动车禁止使用的场合或者没电时，出行携带就很不方便。

发明内容

为了克服现有自平衡独轮电动车的缺点，本发明提供一种轮径在14英寸以下，重量在10公斤以下的出行携带方便的小型自平衡独轮电动车。

所述小型自平衡独轮电动车的技术方案是由轮毂减速器、轮轴电机、机体盒、智能控制盒、锂电盒、左、右踏板、左、右靠垫组成，其结构特点在于：所述小型自平衡独轮电动车设置轮毂减速器，所述轮毂减速器设置铝合金轮毂圈，所述铝合金轮毂圈外圆槽内安装内、外轮胎，组成小于14英寸的独轮，铝合金轮毂圈左端设置轮毂端盖，所述轮毂端盖与铝合金轮毂圈一体化铸造成型，轮毂端盖中部设置轴承架，轴承架内圆紧配安装超薄轴承，铝合金轮毂圈右端内圆设置右轮毂端盖，所述右轮毂端盖的外圆与铝合金轮毂圈右端的内圆均设置互相吻合的螺纹，右轮毂端盖通过螺丝旋进方式紧固在铝合金轮毂圈右端，右轮毂端中央设置右轴承架，右轴承架内圆紧配安装右轴承；所述轮毂减速器设置右半轴，所述右半轴是左粗右细的台阶轴，右半轴左端制造连接盘，连接盘圆周制造三个等分的连接轴，所述连接轴上均设置滚针轴承，滚针轴承外圆均装配行星齿轮，所述行星齿轮的左端是小齿轮，右端是大齿轮，所述连接轴左端均设置螺丝杆；所述轮毂减速器设置轮轴电机，所述轮轴电机设置外壳，所述外壳相当于轮毂减速器的左半轴，外壳中间外圆设置三个等分的L型支架，L型支架上均制有连接孔，所述连接轴左端三个螺丝杆插进L型支架上三个连接孔后，用三个螺丝帽紧固成为整体的轮毂轴；所述外壳外圆安装在所述超薄轴承内圆，所述右半轴中部安装在所述右轴承内圆，所述轮轴电机设置驱动齿轮，驱动齿轮与三个行星齿轮的大齿轮啮合，所述铝合金轮毂圈内圆中部紧配合安装内齿圈，所述内齿圈的截面为工字型，所述三个行星齿轮的小齿轮与所述内齿圈啮合，所有齿轮共同组成二级减速机构；所述右半轴右端是螺丝杆，螺丝杆上经过螺丝帽紧固安装右L型支架，所述右L型支架下端设置右踏板；所述外壳外圆左端设置L型包箍支架，所述L型包箍支架下端设置左踏板；所述小型自平衡独轮电动车设置机盒，所述机体盒由左半盒及右半盒卡装组成，机体盒左端设置前、后固定螺丝钉，所述包箍支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒左端固定在包箍支架上端；机体盒右端设置前、后固定螺丝钉，所述右L型支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒右端固定在右L型支架上端；位于L型包箍支架的所述外壳上端设置电机出线孔，电机的输出电缆经过出线孔输出；所述机体盒左上端设置智能控制盒，所述智能控制盒左边设置左盖板，左盖板左面设置左靠垫，智能控制盒内的电路板设置陀螺仪、无刷电机控制电路及智能控制电路，智能控制盒上端设置上穿线孔；下端设置下穿线孔，所述机体盒右上端设置锂电盒，所述锂电盒右边设置右盖板，右盖板右面设置右靠垫，锂电盒内装有锂电池组，锂电盒上端设置引线孔，锂电池组的电源输出线经过引线孔穿出；所述电机输出电缆和所述电源输出线经过所述上、下穿线孔连接智能控制盒内的无刷电机控制电路及智能控制电路，陀螺仪检测到的车体状态信息传到智能控制电路输入端，智能控制电路输出端连接轮轴电机，根据操纵者前、后重心的变化，进而通过轮轴电机控制小型自平衡独轮电动车前进的快慢，使人体在动态条件下保持平衡；所述机体盒上端设置把手，把手内部设置电源开关，所述电源开关选用船型开关，船型开关按键设置在把手上端，把手前端设置电源指示灯。

所述轮轴电机是一种四极永磁无刷直流电机，电机设置所述外壳，外壳内置定子铁芯，所述定子铁芯的内圆周边设有若干齿牙和齿槽，定子铁芯用硅钢片叠加成型挤压进外壳内圆中部，定子铁芯的齿槽内绕制三相线圈，所述三相线圈连接为Y型的电路形式输出，外壳右端设置轴承架及大轴承；外壳左端设置端盖及小轴承，所述大、小轴承内圆安装塔型轴，所述塔型轴右端制造为大轴承的粗轴和所述电机驱动齿轮，塔型轴左端制造为小轴承的细轴和螺丝杆，塔型轴中部设置四极永磁转子，所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成为空心柱型转子，所述扇型永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，四极永磁转子左、右端设置左、右圆卡槽，所述左、右圆卡槽内设置左、右圆卡碗，所述左、右圆卡碗将4块扇型永磁体卡紧，配合A、B胶粘连，将四极永磁体聚合为一体，再由螺丝帽将四极永磁转子紧固。

所述L型包箍支架下方左端制有左轴套，左轴套内装配左中心轴，所述左中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套左端制有左踏板；所述右L型支架下方右端设置右轴套，右轴套内装配右中心轴，右中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套右端制有右踏板；所述左、右踏板为折叠式踏板，左、右踏板展开时，左、右端对称向上稍微翘起；左、右踏板折叠时，左、右踏板紧贴机体盒左、右端，使整机缩小为手提包样式；所述左、右靠垫为小腿内侧的靠垫，便于单腿脚踏独轮车的行驶。

所述L型包箍支架中间包箍圈紧固的是所述轮轴电机，包箍圈下端为L型支架，L型支架上面制造所述左轴套；包箍圈上端设置包箍夹，包箍夹上端设置紧固螺丝钉，包箍夹下端为所述前、后螺母孔，所述包箍夹中间设置松紧缝隙，所述松紧缝隙与所述外壳上的电机出线孔对齐，松紧缝隙的宽度等于所述出线孔直径，所述松紧缝隙又是所述电机输出电缆的通道；所述轮轴电机设置四极永磁转子，所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成，上、下扇型永磁体的上、下端极性为N极；左、右扇型永磁体的左、右端极性为S极；所述轮轴电机设置定子铁芯，定子铁芯内圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，所述三相线圈的输出线和三个霍尔传感器的输出线合并为一股电机输出电缆，从所述外壳上的电机出线孔引出。

所述小型自平衡独轮电动车的有益效果在于：所述小型自平衡独轮电动车的轮径在14英寸以下，重量在10公斤以下；所述轮毂减速器和所述轮轴电机组成改进的轮毂电机，该电机彻底改变轮毂电机的原始结构，将体积大的减速机构设置在轮毂内，将体积小的电机部件设置在轮轴上，将高效的二级行星齿轮减速机构与高效的无刷电机合理地组成一体，使整机达到效率最大化，体积、重量最小化的理想目标，小型自平衡独轮电动车巧用整机空间，比现有的独轮电动车结构简单、性能好、成本低、体积小、重量轻，出行手提携带方便。

附图说明

图1为小型自平衡独轮电动车的后视剖面结构示意图。

图2为小型自平衡独轮电动车的前视剖面结构示意图。

图3为所述轮轴电机和所述L型包箍支架左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1、图2所示的小型自平衡独轮电动车的前、后剖面结构示意图中，所述小型自平衡独轮电动车设置轮毂减速器，所述轮毂减速器设置铝合金轮毂圈1，所述铝合金轮毂圈外圆槽内安装内、外轮胎2，组成小于14英寸的独轮，铝合金轮毂圈左端设置轮毂端盖3，所述轮毂端盖与铝合金轮毂圈一体化铸造成型，轮毂端盖中部设置轴承架4，轴承架内圆紧配安装超薄轴承5，铝合金轮毂圈右端内圆设置右轮毂端盖6，所述右轮毂端盖的外圆与铝合金轮毂圈右端的内圆均设置互相吻合的螺纹，右轮毂端盖通过螺丝旋进方式紧固在铝合金轮毂圈右端，右轮毂端中央设置右轴承架7，右轴承架内圆紧配安装右轴承8；所述轮毂减速器设置右半轴9，所述右半轴是左粗右细的台阶轴，右半轴左端制造连接盘10，连接盘圆周制造三个等分的连接轴11，所述连接轴上均设置滚针轴承12，滚针轴承外圆均装配行星齿轮，所述行星齿轮的左端是小齿轮13，右端是大齿轮14，所述连接轴左端均设置螺丝杆；所述轮毂减速器设置轮轴电机，所述轮轴电机设置外壳15，所述外壳相当于轮毂减速器的左半轴，外壳中间外圆设置三个等分的L型支架16，L型支架上均制有连接孔，所述连接轴左端三个螺丝杆插进L型支架上三个连接孔后，用三个螺丝帽17紧固成为整体的轮毂轴；所述外壳外圆安装在所述超薄轴承内圆，所述右半轴中部安装在所述右轴承内圆，所述轮轴电机设置驱动齿轮18，驱动齿轮与三个行星齿轮的大齿轮啮合，所述铝合金轮毂圈内圆中部紧配合安装内齿圈19，所述内齿圈的截面为工字型，所述三个行星齿轮的小齿轮与所述内齿圈啮合，所有齿轮共同组成二级减速机构；所述右半轴右端是螺丝杆，螺丝杆上经过螺丝帽紧固安装右L型支架20，所述右L型支架下端设置右踏板21；所述外壳外圆左端设置L型包箍支架22，所述L型包箍支架下端设置左踏板23；所述小型自平衡独轮电动车设置机盒，所述机体盒由左半盒24及右半盒25卡装组成，机体盒左端设置前、后固定螺丝钉26，所述包箍支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒左端固定在包箍支架上端；机体盒右端设置前、后固定螺丝钉27，所述右L型支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒右端固定在右L型支架上端；位于L型包箍支架的所述外壳上端设置电机出线孔28，电机的输出电缆经过出线孔输出；所述机体盒左上端设置智能控制盒29，所述智能控制盒左边设置左盖板30，左盖板左面设置左靠垫，智能控制盒内的电路板设置陀螺仪、无刷电机控制电路及智能控制电路，智能控制盒上端设置上穿线孔31；下端设置下穿线孔32，所述机体盒右上端设置锂电盒33，所述锂电盒右边设置右盖板34，右盖板右面设置右靠垫35，锂电盒内装有锂电池组，锂电盒上端设置引线孔36，锂电池组的电源输出线经过引线孔穿出；所述电机输出电缆和所述电源输出线经过所述上、下穿线孔连接智能控制盒内的无刷电机控制电路及智能控制电路，陀螺仪检测到的车体状态信息传到智能控制电路输入端，智能控制电路输出端连接轮轴电机，根据操纵者前、后重心的变化，进而通过轮轴电机控制小型自平衡独轮电动车前进的快慢，使人体在动态条件下保持平衡；所述机体盒上端设置把手37，把手内部设置电源开关38，所述电源开关选用船型开关，船型开关按键设置在把手上端，把手前端设置电源指示灯39。

所述轮轴电机是一种四极永磁无刷直流电机，电机设置所述外壳，外壳内置定子铁芯40，所述定子铁芯的内圆周边设有若干齿牙和齿槽，定子铁芯用硅钢片叠加成型挤压进外壳内圆中部，定子铁芯的齿槽内绕制三相线圈41，所述三相线圈连接为Y型的电路形式输出，外壳右端设置轴承架及大轴承42；外壳左端设置端盖43及小轴承44，所述大、小轴承内圆安装塔型轴45，所述塔型轴右端制造为大轴承的粗轴和所述电机驱动齿轮，塔型轴左端制造为小轴承的细轴和螺丝杆，塔型轴中部设置四极永磁转子46，所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成为空心柱型转子，所述扇型永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，四极永磁转子左、右端设置左、右圆卡槽，所述左、右圆卡槽内设置左、右圆卡碗47、48，所述左、右圆卡碗将4块扇型永磁体卡紧，配合A、B胶粘连，将四极永磁体聚合为一体，再由螺丝帽49将四极永磁转子紧固。

所述L型包箍支架下方左端制有左轴套50，左轴套内装配左中心轴51，所述左中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套左端制有左踏板；所述右L型支架下方右端设置右轴套52，右轴套内装配右中心轴53，右中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套右端制有右踏板；所述左、右踏板为折叠式踏板，左、右踏板展开时，左、右端对称向上稍微翘起；左、右踏板折叠时，左、右踏板紧贴机体盒左、右端，使整机缩小为手提包样式；所述左、右靠垫为小腿内侧的靠垫，便于单腿脚踏独轮车的行驶。

在图3所示的所述轮轴电机和所述L型包箍支架左视结构示意图中，所述L型包箍支架中间包箍圈紧固的是所述轮轴电机，包箍圈下端为L型支架，L型支架上面制造所述左轴套；包箍圈上端设置包箍夹54，包箍夹上端设置紧固螺丝钉55，包箍夹下端为所述前、后螺母孔56、57，所述包箍夹中间设置松紧缝隙58，所述松紧缝隙与所述外壳上的电机出线孔对齐，松紧缝隙的宽度等于所述出线孔直径，所述松紧缝隙又是所述电机输出电缆的通道；所述轮轴电机设置四极永磁转子，所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成，上、下扇型永磁体59、60的上、下端极性为N极；左、右扇型永磁体61、62的左、右端极性为S极；所述轮轴电机设置定子铁芯，定子铁芯内圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器63、64、65，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，所述三相线圈的输出线和三个霍尔传感器的输出线合并为一股电机输出电缆66，从所述外壳上的电机出线孔引出，经过所述松紧缝隙，连接智能控制盒内的无刷电机控制电路。

Claims

1.一种小型自平衡独轮电动车，由轮毂减速器、轮轴电机、机体盒、智能控制盒、锂电盒、左、右踏板、左、右靠垫组成，其特征在于：所述小型自平衡独轮电动车设置轮毂减速器，所述轮毂减速器设置铝合金轮毂圈(1)，所述铝合金轮毂圈外圆槽内安装内、外轮胎(2)，组成小于14英寸的独轮，铝合金轮毂圈左端设置轮毂端盖(3)，所述轮毂端盖与铝合金轮毂圈一体化铸造成型，轮毂端盖中部设置轴承架(4)，轴承架内圆紧配安装超薄轴承(5)，铝合金轮毂圈右端内圆设置右轮毂端盖(6)，所述右轮毂端盖的外圆与铝合金轮毂圈右端的内圆均设置互相吻合的螺纹，右轮毂端盖通过螺丝旋进方式紧固在铝合金轮毂圈右端，右轮毂端中央设置右轴承架(7)，右轴承架内圆紧配安装右轴承(8)；所述轮毂减速器设置右半轴(9)，所述右半轴是左粗右细的台阶轴，右半轴左端制造连接盘(10)，连接盘圆周制造三个等分的连接轴(11)，所述连接轴上均设置滚针轴承(12)，滚针轴承外圆均装配行星齿轮，所述行星齿轮的左端是小齿轮(13)，右端是大齿轮(14)，所述连接轴左端均设置螺丝杆；所述轮毂减速器设置轮轴电机，所述轮轴电机设置外壳(15)，所述外壳相当于轮毂减速器的左半轴，外壳中间外圆设置三个等分的L型支架(16)，L型支架上均制有连接孔，所述连接轴左端三个螺丝杆插进L型支架上三个连接孔后，用三个螺丝帽(17)紧固成为整体的轮毂轴；所述外壳外圆安装在所述超薄轴承内圆，所述右半轴中部安装在所述右轴承内圆，所述轮轴电机设置驱动齿轮(18)，驱动齿轮与三个行星齿轮的大齿轮啮合，所述铝合金轮毂圈内圆中部紧配合安装内齿圈(19)，所述内齿圈的截面为工字型，所述三个行星齿轮的小齿轮与所述内齿圈啮合，所有齿轮共同组成二级减速机构；所述右半轴右端是螺丝杆，螺丝杆上经过螺丝帽紧固安装右L型支架(20)，所述右L型支架下端设置右踏板(21)；所述外壳外圆左端设置L型包箍支架（22），所述L型包箍支架下端设置左踏板(23)；所述小型自平衡独轮电动车设置机盒，所述机体盒由左半盒(24)及右半盒(25)卡装组成，机体盒左端设置前、后固定螺丝钉(26)，所述包箍支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒左端固定在包箍支架上端；机体盒右端设置前、后固定螺丝钉（27），所述右L型支架上端设置前、后螺母孔，前、后固定螺丝钉将机体盒右端固定在右L型支架上端；位于L型包箍支架的所述外壳上端设置电机出线孔（28），电机的输出电缆经过出线孔输出；所述机体盒左上端设置智能控制盒（29），所述智能控制盒左边设置左盖板（30），左盖板左面设置左靠垫，智能控制盒内的电路板设置陀螺仪、无刷电机控制电路及智能控制电路，智能控制盒上端设置上穿线孔（31）；下端设置下穿线孔（32），所述机体盒右上端设置锂电盒（33），所述锂电盒右边设置右盖板（34），右盖板右面设置右靠垫（35），锂电盒内装有锂电池组，锂电盒上端设置引线孔（36），锂电池组的电源输出线经过引线孔穿出；所述电机输出电缆和所述电源输出线经过所述上、下穿线孔连接智能控制盒内的无刷电机控制电路及智能控制电路，陀螺仪检测到的车体状态信息传到智能控制电路输入端，智能控制电路输出端连接轮轴电机，根据操纵者前、后重心的变化，进而通过轮轴电机控制小型自平衡独轮电动车前进的快慢，使人体在动态条件下保持平衡；所述机体盒上端设置把手（37），把手内部设置电源开关(38)，所述电源开关选用船型开关，船型开关按键设置在把手上端，把手前端设置电源指示灯(39)。

2.根据权利要求1所述小型自平衡独轮电动车，其特征在于：所述轮轴电机是一种四极永磁无刷直流电机，电机设置所述外壳，外壳内置定子铁芯(40)，所述定子铁芯的内圆周边设有若干齿牙和齿槽，定子铁芯用硅钢片叠加成型挤压进外壳内圆中部，定子铁芯的齿槽内绕制三相线圈(41)，所述三相线圈连接为Y型的电路形式输出，外壳右端设置轴承架及大轴承(42)；外壳左端设置端盖(43)及小轴承（44），所述大、小轴承内圆安装塔型轴（45），所述塔型轴右端制造为大轴承的粗轴和所述电机驱动齿轮，塔型轴左端制造为小轴承的细轴和螺丝杆，塔型轴中部设置四极永磁转子（46），所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成为空心柱型转子，所述扇型永磁体是用钕铁硼材料制造的强磁体，四极永磁转子左、右端设置左、右圆卡槽，所述左、右圆卡槽内设置左、右圆卡碗（47、48），所述左、右圆卡碗将4块扇型永磁体卡紧，配合A、B胶粘连，将四极永磁体聚合为一体，再由螺丝帽（49）将四极永磁转子紧固。

3.根据权利要求1所述小型自平衡独轮电动车，其特征在于：所述L型包箍支架下方左端制有左轴套（50），左轴套内装配左中心轴（51），所述左中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套左端制有左踏板；所述右L型支架下方右端设置右轴套（52），右轴套内装配右中心轴(53)，右中心轴两端设置前、后轴套，前、后轴套右端制有右踏板；所述左、右踏板为折叠式踏板，左、右踏板展开时，左、右端对称向上稍微翘起；左、右踏板折叠时，左、右踏板紧贴机体盒左、右端，使整机缩小为手提包样式；所述左、右靠垫为小腿内侧的靠垫，便于单腿脚踏独轮车的行驶。

4.根据权利要求1所述小型自平衡独轮电动车，其特征在于：所述L型包箍支架中间包箍圈紧固的是所述轮轴电机，包箍圈下端为L型支架，L型支架上面制造所述左轴套；包箍圈上端设置包箍夹(54)，包箍夹上端设置紧固螺丝钉(55)，包箍夹下端为所述前、后螺母孔(56、57)，所述包箍夹中间设置松紧缝隙(58)，所述松紧缝隙与所述外壳上的电机出线孔对齐，松紧缝隙的宽度等于所述出线孔直径，所述松紧缝隙又是所述电机输出电缆的通道；所述轮轴电机设置四极永磁转子，所述四极永磁转子是由4块相等的扇型永磁体拼装成，上、下扇型永磁体(59、60)的上、下端极性为N极；左、右扇型永磁体(61、62)的左、右端极性为S极；所述轮轴电机设置定子铁芯，定子铁芯内圆周的齿槽内分别设置三个霍尔传感器(63、64、65)，三个霍尔传感器的位置均相差120度的电角度，所述三相线圈的输出线和三个霍尔传感器的输出线合并为一股电机输出电缆(66)，从所述外壳上的电机出线孔引出，经过所述松紧缝隙，连接智能控制盒内的无刷电机控制电路。

5.根据权利要求1所述小型自平衡独轮电动车，其特征在于：所述小型自平衡独轮电动车的轮径在14英寸以下，重量在10公斤以下；所述轮毂减速器和所述轮轴电机组成改进的轮毂电机，该电机彻底改变轮毂电机的原始结构，将体积大的减速机构设置在轮毂内，将体积小的电机部件设置在轮轴上，将高效的二级行星齿轮减速机构与高效的无刷电机合理地组成一体，使整机达到效率最大化，体积、重量最小化的理想目标，小型自平衡独轮电动车巧用整机空间，比现有的独轮电动车结构简单、性能好、成本低、体积小、重量轻，出行手提携带方便。