CN107021169B - 一种后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法 - Google Patents

一种后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法，该脚踏车包括车架、行走轮和控制箱，车架包括前侧安装板、右踏板、左踏板和后置减震装置，左踏板上设置有左凹槽以及用于检测左踏板变形受压的左板陀螺仪和左板重力传感器，右踏板上设置有右凹槽以及用于检测右踏板变形受压的右板陀螺仪和右板重力传感器，右凹槽上设置有减速开关，行走轮包括前轮、右轮和左轮；该方法包括步骤：一、脚踏车的安装；二、启动脚踏车；三、控制脚踏车行驶状态；四、控制脚踏车停车；五、脚踏车的存放。本发明采用三轮平衡稳定的脚踏车结构，前轮通过弹簧伸缩的方式减震，后轮通过弹簧弯曲的方式减震，避免颠簸震荡对驾驶者产生的不舒适感。

Description

一种后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法
技术领域
本发明属于脚踏车设计技术领域，具体涉及一种后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法。
背景技术
电动汽车在当今的社会交通中发挥着极大的角色，诸如电动汽车、电动平板车、电动巡逻车等。现如今，城市交通压力大，堵车已经是日常生活中司空见惯的事情，给城市快节奏生活的人带来了相当大的困扰，因此，自由穿梭在城市之中且体积小巧、驾驶简单的独轮车、智能平衡两轮车或是脚踏车越来越丰富，但是，现有的独轮车和智能平衡两轮车在启动和停车时均需要一定的技巧才能掌握且驾驶舒适度不高以及行驶安全隐患等多个方面均需不断的做出改善，没有训练基础的人是不能随意上路驾驶的，导致其普及程度较低，因此，现如今缺少一种结构简单、平衡度好，双腿可自由独立站立的后轮独立驱动平衡脚踏车及其使用方法，采用后轮独立驱动的三轮平衡结构，驾驶模式安全自由，无需长时间的训练，通过前轮与后轮不同的减震方式提高驾驶舒适度，在未来日益拥堵的城市交通中占据优势，成为短途出行的最佳选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其设计新颖合理，采用三轮平衡稳定的脚踏车结构，前轮通过弹簧伸缩的方式减震，后轮通过弹簧弯曲的方式减震，避免颠簸震荡对驾驶者产生的不舒适感，驾驶简单，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：包括车架、与所述车架连接的行走轮和用于控制所述行走轮行进的控制箱，所述车架包括前侧安装板以及均与前侧安装板转动连接的右踏板和左踏板，右踏板的底部和左踏板的底部之间设置有后置减震装置，左踏板上设置有限定左脚位置的左凹槽、用于检测左踏板变形数据的左板陀螺仪和用于检测左踏板受压的左板重力传感器，右踏板上设置有限定右脚位置的右凹槽、用于检测右踏板变形数据的右板陀螺仪和用于检测右踏板受压的右板重力传感器，右凹槽的后侧内壁上设置有减速开关，所述行走轮由前轮以及均设置在前轮后方且嵌入在右踏板上的右轮和嵌入在左踏板上的左轮组成，前轮通过前置减震装置安装在前侧安装板前侧下部，右轮内装有右轮轮毂电机，左轮内装有左轮轮毂电机；
所述后置减震装置包括两个相对安装的固定件和两个分别可拆卸的安装在两个固定件之间的横向减震弹簧，固定件的前后两端均设置有与所述横向减震弹簧的端部配合的卡槽，两个固定件分别固定安装在右踏板和左踏板的前端底部；前置减震装置包括穿过前侧安装板与前轮固定连接的竖轴和套装在位于前侧安装板上部的竖轴的轴段上的轴套，以及设置在轴套与竖轴之间的空腔内的竖向减震弹簧一，轴套内设置有套装在竖轴上且可沿轴套长度方向移动的挡板，竖向减震弹簧一的一端固定在轴套的顶端，竖向减震弹簧一的另一端固定在挡板上，竖轴位于前侧安装板的下部的轴段上套装竖向减震弹簧二，竖向减震弹簧二的一端固定在前轮的安装架上，竖向减震弹簧二的另一端固定在前侧安装板上。
上述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述控制箱包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器、供电电源和与控制器连接的存储器，控制器的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机的左轮电机驱动器和用于驱动右轮轮毂电机的右轮电机驱动器，供电电源为左轮轮毂电机和右轮轮毂电机供电，供电电源为控制器供电的回路中依次串联电压转换电路和电源开关，电源开关设置在所述箱体上，所述箱体设置在右踏板和左踏板之间且与前侧安装板固定连接，左板陀螺仪、右板陀螺仪、左板重力传感器、右板重力传感器和减速开关的信号输出端均与控制器的输入端相接。
上述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述前侧安装板前端开有供竖轴和套装在竖轴上的竖向减震弹簧二穿过的通孔，轴套与前侧安装板通过销轴连接，通孔的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔，前侧安装板的前端底部开有豁口，前侧安装板的后侧端面上设置有连接所述箱体的长销以及分别位于长销两侧的短销一和短销二，短销一与左踏板转动连接，短销二与右踏板转动连接。
上述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述两个横向减震弹簧分别为前后安装在两个固定件之间的横向减震弹簧一和横向减震弹簧二，横向减震弹簧一、横向减震弹簧二和竖向减震弹簧一均为硬质弹簧，竖向减震弹簧一的刚度大于竖向减震弹簧二的刚度。
上述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述前轮的顶端与前侧安装板底端的距离小于竖轴顶端与轴套内侧顶端的距离。
上述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述轴套外设置有保护壳，前轮为万向轮。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、控制简单、可平稳通过不平坦道路，避免颠簸震荡对驾驶者产生的不舒适感的后轮独立驱动平衡脚踏车的使用方法，其特征在于该使用方法包括以下步骤：
步骤一、脚踏车的安装：首先，调节右踏板的上表面和左踏板的上表面与前侧安装板的上表面位于同一平面上；然后，在右踏板和左踏板前端底面对应位置处相对安装固定件，并将两个横向减震弹簧分别前后安装在两个固定件之间；
步骤二、启动脚踏车：首先，驾驶者将右脚踩在右踏板上的右凹槽内，将左脚踩在左踏板上的左凹槽内；然后，通过控制箱控制脚踏车启动，控制箱包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器、供电电源和与控制器连接的存储器，控制器的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机的左轮电机驱动器和用于驱动右轮轮毂电机的右轮电机驱动器，供电电源为左轮轮毂电机和右轮轮毂电机供电，供电电源为控制器供电的回路中依次串联电压转换电路和电源开关，电源开关设置在所述箱体上，驾驶者开启电源开关，左板重力传感器检测左踏板受压压力并将检测结果传输至控制器，右板重力传感器检测右踏板受压压力并将检测结果传输至控制器，测量驾驶者体重，感应到有人时，脚踏车启动；
步骤三、控制脚踏车行驶状态，过程如下：
步骤301、预先在存储器中存储左板重力传感器和右板重力传感器之间的压力差阈值，所述压力差阈值由第一压力差阈值和第二压力差阈值组成且第一压力差阈值大于第二压力差阈值；
步骤302、在脚踏车直行前进道路上，驾驶者双脚保持平衡，左板重力传感器和右板重力传感器采集的压力差值介于第一压力差阈值与第二压力差阈值之间，通过控制器同步控制左轮电机驱动器驱动左轮轮毂电机转动、右轮电机驱动器驱动右轮轮毂电机转动，当直行前进过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二和竖向减震弹簧一的上下伸缩为前轮减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮和右轮减震，实现脚踏车直行前进；
步骤303、在脚踏车减速行驶道路上，驾驶者控制右脚后移接触右凹槽的后侧内壁上的减速开关，通过控制器同步控制左轮电机驱动器驱动左轮轮毂电机减速、右轮电机驱动器驱动右轮轮毂电机减速，当减速行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二和竖向减震弹簧一的上下伸缩为前轮减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮和右轮减震，实现脚踏车减速行驶；
步骤304、在脚踏车左转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者右脚抬起，左板重力传感器和右板重力传感器采集的压力差值大于第一压力差阈值，通过控制器控制左轮轮毂电机的转速小于右轮轮毂电机的转速，当左转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二和竖向减震弹簧一的上下伸缩为前轮减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮和右轮减震，实现脚踏车直行前进；
步骤305、在脚踏车右转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者左脚抬起，左板重力传感器和右板重力传感器采集的压力差值小于第二压力差阈值，通过控制器控制左轮轮毂电机的转速大于右轮轮毂电机的转速，当右转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二和竖向减震弹簧一的上下伸缩为前轮减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮和右轮减震，实现脚踏车直行前进；
步骤四、控制脚踏车停车：驾驶者控制脚踏车减速行驶至左轮和右轮的转速均为零，关闭电源开关；
步骤五、脚踏车的存放：拆卸两个横向减震弹簧，右踏板绕前侧安装板向上旋转，左踏板绕前侧安装板向上旋转，实现脚踏车的折叠存放。
上述的使用方法，其特征在于：步骤一中前侧安装板前端开有供竖轴和套装在竖轴上的竖向减震弹簧二穿过的通孔，轴套与前侧安装板通过销轴连接，通孔的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔，前侧安装板的前端底部开有豁口，前侧安装板的后侧端面上设置有连接控制箱的长销以及分别位于长销两侧的短销一和短销二，短销一与左踏板转动配合，短销二与右踏板转动配合，左踏板绕短销一转动，调节左踏板的上表面与前侧安装板的上表面位于同一平面上，右踏板绕短销二转动，调节右踏板的上表面与前侧安装板的上表面位于同一平面上。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用的脚踏车采用三轮平衡结构，使驾驶者上车平稳安全，下车平稳方便，操作方便，安全自由，前轮采用机械轮控制方向，后轮采用独立驱动的电动轮提供动力，结构简单，采用重力传感器和陀螺仪控制脚踏车的前进模式和脚踏车的形式姿态，实现智能化控制调节，便于推广使用。
2、本发明前轮采用竖向弹簧串联的方式传递压力，通过弹簧的挤压伸缩减震，后轮分为左轮和右轮，左轮和右轮采用横向弹簧并联的方式承受压力，通过弹簧的上下弯曲减震，可靠稳定，通过前轮与后轮不同的减震方式提高驾驶舒适度。
3、本发明采用的脚踏车使用方法，通过驾驶者左右脚不同的配合关系实现控制脚踏车前进、减速和转弯，在脚踏车前进、减速和转弯的过程中遇到可跨越障碍物时伴随着减震，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本发明设计新颖合理，采用三轮平衡稳定的脚踏车结构，前轮通过弹簧伸缩的方式减震，后轮通过弹簧弯曲的方式减震，避免颠簸震荡对驾驶者产生的不舒适感，驾驶简单，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明脚踏车的结构示意图。
图2为本发明右踏板和左踏板与后置减震装置的安装结构关系图。
图3为本发明前侧安装板的结构示意图。
图4为本发明前置减震装置与前轮的安装结构关系图。
图5为本发明的电路原理框图。
图6为本发明方法的流程框图。
附图标记说明:
具体实施方式
如图1和图4所示，本发明所述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，包括车架、与所述车架连接的行走轮和用于控制所述行走轮行进的控制箱8，所述车架包括前侧安装板12以及均与前侧安装板12转动连接的右踏板1和左踏板2，右踏板1的底部和左踏板2的底部之间设置有后置减震装置，左踏板2上设置有限定左脚位置的左凹槽4、用于检测左踏板2变形数据的左板陀螺仪16和用于检测左踏板2受压的左板重力传感器18，右踏板1上设置有限定右脚位置的右凹槽3、用于检测右踏板1变形数据的右板陀螺仪17和用于检测右踏板1受压的右板重力传感器19，右凹槽3的后侧内壁上设置有减速开关7，所述行走轮由前轮9以及均设置在前轮9后方且嵌入在右踏板1上的右轮5和嵌入在左踏板2上的左轮6组成，前轮9通过前置减震装置11安装在前侧安装板12前侧下部，右轮5内装有右轮轮毂电机24，左轮6内装有左轮轮毂电机22；
实际使用中，右踏板1和左踏板2为对称结构，便于驾驶者操控，右踏板1和左踏板2与前侧安装板12转动连接且右踏板1的底部和左踏板2的底部之间设置有后置减震装置，后置减震装置的设置一方面是为了支撑加固右踏板1和左踏板2，使右踏板1和左踏板2的承载力更稳，另一方面是为了对行进过程中的右踏板1和左踏板2进行减震，避免右踏板1和左踏板2行驶在颠簸的道路上，行走轮与障碍物的硬性碰撞给驾驶者带来的不舒适感；左凹槽4和右凹槽3的设置是为了限定驾驶者双脚站立的位置，更好的间接地指导驾驶者使用脚踏板，便于驾驶者体重数据的获取，提供脚踏板的控制精度，左踏板2和右踏板1上均设置有重力传感器和陀螺仪，目的是检测是否有人操作以及操作状态，并测量脚踏车的运行姿态，右凹槽3后侧内壁上的减速开关7的设置是为了方便驾驶者脚控踏板车减速，采用右脚向后平移的方式触碰减速开关7控制行走轮减速，实际使用中，可根据驾驶者习惯，减速开关7也可安装在左凹槽4的后侧内壁上；本实施例中，右轮5左轮6均为后轮，前置减震装置11的设置是为了针对前轮9进行减速，实现前轮与后轮独立减震的目的，保证驾驶者的舒适感。
所述后置减震装置包括两个相对安装的固定件13和两个分别可拆卸的安装在两个固定件13之间的横向减震弹簧，固定件13的前后两端均设置有与所述横向减震弹簧的端部配合的卡槽，两个固定件13分别固定安装在右踏板1和左踏板2的前端底部；前置减震装置11包括穿过前侧安装板12与前轮9固定连接的竖轴11-3和套装在位于前侧安装板12上部的竖轴11-3的轴段上的轴套11-2，以及设置在轴套11-2与竖轴11-3之间的空腔内的竖向减震弹簧一11-5，轴套11-2内设置有套装在竖轴11-3上且可沿轴套11-2长度方向移动的挡板11-4，竖向减震弹簧一11-5的一端固定在轴套11-2的顶端，竖向减震弹簧一11-5的另一端固定在挡板11-4上，竖轴11-3位于前侧安装板12的下部的轴段上套装竖向减震弹簧二10，竖向减震弹簧二10的一端固定在前轮9的安装架上，竖向减震弹簧二10的另一端固定在前侧安装板12上。
如图3所示，本实施例中，所述前侧安装板12前端开有供竖轴11-3和套装在竖轴11-3上的竖向减震弹簧二10穿过的通孔12-2，轴套11-2与前侧安装板12通过销轴连接，通孔12-2的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔12-3，前侧安装板12的前端底部开有豁口12-1，前侧安装板12的后侧端面上设置有连接所述箱体的长销12-6以及分别位于长销12-6两侧的短销一12-4和短销二12-5，短销一12-4与左踏板2转动连接，短销二12-5与右踏板1转动连接。
固定件13的设置是为了定位横向减震弹簧的安装位置，两个固定件13分别固定安装在右踏板1和左踏板2的前端底部，限定了横向减震弹簧安装在右踏板1和左踏板2的前端底部，即右踏板1和左踏板2的转动衔接位置处，目的是加固踏板与前侧安装板12连接，同时减少右踏板1和左踏板2的转动幅度，减小踏板与前侧安装板12之间的磨损，实际使用中，右踏板1上设置有右踏板安装孔1-1，与前侧安装板12 上的短销二12-5配合使用，左踏板2上设置有左踏板安装孔2-1，与前侧安装板12 上的短销一12-4配合使用，若右踏板1和左踏板2与前侧安装板12转动幅度过大，会加快磨损，减少脚踏车的使用寿命，采用横向减震弹簧的上下完全变形减震，同时减少右踏板1和左踏板2与前侧安装板12转动幅度，使用效果好，两个横向减震弹簧可拆卸的安装在两个固定件13之间，便于折叠存放脚踏车，当不使用脚踏车时，可拆卸两个横向减震弹簧，转动右踏板1和左踏板2，减小脚踏车的占用面积以及空间。
如图2所示，本实施例中，所述两个横向减震弹簧分别为前后安装在两个固定件13之间的横向减震弹簧一14和横向减震弹簧二15，横向减震弹簧一14、横向减震弹簧二15和竖向减震弹簧一11-5均为硬质弹簧，竖向减震弹簧一11-5的刚度大于竖向减震弹簧二10的刚度。
竖轴11-3的设置，一是满足前轮9的固定安装，二是为竖向减震弹簧一11-5和竖向减震弹簧二10提供安装位置，轴套11-2的设置是为了限定竖向减震弹簧一11-5的伸缩路径，挡板11-4的设置是为了给竖向减震弹簧一11-5提供挤压力，竖向减震弹簧一11-5的一端固定在轴套11-2的顶端，竖向减震弹簧一11-5的另一端固定在挡板11-4上，提供的上下移动，推动或拉动竖向减震弹簧一11-5挤压或拉伸产生缓冲力，轴套11-2设置在位于前侧安装板12上部的竖轴11-3的轴段上，位于前侧安装板12下部的竖轴11-3的轴段上套装有竖向减震弹簧二10，由于前轮9首先遇到硬质障碍物，导致竖向减震弹簧二10挤压，前轮9的安装架顶部与前侧安装板12底部距离限定了竖向减震弹簧二10的压缩距离，也就限定了竖向减震弹簧二10的缓冲力，前侧安装板12的前端底部开有豁口12-1的目的是增大前轮9的安装架顶部与前侧安装板12底部距离，增大竖向减震弹簧二10的压缩距离，进而增大的竖向减震弹簧二10的缓冲力，改善驾驶者驾驶舒适度，竖向减震弹簧二10被挤压后推动竖轴11-3上移，进而使挡板11-4推动竖向减震弹簧一11-5压缩，将颠簸的撞击力分散消耗，另外，竖向减震弹簧二10的另一作用是给竖轴11-3一个约束环境，使竖轴11-3上下运动，不偏离路径，避免晃动，竖向减震弹簧一11-5的刚度大于竖向减震弹簧二10的刚度是为了保证遇到可跨越障碍物时可及时快速的通过挤压伸缩，保证减震效果。
如图1和图5所示，本实施例中，所述控制箱8包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器20、供电电源26和与控制器20连接的存储器25，控制器20的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机22的左轮电机驱动器21和用于驱动右轮轮毂电机24的右轮电机驱动器23，供电电源26为左轮轮毂电机22和右轮轮毂电机24供电，供电电源26为控制器20供电的回路中依次串联电压转换电路27和电源开关28，电源开关28设置在所述箱体上，所述箱体设置在右踏板1和左踏板2之间且与前侧安装板12固定连接，左板陀螺仪16、右板陀螺仪17、左板重力传感器18、右板重力传感器19和减速开关7的信号输出端均与控制器20的输入端相接。
右轮5内装有右轮轮毂电机24，左轮6内装有左轮轮毂电机22，轮毂电机的设置将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，大大简化脚踏车的机械部分，减小了脚踏车的体积，实际使用中，采用24V供电的轮毂电机，供电电源26为24V直流电直接给左轮轮毂电机22和右轮轮毂电机24供电，控制器20采用DSP控制器，DSP控制器采用3.3V供电，电压转换电路27采用24V转3.3V供电，实际可采用芯片LM7805和芯片AMS1117-3.3将24V直流电转换为3.3V直流电。
本实施例中，所述前轮9的顶端与前侧安装板12底端的距离小于竖轴11-3顶端与轴套11-2内侧顶端的距离。
前轮9的顶端与前侧安装板12底端的距离小于竖轴11-3顶端与轴套11-2内侧顶端的距离，是为了给竖向减震弹簧一11-5的形变距离空间，若竖轴11-3顶端与轴套11-2内侧顶端的距离小于前轮9的顶端与前侧安装板12底端的距离，则无法使竖向减震弹簧二10在遇到障碍物时尽最大的发挥减震效果。
如图4所示，本实施例中，所述轴套11-2外设置有保护壳11-1，前轮9为万向轮。
保护壳11-1的设置是为了满足设计的美观性，前轮9为万向轮，保证脚踏车在行驶过程中自由的调节方向，使脚踏车行驶顺畅。
如图6所示的一种后轮独立驱动平衡脚踏车的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、脚踏车的安装：首先，调节右踏板1的上表面和左踏板2的上表面与前侧安装板12的上表面位于同一平面上；然后，在右踏板1和左踏板2前端底面对应位置处相对安装固定件13，并将两个横向减震弹簧分别前后安装在两个固定件13之间；
步骤二、启动脚踏车：首先，驾驶者将右脚踩在右踏板1上的右凹槽3内，将左脚踩在左踏板2上的左凹槽4内；然后，通过控制箱8控制脚踏车启动，控制箱8包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器20、供电电源26和与控制器20连接的存储器25，控制器20的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机22的左轮电机驱动器21和用于驱动右轮轮毂电机24的右轮电机驱动器23，供电电源26为左轮轮毂电机22和右轮轮毂电机24供电，供电电源26为控制器20供电的回路中依次串联电压转换电路27和电源开关28，电源开关28设置在所述箱体上，驾驶者开启电源开关28，左板重力传感器18检测左踏板2受压压力并将检测结果传输至控制器20，右板重力传感器19检测右踏板1受压压力并将检测结果传输至控制器20，测量驾驶者体重，感应到有人时，脚踏车启动；
步骤三、控制脚踏车行驶状态，过程如下：
步骤301、预先在存储器25中存储左板重力传感器18和右板重力传感器19之间的压力差阈值，所述压力差阈值由第一压力差阈值和第二压力差阈值组成且第一压力差阈值大于第二压力差阈值；
步骤302、在脚踏车直行前进道路上，驾驶者双脚保持平衡，左板重力传感器18和右板重力传感器19采集的压力差值介于第一压力差阈值与第二压力差阈值之间，通过控制器20同步控制左轮电机驱动器21驱动左轮轮毂电机22转动、右轮电机驱动器23驱动右轮轮毂电机24转动，当直行前进过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二10和竖向减震弹簧一11-5的上下伸缩为前轮9减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮6和右轮5减震，实现脚踏车直行前进；
步骤303、在脚踏车减速行驶道路上，驾驶者控制右脚后移接触右凹槽3的后侧内壁上的减速开关7，通过控制器20同步控制左轮电机驱动器21驱动左轮轮毂电机22减速、右轮电机驱动器23驱动右轮轮毂电机24减速，当减速行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二10和竖向减震弹簧一11-5的上下伸缩为前轮9减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮6和右轮5减震，实现脚踏车减速行驶；
步骤304、在脚踏车左转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者右脚抬起，左板重力传感器18和右板重力传感器19采集的压力差值大于第一压力差阈值，通过控制器20控制左轮轮毂电机22的转速小于右轮轮毂电机24的转速，当左转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二10和竖向减震弹簧一11-5的上下伸缩为前轮9减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮6和右轮5减震，实现脚踏车直行前进；
步骤305、在脚踏车右转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者左脚抬起，左板重力传感器18和右板重力传感器19采集的压力差值小于第二压力差阈值，通过控制器20控制左轮轮毂电机22的转速大于右轮轮毂电机24的转速，当右转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二10和竖向减震弹簧一11-5的上下伸缩为前轮9减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮6和右轮5减震，实现脚踏车直行前进；
步骤四、控制脚踏车停车：驾驶者控制脚踏车减速行驶至左轮6和右轮5的转速均为零，关闭电源开关28；
步骤五、脚踏车的存放：拆卸两个横向减震弹簧，右踏板1绕前侧安装板12向上旋转，左踏板2绕前侧安装板12向上旋转，实现脚踏车的折叠存放。
本实施例中，步骤一中前侧安装板12前端开有供竖轴11-3和套装在竖轴11-3上的竖向减震弹簧二10穿过的通孔12-2，轴套11-2与前侧安装板12通过销轴连接，通孔12-2的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔12-3，前侧安装板12的前端底部开有豁口12-1，前侧安装板12的后侧端面上设置有连接控制箱8的长销12-6以及分别位于长销12-6两侧的短销一12-4和短销二12-5，短销一12-4与左踏板2转动配合，短销二12-5与右踏板1转动配合，左踏板2绕短销一12-4转动，调节左踏板2的上表面与前侧安装板12的上表面位于同一平面上，右踏板1绕短销二12-5转动，调节右踏板1的上表面与前侧安装板12的上表面位于同一平面上。
本发明设计使用时，可根据使用人群对象进行分类，设计不同尺寸的车架，满足小孩和成年人的使用需求，右踏板1和左踏板1的脚踏位置处呈外八字设置，左凹槽4和右凹槽3在对应踏板上沿踏板轮廓设置，即左凹槽4和右凹槽3也呈外八字布设，降低驾驶者的重心，保证驾驶者站立的稳定性，位于前侧的前轮9和位于后侧的两个后轮构成脚踏车自身的平衡，驾驶者在启动脚踏车或控制脚踏车停车时，仅需缓慢的站上去或走下来，减少驾驶学习的时间，使用方法简单。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：包括车架、与所述车架连接的行走轮和用于控制所述行走轮行进的控制箱（8），所述车架包括前侧安装板（12）以及均与前侧安装板（12）转动连接的右踏板（1）和左踏板（2），右踏板（1）的底部和左踏板（2）的底部之间设置有后置减震装置，左踏板（2）上设置有限定左脚位置的左凹槽（4）、用于检测左踏板（2）变形数据的左板陀螺仪（16）和用于检测左踏板（2）受压的左板重力传感器（18），右踏板（1）上设置有限定右脚位置的右凹槽（3）、用于检测右踏板（1）变形数据的右板陀螺仪（17）和用于检测右踏板（1）受压的右板重力传感器（19），右凹槽（3）的后侧内壁上设置有减速开关（7），所述行走轮由前轮（9）以及均设置在前轮（9）后方且嵌入在右踏板（1）上的右轮（5）和嵌入在左踏板（2）上的左轮（6）组成，前轮（9）通过前置减震装置（11）安装在前侧安装板（12）前侧下部，右轮（5）内装有右轮轮毂电机（24），左轮（6）内装有左轮轮毂电机（22）；
所述后置减震装置包括两个相对安装的固定件（13）和两个分别可拆卸的安装在两个固定件（13）之间的横向减震弹簧，固定件（13）的前后两端均设置有与所述横向减震弹簧的端部配合的卡槽，两个固定件（13）分别固定安装在右踏板（1）和左踏板（2）的前端底部；前置减震装置（11）包括穿过前侧安装板（12）与前轮（9）固定连接的竖轴（11-3）和套装在位于前侧安装板（12）上部的竖轴（11-3）的轴段上的轴套（11-2），以及设置在轴套（11-2）与竖轴（11-3）之间的空腔内的竖向减震弹簧一（11-5），轴套（11-2）内设置有套装在竖轴（11-3）上且可沿轴套（11-2）长度方向移动的挡板（11-4），竖向减震弹簧一（11-5）的一端固定在轴套（11-2）的顶端，竖向减震弹簧一（11-5）的另一端固定在挡板（11-4）上，竖轴（11-3）位于前侧安装板（12）的下部的轴段上套装竖向减震弹簧二（10），竖向减震弹簧二（10）的一端固定在前轮（9）的安装架上，竖向减震弹簧二（10）的另一端固定在前侧安装板（12）上；
所述两个横向减震弹簧分别为前后安装在两个固定件（13）之间的横向减震弹簧一（14）和横向减震弹簧二（15），横向减震弹簧一（14）、横向减震弹簧二（15）和竖向减震弹簧一（11-5）均为硬质弹簧，竖向减震弹簧一（11-5）的刚度大于竖向减震弹簧二（10）的刚度；
所述前轮（9）的顶端与前侧安装板（12）底端的距离小于竖轴（11-3）顶端与轴套（11-2）内侧顶端的距离。
2.按照权利要求1所述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述控制箱（8）包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器（20）、供电电源（26）和与控制器（20）连接的存储器（25），控制器（20）的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机（22）的左轮电机驱动器（21）和用于驱动右轮轮毂电机（24）的右轮电机驱动器（23），供电电源（26）为左轮轮毂电机（22）和右轮轮毂电机（24）供电，供电电源（26）为控制器（20）供电的回路中依次串联电压转换电路（27）和电源开关（28），电源开关（28）设置在所述箱体上，所述箱体设置在右踏板（1）和左踏板（2）之间且与前侧安装板（12）固定连接，左板陀螺仪（16）、右板陀螺仪（17）、左板重力传感器（18）、右板重力传感器（19）和减速开关（7）的信号输出端均与控制器（20）的输入端相接。
3.按照权利要求2所述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述前侧安装板（12）前端开有供竖轴（11-3）和套装在竖轴（11-3）上的竖向减震弹簧二（10）穿过的通孔（12-2），轴套（11-2）与前侧安装板（12）通过销轴连接，通孔（12-2）的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔（12-3），前侧安装板（12）的前端底部开有豁口（12-1），前侧安装板（12）的后侧端面上设置有连接所述箱体的长销（12-6）以及分别位于长销（12-6）两侧的短销一（12-4）和短销二（12-5），短销一（12-4）与左踏板（2）转动连接，短销二（12-5）与右踏板（1）转动连接。
4.按照权利要求1所述的一种后轮独立驱动平衡脚踏车，其特征在于：所述轴套（11-2）外设置有保护壳（11-1），前轮（9）为万向轮。
5.一种如权利要求1所述的后轮独立驱动平衡脚踏车的使用方法，其特征在于：该使用方法包括以下步骤：
步骤一、脚踏车的安装：首先，调节右踏板（1）的上表面和左踏板（2）的上表面与前侧安装板（12）的上表面位于同一平面上；然后，在右踏板（1）和左踏板（2）前端底面对应位置处相对安装固定件（13），并将两个横向减震弹簧分别前后安装在两个固定件（13）之间；
步骤二、启动脚踏车：首先，驾驶者将右脚踩在右踏板（1）上的右凹槽（3）内，将左脚踩在左踏板（2）上的左凹槽（4）内；然后，通过控制箱（8）控制脚踏车启动，控制箱（8）包括箱体以及均设置在所述箱体内的控制器（20）、供电电源（26）和与控制器（20）连接的存储器（25），控制器（20）的输出端接有用于驱动左轮轮毂电机（22）的左轮电机驱动器（21）和用于驱动右轮轮毂电机（24）的右轮电机驱动器（23），供电电源（26）为左轮轮毂电机（22）和右轮轮毂电机（24）供电，供电电源（26）为控制器（20）供电的回路中依次串联电压转换电路（27）和电源开关（28），电源开关（28）设置在所述箱体上，驾驶者开启电源开关（28），左板重力传感器（18）检测左踏板（2）受压压力并将检测结果传输至控制器（20），右板重力传感器（19）检测右踏板（1）受压压力并将检测结果传输至控制器（20），测量驾驶者体重，感应到有人时，脚踏车启动；
步骤三、控制脚踏车行驶状态，过程如下：
步骤301、预先在存储器（25）中存储左板重力传感器（18）和右板重力传感器（19）之间的压力差阈值，所述压力差阈值由第一压力差阈值和第二压力差阈值组成且第一压力差阈值大于第二压力差阈值；
步骤302、在脚踏车直行前进道路上，驾驶者双脚保持平衡，左板重力传感器（18）和右板重力传感器（19）采集的压力差值介于第一压力差阈值与第二压力差阈值之间，通过控制器（20）同步控制左轮电机驱动器（21）驱动左轮轮毂电机（22）转动、右轮电机驱动器（23）驱动右轮轮毂电机（24）转动，当直行前进过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二（10）和竖向减震弹簧一（11-5）的上下伸缩为前轮（9）减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮（6）和右轮（5）减震，实现脚踏车直行前进；
步骤303、在脚踏车减速行驶道路上，驾驶者控制右脚后移接触右凹槽（3）的后侧内壁上的减速开关（7），通过控制器（20）同步控制左轮电机驱动器（21）驱动左轮轮毂电机（22）减速、右轮电机驱动器（23）驱动右轮轮毂电机（24）减速，当减速行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二（10）和竖向减震弹簧一（11-5）的上下伸缩为前轮（9）减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮（6）和右轮（5）减震，实现脚踏车减速行驶；
步骤304、在脚踏车左转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者右脚抬起，左板重力传感器（18）和右板重力传感器（19）采集的压力差值大于第一压力差阈值，通过控制器（20）控制左轮轮毂电机（22）的转速小于右轮轮毂电机（24）的转速，当左转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二（10）和竖向减震弹簧一（11-5）的上下伸缩为前轮（9）减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮（6）和右轮（5）减震，实现脚踏车直行前进；
步骤305、在脚踏车右转弯行驶道路上，驾驶者在转弯位置之前提前减速行驶，驾驶者在转弯位置处，驾驶者左脚抬起，左板重力传感器（18）和右板重力传感器（19）采集的压力差值小于第二压力差阈值，通过控制器（20）控制左轮轮毂电机（22）的转速大于右轮轮毂电机（24）的转速，当右转弯行驶过程中存在可跨越障碍时，通过竖向减震弹簧二（10）和竖向减震弹簧一（11-5）的上下伸缩为前轮（9）减震，通过两个横向减震弹簧的上下弯曲为左轮（6）和右轮（5）减震，实现脚踏车直行前进；
步骤四、控制脚踏车停车：驾驶者控制脚踏车减速行驶至左轮（6）和右轮（5）的转速均为零，关闭电源开关（28）；
步骤五、脚踏车的存放：拆卸两个横向减震弹簧，右踏板（1）绕前侧安装板（12）向上旋转，左踏板（2）绕前侧安装板（12）向上旋转，实现脚踏车的折叠存放。
6.按照权利要求5所述的使用方法，其特征在于：步骤一中前侧安装板（12）前端开有供竖轴（11-3）和套装在竖轴（11-3）上的竖向减震弹簧二（10）穿过的通孔（12-2），轴套（11-2）与前侧安装板（12）通过销轴连接，通孔（12-2）的旁侧开有供所述销轴穿过的销轴孔（12-3），前侧安装板（12）的前端底部开有豁口（12-1），前侧安装板（12）的后侧端面上设置有连接控制箱（8）的长销（12-6）以及分别位于长销（12-6）两侧的短销一（12-4）和短销二（12-5），短销一（12-4）与左踏板（2）转动配合，短销二（12-5）与右踏板（1）转动配合，左踏板（2）绕短销一（12-4）转动，调节左踏板（2）的上表面与前侧安装板（12）的上表面位于同一平面上，右踏板（1）绕短销二（12-5）转动，调节右踏板（1）的上表面与前侧安装板（12）的上表面位于同一平面上。
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