CN107600257A - 残疾人代步车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车领域，具体公开了一种残疾人代步车，该残疾人代步车包括车架和固定在车架上的座椅，车架上设有两个作为主动轮的后轮和一个作为从动轮的前轮，前轮通过轮叉安装于车架，轮叉的上端安装有方向车把；座椅下方的车架上设有用于为后轮提供驱动力的动力系统；动力系统包括电动机、蓄电池及变速器装置，变速器装置与后轮的动力输入端相连；动力系统还包括用于为电动机提供电能实现增程的增程装置，增程装置包括发电机和增程式发动机，发电机分别与蓄电池及电动机电性连接；本发明可有效提高续航里程，提高电能转换机械能的效率，而且可满足高功率工况的需求，从而可满足不同路面下的工作要求。

Description

残疾人代步车

技术领域

本发明涉及电动车领域，具体公开了一种残疾人代步车。

背景技术

残疾人是社会弱势群体中最弱的群体，身体残疾导致他们活动能力受到限制，残疾人在生活各个领域面临许多建新困难，而物质条件上的限制和来自外界认识的不足，使残疾人无法拥有与普通人一样平等参与社会各领域共享生活的权利，整体上的生活质量与水平均劣于健全人群体。残疾人代步车是一种专供残疾人使用的车辆，其一般包括车架和固定在车架上的座椅，车架上设有两个作为主动轮的后轮和一个作为从动轮的前轮，前轮通过轮叉安装于车架，轮叉的上端安装有方向车把，座椅下方的车架上设有用于为后轮提供驱动力的动力系统，动力系统包括用于提供主动力输出的电动机、用于为电动机供电的蓄电池及与电动机的动力输出端传动配合的变速器装置，变速器装置与后轮的动力输入端相连；电动机一般通过齿轮减速直接驱动后轮运动，为了提高其行驶速度、爬坡度扭力，通常都会不惜代价地增大电机功率，这样就造成了行驶工况的变化，电动机不能有效的工作在最佳效率范围内，从而导致电能转换机械能效率低下，车辆续航里程短，已不能满足使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种残疾人代步车，可有效提高续航里程，提高电能转换机械能的效率，而且可满足高功率工况的需求，从而可满足不同路面下的工作要求。

本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：

本发明提供了一种残疾人代步车，包括车架和固定在车架上的座椅，所述车架上设有两个作为主动轮的后轮和一个作为从动轮的前轮，所述前轮通过轮叉安装于车架，所述轮叉的上端安装有方向车把；所述座椅下方的车架上设有用于为后轮提供驱动力的动力系统；所述动力系统包括用于提供主动力输出的电动机、用于为电动机供电的蓄电池及与电动机的动力输出端传动配合的变速器装置，所述变速器装置与后轮的动力输入端相连；

所述动力系统还包括用于为电动机提供电能实现增程的增程装置，所述增程装置包括发电机和增程式发动机，所述发电机分别与蓄电池及电动机电性连接；所述增程式发动机的曲轴两端均形成动力输出端，曲轴的一端动力输出端与发电机传动配合用于发电，另一端动力输出端以可离合的方式与电动机的动力输出端传动配合以用于在接合时介入动力与电动机形成共同动力输出；

所述电动机包括形成其动力输出端的动力输出轴，所述曲轴与电动机相配合的动力输出端通过传动机构与动力输出轴配合，动力输出轴上设置有用于与传动机构配合实现离合的电磁离合器；所述传动机构包括固定于曲轴的主动皮带轮、固定于电磁离合器外圈上的从动皮带轮和连接主动皮带轮与从动皮带轮的皮带。

其进一步是，所述方向车把上设有用于调节电动机输出力矩的加速手柄，所述加速手柄通过拉索与电动机相连；该残疾人代步车还包括一自动控制系统；所述自动控制系统包括控制器、用于获取加速手柄行程位移的位移传感器Ⅰ和用于获取车速的车速传感器，所述位移传感器Ⅰ和车速传感器均与控制器相连；当位移传感器Ⅰ检测到加速手柄位移大于设定值而车速传感器检测到的车速低于车速设定值时，控制器控制电磁离合器使曲轴与动力输出轴形成传动接合。

其进一步是，所述后轮上设有用于制动的制动器，所述方向车把上设有用于调节制动器的制动手柄，所述制动手柄通过拉索与制动器相连；所述自动控制系统还包括用于获取制动手柄行程位移的位移传感器Ⅱ和用于获取后轮轴力矩方向的力矩传感器，所述位移传感器Ⅱ和所述力矩传感器均与控制器连接，当位移传感器Ⅱ检测到制动手柄位移大于设定值且力矩传感器检测到后轮轴扭矩为反向时，控制器控制发动机和电动机停止工作，并控制电磁离合器接合。

其进一步是，所述自动控制系统还包括用于检测蓄电池剩余电量的电量传感器，所述电量传感器与控制器连接，当电量传感器检测到电池组剩余电量低于电量预设值时，所述控制器控制增程装置工作以对电动机供电。

其进一步是，所述自动控制系统还包括用于检测电动机工作电流的电流传感器，所述电流传感器与控制器连接，当电流传感器检测到电动机工作电流大于电流设定值时，控制器控制增程装置工作向蓄电池发电，并在所述电量传感器检测到蓄电池剩余电量高于电量预设值时，控制增程装置切断向电动机的直接供电，由蓄电池向电动机供电。

其进一步是，所述自动控制系统还包括用于对电动机温度进行检测的温度传感器，温度传感器与控制器连接，当温度传感器检测到电动机温度超过额定工作温度时，控制器控制其停止工作。

由上可见，应用本发明的技术方案，有如下有益效果：

本发明增设了用于为电动机提供电能实现增程的增程装置，当代步车的蓄电池电量不足时，由增程装置提供稳定的电能来驱动电动机继续运转或者给蓄电池充电，以增加续航，并达到节能减排的效果；更关键的是，本发明不仅可满足残疾人代步车增程的需要，同时由于增程式发动机的曲轴的一端动力输出端通过离合的方式与电动机的动力输出端直接传动配合，在正常工况下，可仅通过电动机输出动力满足工作需求，而在爬坡或其它或高功率输出的情况下，增程式发动机的动力与电动机的动力可形成整体输出用于驱动车轮的行驶，即能够使用两个动力装置同时输出作为动力，从而提高了代步车的输出功率以及扭矩，最终大幅度提高车辆的动力性能。现有的具有增程功能的电动车发动机将扭矩传给第一电动机仅仅用于发电充电而已，并没有在动力方面有结合，本申请通过曲轴延伸来实现动力配合，相比现有技术有实质功能上的提高。

而且，由于采用增程式发动机以可离合的方式与电动机的动力输出端直接传动配合的方式，保证结构紧凑，安装占用空间小，降低零部件材料成本，在达到较高效果的同时成本并未大幅度增加。

因本申请通过手柄进行而不是踏板来控制速度和制动，适合下肢行动不便的残疾人进行操作。

附图说明

图1为本发明的残疾人代步车的结构示意图；

图2为本发明的自动控制系统的原理简图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

如图1至图2所示：本实施例提供的残疾人代步车，包括车架1和固定在车架1上的座椅2，所述车架1上设有两个作为主动轮的后轮3和一个作为从动轮的前轮4，所述前轮4通过轮叉5安装于车架1，所述轮叉5的上端安装有方向车把6；所述座椅2下方的车架1上设有用于为后轮3提供驱动力的动力系统；所述动力系统包括用于提供主动力输出的电动机71、用于为电动机71供电的蓄电池72及与电动机71的动力输出端传动配合的变速器装置73，所述变速器装置73与后轮3的动力输入端相连；该代步车为三轮电动车结构，车架1用于安装固定各机械部件；变速器装置73可包括变速器、差速器等部件，其传动方式与现有技术相同，在此不再赘述。

所述动力系统还包括用于为电动机71提供电能实现增程的增程装置，所述增程装置包括发电机74和增程式发动机75，所述发电机74分别与蓄电池72及电动机71电性连接；所述增程式发动机75的曲轴两端均形成动力输出端，曲轴的一端动力输出端与发电机74传动配合用于发电，另一端动力输出端以可离合的方式与电动机71的动力输出端传动配合以用于在接合时介入动力与电动机71形成共同动力输出；所述电动机71包括形成其动力输出端的动力输出轴721，所述曲轴与电动机71相配合的动力输出端通过传动机构与动力输出轴721配合，动力输出轴721上设置有用于与传动机构配合实现离合的电磁离合器76；所述传动机构包括固定于曲轴的主动皮带轮771、固定于电磁离合器76外圈上的从动皮带轮772和连接主动皮带轮与从动皮带轮的皮带773；电磁离合器76是指通过电磁控制实现离合的离合器，其包括内圈、外圈和设置在内圈与外圈之间可由电磁控制使内圈与外圈接合或分离的接合件，为现有技术，在此不再赘述；电磁离合器76直接安装在电动机71的动力输出轴721上，主动皮带轮直接圆周固定在电磁离合器76的外圈上；动力输出轴721可直接为电动机71的电机轴，也可为与电机轴传动配合的单独轴，动力输出轴721与电动车的变速装置形成传动配合，当电磁离合器76接合时，增程式发动机75的动力自传动机构传动至动力输出轴721上，即在接合状态下，动力输出轴721同时加载电动机71的动力和增程式发动机75的动力。

增程装置的作用是，当代步车的蓄电池72电量不足时，由增程装置提供稳定的电能来驱动电动机71继续运转或者给蓄电池72充电，以增加续航，并达到节能减排的效果；在普通正常工况下，如平整路面行驶时，电动机71接收驾驶员给定的速度信号而输出相应的转速动力，并通过代步车自带的变速装置去驱动车轮，此时，增程式发动机75曲轴与电动机71的动力输出端不接合，处于分离状态；当在非常规情况下，如车辆上坡或交通拥堵需频繁起步时，则控制增程式发动机75的曲轴与电动机71的动力输出端形成传动接合，增程式发动机75所产生的动力同样汇总到电动机71的动力输出端共同输出至电动车的变速装置上；其中，增程式发动机75与电动机71的功率、转速通过预先选择进行匹配设定，以使两者的动力输出适应，具体匹配参数可根据需要进行选择，为现有技术，在此不再赘述；本代步车采用的增程式发动机75，其曲轴两端均伸出发动机机体并分别形成动力输出端，采用增程式发动机75，可充分发挥其体积小，占用空间小，功率相对现有汽车发动机较小，容易满足与代步车间的功率匹配。

本实施例中，所述方向车把6上设有用于调节电动机71输出力矩的加速手柄61，所述加速手柄61通过拉索与电动机71相连；该残疾人代步车还包括一自动控制系统；所述自动控制系统包括控制器81、用于获取加速手柄61行程位移的位移传感器Ⅰ82和用于获取车速的车速传感器83，所述位移传感器Ⅰ82和车速传感器83均与控制器81相连；当位移传感器Ⅰ82检测到加速手柄61位移大于设定值而车速传感器83检测到的车速低于车速设定值时，控制器81控制电磁离合器76使曲轴与动力输出轴721形成传动接合；加速手柄61可为旋转式手柄，通过拉索可调节电动机71输出功率；控制器81可为现有的单片机；其中，位移传感器Ⅰ82可设置在加速手柄61上，也可以加速手柄61为参照物设置在外部支架上，即本实施例通过检测位移传感器Ⅰ82的信号和车速传感器83的信号实现电磁离合器76的控制，当然也可通过检测车速、电动机71输出扭矩信号，或由驾驶员观察路况直接手动控制进行实现，均可实现本发明的目的；在本实施例下，在控制器81内设置加速手柄61位移设定值和车速设定值，当控制器81判断加速手柄61位移高于加速手柄61位移设定值和车速低于车速设定值两个条件同时满足时，控制电磁离合器76实现接合，电磁控制器81与控制器81电连接，反之，当上述两条件有一个不满足时，即控制电磁离合器76为分离状态。

本实施例中，所述后轮3上设有用于制动的制动器(图中未示出)，所述方向车把6上设有用于调节制动器的制动手柄62，所述制动手柄62通过拉索与制动器相连；所述自动控制系统还包括用于获取制动手柄62行程位移的位移传感器Ⅱ84和用于获取后轮3轴力矩方向的力矩传感器85，所述位移传感器Ⅱ84和所述力矩传感器85均与控制器81连接，当位移传感器Ⅱ84检测到制动手柄62位移大于设定值且力矩传感器检测到后轮3轴扭矩为反向时，控制器81控制发动机和电动机71停止工作，并控制电磁离合器76接合；制动器可为现有的盘式或者鼓式制动器；制动手柄62位移大于设定值且力矩传感器85检测到后轮3轴扭矩为反向时多为下坡状态，在下坡时，驾驶员踩动制动踏板，控制器81控制发动机与电动机71均停止工作，此时后轮3轴在制动作用下会产生反向扭矩，并依靠车轮滑动的势能带动增程式发动机75工作产生发电储能。

本实施例中，所述自动控制系统还包括用于检测蓄电池72剩余电量的电量传感器86，所述电量传感器86与控制器81连接，当电量传感器86检测到电池组剩余电量低于电量预设值时，所述控制器81控制增程装置工作以对电动机71供电；即当检测到蓄电池72的剩余电量低于电量预设值时，控制器81即判断剩余电量已不能满足电动机71的工作要求，从而控制增程式发动机75工作，进而使得发电机74发电并直接向电动机71供电。

本实施例中，所述自动控制系统还包括用于检测电动机71工作电流的电流传感器(图中未示出)，所述电流传感器与控制器81连接，当电流传感器检测到电动机71工作电流大于电流设定值时，控制器81控制增程装置工作向蓄电池72发电，并在所述电量传感器86检测到蓄电池72剩余电量高于电量预设值时，控制增程装置切断向电动机71的直接供电，由蓄电池72向电动机71供电；即在控制器81内设置电动机71供电状态下的工作电量设定值，当电流传感器检测到电动机71的工作电量大于工作电流设定值时，判断电动机71此时已能保持正常工作，从而使增程装置的发电机74不再直接向电动机71供电，而是向蓄电池72供电，由蓄电池72向电动机71供电。

本实施例中，所述自动控制系统还包括用于对电动机71温度进行检测的温度传感器87，温度传感器87与控制器81连接，当温度传感器检测到电动机71温度超过额定工作温度时，控制器81控制其停止工作。

上述优选实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种残疾人代步车，包括车架和固定在车架上的座椅，所述车架上设有两个作为主动轮的后轮和一个作为从动轮的前轮，所述前轮通过轮叉安装于车架，所述轮叉的上端安装有方向车把；所述座椅下方的车架上设有用于为后轮提供驱动力的动力系统；所述动力系统包括用于提供主动力输出的电动机、用于为电动机供电的蓄电池及与电动机的动力输出端传动配合的变速器装置，所述变速器装置与后轮的动力输入端相连；其特征在于：

所述动力系统还包括用于为电动机提供电能实现增程的增程装置，所述增程装置包括发电机和增程式发动机，所述发电机分别与蓄电池及电动机电性连接；所述增程式发动机的曲轴两端均形成动力输出端，曲轴的一端动力输出端与发电机传动配合用于发电，另一端动力输出端以可离合的方式与电动机的动力输出端传动配合以用于在接合时介入动力与电动机形成共同动力输出；

所述电动机包括形成其动力输出端的动力输出轴，所述曲轴与电动机相配合的动力输出端通过传动机构与动力输出轴配合，动力输出轴上设置有用于与传动机构配合实现离合的电磁离合器；所述传动机构包括固定于曲轴的主动皮带轮、固定于电磁离合器外圈上的从动皮带轮和连接主动皮带轮与从动皮带轮的皮带。

2.根据权利要求1所述的残疾人代步车，其特征在于：

所述方向车把上设有用于调节电动机输出力矩的加速手柄，所述加速手柄通过拉索与电动机相连；该残疾人代步车还包括一自动控制系统；所述自动控制系统包括控制器、用于获取加速手柄行程位移的位移传感器Ⅰ和用于获取车速的车速传感器，所述位移传感器Ⅰ和车速传感器均与控制器相连；当位移传感器Ⅰ检测到加速手柄位移大于设定值而车速传感器检测到的车速低于车速设定值时，控制器控制电磁离合器使曲轴与动力输出轴形成传动接合。

3.根据权利要求2所述的残疾人代步车，其特征在于：

所述后轮上设有用于制动的制动器，所述方向车把上设有用于调节制动器的制动手柄，所述制动手柄通过拉索与制动器相连；所述自动控制系统还包括用于获取制动手柄行程位移的位移传感器Ⅱ和用于获取后轮轴力矩方向的力矩传感器，所述位移传感器Ⅱ和所述力矩传感器均与控制器连接，当位移传感器Ⅱ检测到制动手柄位移大于设定值且力矩传感器检测到后轮轴扭矩为反向时，控制器控制发动机和电动机停止工作，并控制电磁离合器接合。

4.根据权利要求3所述的残疾人代步车，其特征在于：

所述自动控制系统还包括用于检测蓄电池剩余电量的电量传感器，所述电量传感器与控制器连接，当电量传感器检测到电池组剩余电量低于电量预设值时，所述控制器控制增程装置工作以对电动机供电。

5.根据权利要求4所述的残疾人代步车，其特征在于：

所述自动控制系统还包括用于检测电动机工作电流的电流传感器，所述电流传感器与控制器连接，当电流传感器检测到电动机工作电流大于电流设定值时，控制器控制增程装置工作向蓄电池发电，并在所述电量传感器检测到蓄电池剩余电量高于电量预设值时，控制增程装置切断向电动机的直接供电，由蓄电池向电动机供电。

6.根据权利要求5所述的残疾人代步车，其特征在于：

所述自动控制系统还包括用于对电动机温度进行检测的温度传感器，温度传感器与控制器连接，当温度传感器检测到电动机温度超过额定工作温度时，控制器控制其停止工作。