CN108032948A - 一种可变形电动平衡车 - Google Patents

Abstract

一种可变形电动平衡车，由车身总成、前变形总成、后变形总成，两个车轮支撑部件，两个车轮总成、车把总成、车座总成、控制模块和电池组组成，前变形总成或后变形总成为铰链四杆机构，铰链四杆机构的机架部分与车身总成相连接或车身总成的一部分作为机架分别与两个连杆架连接，铰链四杆机构的连杆部分设有转轴，连杆部分与车轮支撑件通过该转轴相连接，还至少设有一个限位装置，上述铰链四杆机构至少有两种可被限位装置锁定的变形状态，车把总成与车身总成连接，车身总成上设有踏板，上述可变形电动平衡车至少包含两种可载人行使的稳定变形状态，即至少一种两轮位于驾驶者左右的电动平衡车状态和至少一种两轮位于驾驶者前后的电动自行车状态。

Description

一种可变形电动平衡车

技术领域

本发明涉及一种可变形为电动自行车的电动平衡车，属于电动交通工具领域，更具体的说属于一种可折叠多用途电动代步工具。

技术背景

电动平衡车（英语：Segway）又称“体感车”是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用运输载具，是都市用交通工具的一种。由美国发明家狄恩·卡门与他的DEKA研发公司团队发明设计，并创立赛格威责任有限公司，自2001年12月起将电动平衡车商业化量产销售。电动平衡车的运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（DynamicStabilization）的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力。以内置的精密固态陀螺仪（Solid-State Gyroscopes）来判断车身所处的姿势状态，通过储存在内部的算法，再经过精密且高速的中央微处理器计算，发出算法所计算出的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。假设我们以站在车上的驾驶人与车辆的总体重心纵轴作为参考线。当这条轴往前倾斜时，电动平衡车车身内的内置电动马达会产生往前的力量，一方面平衡人与车往前倾倒的扭矩，一方面产生让车辆前进的加速度，相反的，当陀螺仪发现驾驶人的重心往后倾时，也会产生向后的力量达到平衡效果。因此，驾驶人只要改变自己身体的角度往前或往后倾，电动平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度呈正比。原则上，只要电动平衡车有正确打开电源且能保持足够运作的电力，车上的人就不用担心有倾倒跌落的可能，这与一般需要靠驾驶人自己进行平衡的滑板车等交通工具大大不同。

电动自行车俗称电动车或电瓶车、电动脚踏车，是一种以蓄电池为主要能源的交通工具，外观与自行车或摩托车相似，属摩托化自行车的一种，具有不排放污染、低噪音、电费成本低廉等优点，部分车种还带有脚踏板、链条，可以用人力作为辅助动力（称为电动辅助自行车）。，根据我国1999年《电动自行车通用技术条件》的规定：电动自行车归为助动车，时速规定不得超过20公里，整车重量不得超过40公斤，是非机动车的一种

电动自行车在大多数地方定义为合法的公路交通工具，其速度和操控安全性优于电动平衡车，但是不允许进入大多数室内公共场所，而电动平衡车非常方便低速控制，灵活性优于电动自行车，并且很多公共场所允许携带或驾驶电动平衡车。

发明内容

为了解决上述电动自行车和电动平衡车的不足，本发明提出了一种可变形平衡车，其可以变形成电动自行车。

本发明的具体技术解决方案是：

一种可变形电动平衡车，由车身总成、前变形总成、后变形总成，两个车轮支撑部件，两个车轮总成、车把总成、车座总成、控制模块和电池组组成，前变形总成或后变形总成为铰链四杆机构，铰链四杆机构的机架部分与车身总成相连接或车身总成的一部分作为机架分别与两个连杆架连接，铰链四杆机构的连杆部分设有转轴，连杆部分与车轮支撑件通过该转轴相连接，还至少设有一个限位装置，上述铰链四杆机构至少有两种可被限位装置锁定的变形状态，车把总成与车身总成连接，车座总成与后变形总成连接，车轮总成包含电机，车身总成上设有踏板，控制模块分别与电池组和两个车轮总成电气连接；上述可变形电动平衡车至少包含两种可载人行使的稳定变形状态，即至少一种两轮位于驾驶者左右的电动平衡车状态和至少一种两轮位于驾驶者前后的电动自行车状态，电动平衡车状态时两个车轮总成的轮胎的滚动轴心线在同一平面，两个车轮总成的轮胎的触地点连线始终垂直于车体行驶方向，两个车轮总成的轮胎的滚动方向都相对于车身锁定，电动自行车状态时，一个车轮总成的轮胎滚动方向相对于车身总成锁定，另一个车轮总成的轮胎滚动方向与车把总成的车把指向相对锁定并随车把指向转动。控制模块可以包含电源管理模块、传感器模块、陀螺仪模块、电机驱动模块、照明模块、无线通信模块等电路，车轮总成内还包含减速齿轮组，所述减速齿轮组用于放大电机扭矩和精确控制车轮滚动量，在平衡车状态下通常是需要电机配合减速齿轮组驱动车轮的，该减速齿轮组可以选择可以切换减速比例的结构，从而实现机械换挡。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，所述车把总成由车把主体部件、下连接杆和下链接杆下端的中心转轴组成，所述中心转轴与车身总成连接，中心转轴由两个不同轴的转轴组成，车把主体部件上设有转向转轴，车把主体部件的转向转轴和下连接杆之间通过弯折转轴连接，在变形成电动车状态时，转向转轴与前变形总成连杆部分上的转轴同轴。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，中心转轴设有转动限位装置，该限位装置可以锁定中心转轴的一个转轴。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车把总成中车把主体部件和下连接杆之间还设有限位装置，至少可以在一处将车把主体部件和下连接杆之间的弯折角度锁定。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车把总成在前变形总成变形为电动自行车状态时可以通过中心转轴的转动使其车把主体部件与同前变形总成连接的车轮支撑部件连接。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车座总成在后变形总成变形为电动自行车状态时可以通过车座总成的第二车座支撑部件与同后变形总成连接的车轮支撑部件连接，此时由于车座总成内不设有转向转轴，所以后变形总成与车轮支持部件之间的角度被锁定。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，在前变形总成或后变形总成或车轮支撑部件上设有锁定装置，可以锁定前变形总成或后变形总成的连杆部分与车轮支撑部件的相对位置关系。

上述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车身总成内装有控制电路和电池组。

上述的一种可变形电动平衡车，在变形成电动自行车状态时是两轮驱动，前后轮都有电机都可以产生驱动力，相对于单轮驱动的电动自行车或电动滑板车增强了车辆通过性和电机制动性能，由于自行车状态行驶的时候前后两个车轮的行驶轨迹不同，行驶路径不一样长，而且相互关联，如果没有差数装置车轮前轮电机和后轮电机之间可能产生内耗，降低效率，所以还可以在第一车轮总成或第二车轮总成内包含差数部件，该差数部件为可锁定的单向差数部件相当于可以锁定的自行车的飞轮，该差数器应该装在前轮，是个可以锁定的单向棘轮结构，也可以根据车轮总成内电机的选择情况考虑不一定需要差数装置，通过对控制电路对两个电机的差异性控制完全可以替代差数装置。

本发明的发明要点在于发明了一种至少包含两种可载人行使的稳定变形状态的代步工具，即至少一种两轮位于驾驶者左右的电动平衡车状态和至少一种两轮位于驾驶者前后的电动自行车状态，其变形过程是通过至少一组铰链四杆机构的变形实现的。

附图说明

图1：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的主视图。

图2：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的左视图。

图3：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的右视图。

图4：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的俯视图。

图5：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的仰视图。

图6：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的立体图1。

图7：一种可变性电动平衡车变形为电动自行车状态的立体图2。

图8：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的主视图。

图9：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的左视图。

图10：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的俯视图。

图11：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的后视图。

图12：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的立体图1。

图13：一种可变性电动平衡车变形为电动平衡车状态的立体图2。

图中：1车身总成；2前变形总成；3后变形总成；4a前轮支撑部件；4b前轮支撑部件；5a前车轮总成；5a后车轮总成；6车把总成；7车座总成。

具体实施方式

实施例1：如图所示，一种可变形电动平衡车，由车身总成（1）、前变形总成（2）、后变形总成（3）、前车轮支撑部件（4a）、后车轮支撑部件（4b）、前车轮总成（5a）、后车轮总成（5b）、车把总成（6）、车座总成（7）、控制模块和电池组组成，前变形总成（2）和后变形总成（3）为铰链四杆机构，铰链四杆机构的机架部分与车身总成（1）相连接，本实施例中选择在车身总成的部件前端和后端分别做两个轴孔，分别连接前后变形总成的两个连杆架，这样车身总成（1）的一部分就成了机架了，或者说机架与车身总成融为一体，铰链四杆机构的连杆部分加工成可以承载转轴的形状并设有转轴，连杆部分与对应车轮支撑件通过该转轴相连接，前变形总成（2）和后变形总成（3）分别包含一个限位装置，前变形总成（2）和后变形总成（3）的铰链四杆机构都有两种可被限位装置锁定的变形状态，其中一种是变形为电动自行车的状态，此时前变形总成（2）和后变形总成（3）的铰链四杆机构的连杆与上方的连杆架垂直，并被限位装置锁定，变形为平衡车状态时前变形总成（2）和后变形总成（3）的连杆贴近车身总成（1），减少两轮间距，并被前变形总成（2）和后变形总成（3）中的限位装置锁定，车把总成（6）与车身总成（1）连接，车座总成（7）与后变形总成（3）连接，前车轮总成（5A）和后车轮总成（5b）都包含电机，车身总成（1）上设有踏板，控制模块分别与电池组和两个车轮总成电气连接；上述可变形电动平衡车包含两种可载人行使的稳定变形状态，即一种两轮位于驾驶者左右的电动平衡车状态如图8到13和至少一种两轮位于驾驶者前后的电动自行车状态如图1到7，电动平衡车状态时前车轮总成（5a）和后车轮总成（5b）的轮胎的滚动轴心线在同一平面，前车轮总成（5a）和后车轮总成（5b）的轮胎的触地点连线始终垂直于车体行驶方向，前车轮总成（5a）和后车轮总成（5b）的轮胎的滚动方向都相对于车身总成（1）锁定，电动自行车状态时，后车轮总成（5b）的轮胎滚动方向相对于车身总成（1）锁定，前车轮总成（5a）的轮胎滚动方向与车把总成（6）的车把指向相对锁定并随车把指向转动。控制模块包含电源管理模块、踏板压力传感器模块、陀螺仪模块、电机驱动模块、照明模块、蓝牙通信模块等电路，车轮总成（1）内还包含减速齿轮组，所述减速齿轮组用于放大电机扭矩和精确控制车轮滚动量，在平衡车状态下是需要电机配合减速齿轮组驱动车轮的，该减速齿轮组可以选择可以切换减速比例的结构，从而实现机械换挡。

Claims (8)

1.一种可变形电动平衡车，由车身总成、前变形总成、后变形总成，两个车轮支撑部件，两个车轮总成、车把总成、车座总成、控制模块和电池组组成，其特征是，前变形总成或后变形总成为铰链四杆机构，铰链四杆机构的机架部分车身总成相连接或车身总成的一部分作为机架分别与两个连杆架连接，铰链四杆机构的连杆部分设有转轴，连杆部分与车轮支撑件通过该转轴相连接，还至少设有一个限位装置，上述铰链四杆机构至少有两种可被限位装置锁定的变形状态，车把总成与车身总成连接，车座总成与后变形总成连接，车轮总成包含电机，车身总成上设有踏板，控制模块分别与电池组和两个车轮总成电气连接；上述可变形电动平衡车至少包含两种可载人行使的稳定变形状态，即至少一种两轮位于驾驶者左右的电动平衡车状态和至少一种两轮位于驾驶者前后的电动自行车状态，电动平衡车状态时两个车轮总成的轮胎的滚动轴心线在同一平面，两个车轮总成的轮胎的触地点连线始终垂直于车体行驶方向，两个车轮总成的轮胎的滚动方向都相对于车身锁定，电动自行车状态时，一个车轮总成的轮胎滚动方向相对于车身总成锁定，另一个车轮总成的轮胎滚动方向与车把总成的车把指向相对锁定并随车把指向转动。

2.根据权利要求1所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，所述车把总成由车把主体部件、下连接杆和下链接杆下端的中心转轴组成，所述中心转轴与车身总成连接，中心转轴由两个不同轴的转轴组成，车把主体部件上设有转向转轴，车把主体部件的转向转轴和下连接杆之间通过弯折转轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，中心转轴设有转动限位装置，该限位装置可以锁定中心转轴的一个转轴。

4.根据权利要求2所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车把总成中车把主体部件和下连接杆之间还设有限位装置，至少可以在一处将车把主体部件和下连接杆之间的弯折角度锁定。

5.根据权利要求2所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车把总成在前变形总成变形为电动自行车状态时可以通过中心转轴的转动使其车把主体部件与同前变形总成连接的车轮支撑部件连接。

6.根据权利要求1所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车座总成在后变形总成变形为电动自行车状态时可以通过车座总成的第二车座支撑部件与同后变形总成连接的车轮支撑部件连接。

7.根据权利要求1所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，在前变形总成或后变形总成或车轮支撑部件上设有锁定装置，可以锁定前变形总成或后变形总成的连杆部分与车轮支撑部件的相对位置关系。

8.根据权利要求1所述的一种可变形电动平衡车，其特征是，车身总成内装有控制电路和电池组。