CN108298003A - 一种平衡车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平衡车，为了克服现有技术的平衡车变道行驶能力差和灵活性差的问题，其包括车体，车体上转动设置有两个轮架，两个轮架上分别转动连接有车轮，当轮架相对于车体转动，相应的车轮改变前进的方向，车体上还设置有驱动装置，驱动装置用于控制轮架转动，通过轮架转动带动车轮改变前进方向，给平衡车的转向提供了一种新的方式，相较于现有技术中的差速转向的方式，本发明的转向结构通过转动轮架使得车轮瞬间改变前进方向，平衡车能够迅速获得较大的转向力，因此，本发明具有转向灵活、驾驶体验强和操控性强的优点。

Description

一种平衡车
技术领域
本发明属于代步工具技术，特指一种平衡车。
背景技术
平衡车是一种新型交通工具，它一般是指两轮电动平衡车，与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式，两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，轮毂电机驱动，加上控制器控制。
现有设计中，专利申请号CN2013104602710公开了一种转向控制机构，其构成包括驱动件及转向控制器，所述驱动件活动设置于平衡车的座位上，所述驱动件藉由驾驶者的臀部动作二驱动所述转向控制器发出转向信号，以使所述平衡车的电机驱动两车轮差速转动，使用该结构的平衡车通过两车轮的差速转动实现转向目的，能够在较小的空间内实现转弯。
但是，现有技术存在以下的缺陷：在道路上行驶时，行驶者想要变道超车或者变道行驶，两车轮差速运动，车体向一侧偏转，驾驶者在平衡车上身体向一侧转动，正视前方无法看到道路通行情况，这给驾驶者带来了安全隐患；而且为了继续保持在道路上行驶，还需要将车体回正，因此车体偏转和回正的方式让驾驶者感到平衡车的变向或者变道能力差的感受，给平衡车的灵活性大打折扣；变道后的平衡车行驶速度和变道前的平衡车行驶速度相比，明显降低，导致现有技术的平衡车存在灵活性差和无法保持速度的同时进行变向的问题。
发明内容
为克服现有技术的平衡车变道行驶能力差和灵活性差的问题，本发明提供一种变向超车、变道行驶出色和驾驶灵活的平衡车。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种平衡车，包括车体，车体上转动设置有两个轮架，两个轮架上分别转动连接有车轮，当轮架相对于车体转动，相应的车轮改变前进的方向，车体上还设置有驱动装置，驱动装置用于控制轮架转动。
作为优选，所述驱动装置上设置有换向机构，换向机构将驱动装置的驱动力转化为轮架的同步转动。
作为优选，所述换向机构包括转轴，转轴横向设置在两个轮架之间，转轴的一端朝向一轮架，转轴的另一端朝向另一轮架。
作为优选，所述转轴的一端将驱动装置的驱动力正向输出到一轮架上，转轴的另一端将驱动装置的驱动力反向输出到另一轮架上。
作为优选，所述驱动装置和轮架之间设置有减速机构，减速机构将驱动装置的驱动力减速传递给轮架。
作为优选，所述车体上设置有第三陀螺仪，第三陀螺仪用于检测车体倾斜角度，车体的上端分别转动设置有第一踏板，第一踏板上设置有第一陀螺仪，第一陀螺仪用于检测第一踏板的倾斜角度，车体上设置有控制器，第三陀螺仪和第一陀螺仪连接控制器。
作为优选，所述车体的上端还转动设置有第二踏板，第二踏板上设置有第二陀螺仪，第二陀螺仪用于检测第二踏板倾斜的角度，第二陀螺仪连接控制器。
作为优选，所述轮架上设置有轮毂电机，控制器连接驱动装置和轮毂电机，控制器用于控制驱动装置和轮毂电机。
作为优选，所述轮架呈环状，轮架设置在车轮内圈，车体穿设在轮架内圈。
作为优选，所述车体上开设有供轮架转动的缺口。
(1)采用本发明的平衡车通过轮架转动带动车轮改变前进方向，给平衡车的转向提供了一种新的方式，相较于现有技术中的差速转向的方式，本发明的转向结构通过转动轮架使得车轮瞬间改变前进方向，平衡车能够迅速获得较大的转向力，因此，本发明具有转向灵活、驾驶体验强和操控性强的优点。
(2)本发明通过换向机构同步两个轮架转动，车体两侧受到一致的转向力，平衡车能够平稳地向一侧变向，因此，平衡车在进行变向或者转向行驶时，整体行驶，避免出现跑偏、打滑的现象。
(3)本发明的通过第一陀螺仪、第二陀螺仪和第三陀螺仪分别检测第一踏板的转动、第二踏板的转动和车体的转动，驾驶者可根据脚部动作控制第一踏板的转动、第二踏板的转动和车体的转动，方便驾驶者操控平衡车，检测到的信号反馈到控制器上，控制器根据检测的信号控制两个轮毂电机的输出速度、驱动装置的转动角度和两个轮毂电机的差速运动，实现该控制结构实现多个驱动的多种命令的控制。
(4)本发明的平衡车的车体上开设有缺口，轮架能够在缺口上进行大角度的转向，车轮、轮架、车体依次穿设在一起，平衡车轮架转动和车轮转动的结构具有布局紧凑、外观小巧和动力稳定的优点。
(5)相比于现有技术中的差速运动带动平衡车整体转动，在本发明中，驱动装置控制轮架转动，平衡车向一侧转动，车体仍然会保持在原先方向上，因此，避免了驾驶者的视线偏离道路，增强了驾驶安全，而变道完后回正到道路的主方向上，平衡车只需回正轮架即可。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明的内部结构示意图；
图4是本发明实施例1的爆炸结构示意图之一；
图5是本发明实施例2的爆炸结构示意图；
图6是本发明实施例1的爆炸结构示意图之二；
图中：1-车体、2-轮轴、3-轮架、4-车轮、5-驱动装置、6-换向机构、7- 减速机构、8-轮轴座、9-第一陀螺仪、10-第二陀螺仪、11-缺口、12-容纳槽、 13-盖板、14-第三陀螺仪、15-控制器、16-转轴、17-第一踏板、18-第二踏板。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图6所示，一种平衡车，包括车体1，车体1上转动设置有两个轮架3，轮架3设置在车体1的左右两侧，轮架3相对于车体1左右转动，在轮架 3上转动连接有车轮4，轮架3上都安装有轮毂电机，轮毂电机安装在轮架3内，轮毂电机驱动车轮4转动，从而带动车体1运动，当轮架3相对于车体1转动，相应的车轮4改变前进的方向，车体1上还设置有驱动装置5，驱动装置5为电动机，驱动装置5用于控制轮架3转动。
轮架3通过轮轴2连接在车体1上，轮轴2纵向设置在车体1上，轮轴2 固定在轮架3上，车体1上形成有轮轴座8，轮轴2一端转动连接在轮轴座8上，并且，轮轴2沿车轮4的径向方向设置在对应的轮架3上，转轴16纵向设置在车体1上，驾驶者在车体1上，转轴16能够很好地支撑车体1保持平稳，转轴 16沿车轮4径向设置在轮架3上，轮轴2转动带动轮架3同步转动。
所述驱动装置5上设置有换向机构6，换向机构6将驱动装置5的驱动力转化为两个轮架3的同步转动，平衡车在前进的过程中，遇到需要进行避让或者超车的情况，驾驶者通过驱动装置5控制两个轮架3同步转动，两个轮架3带动车轮4相对于车体1同步转动，车轮4能够相对于车体1瞬间改变前进方向，平衡车立即改变原先行驶方向，从而实现变道，使用该结构的平衡车能够通过两个车轮4同步偏转解决变道、避让、超车和变向等问题，因此本平衡车具有驾驶灵活多变、驾驶乐趣丰富多姿和操控性强等优点。
所述换向机构6包括转轴16，转轴16横向设置在车体1上，转轴16的一端朝向一轮架3，转轴16的另一端朝向另一轮架3，轮架3转动连接在车体1 的两侧，转轴16、轮架3和车轮4布局设计结构紧凑。
所述转轴16的一端将驱动装置5的驱动力正向输出到一轮架3上，转轴16 的另一端将驱动装置5的驱动力反向输出到另一轮架3上，转轴16的两端具有螺旋方向相反的螺旋齿，采用转轴16两端输出驱动力来实现两个轮架3的同步转动，具有结构精简、同步精确的优点。
所述驱动装置5和轮架3之间设置有减速机构7，减速机构7为二级齿轮减速机构7，减速机构7将驱动装置5的驱动力减速传递给轮架3，减速机构7的一端传动连接转轴16，减速机构7的另一端传动连接轮轴2，轮架3在平衡车行驶过程中进行转动，偏转角度不需要太大，所需速度要求不高，所需扭矩要求要大，减速机构7能够满足车轮4偏转的转速和扭矩要求，而且齿轮的结构设计整体紧凑，应用在平衡车上传动不会占用太多空间。
所述轮架3呈环状，轮架3设置在车轮4内圈，车体1穿设在轮架3内圈，车轮4、轮架3、车体1依次穿设在一起，平衡车轮架3转动和车轮4转动的结构具有布局紧凑、外观小巧和动力稳定的优点。
所述车体1上开设有供轮架3转动的缺口11，缺口11开设在车体1的四端上，使得车体1的两侧形成Y形形状的轮廓，轮轴2与减速机构7连接在车体1 的两侧的端部，当轮架3转动，缺口11的设计使得轮架3能够具有较大转动角度，而且车体1的中部相对于缺口11处宽度较大，驾驶者能够站在车体1的中部获得较好支撑。
所述车体1上开设有沿车体1左右方向设置的容纳槽12，减速机构7、换向机构6、驱动装置5沿容纳槽12的长度方向依次设置在容纳槽12内，平衡车整体结构紧凑，布局合理。
实施例1
所述车体1上设置有第三陀螺仪14，第三陀螺仪14用于检测车体1倾斜角度，车体1的上端分别转动设置有第一踏板17，第一踏板17上设置有第一陀螺仪9，第一陀螺仪9用于检测第一踏板17的倾斜角度，车体1上设置有控制器 15，第三陀螺仪14和第一陀螺仪9连接控制器15，第一踏板17可以是相对于车体1前后转动，第一踏板17也可以是相对于车体1左右转动，第一踏板17 转动，第一陀螺仪9检测到第一踏板17的倾斜角度，并将检测到的信号反馈到控制器15上，车体1转动，第三陀螺仪14感应到车体1产生倾斜的角度，并将检测到的信号反馈到控制器15上，控制器15上连接驱动装置5和轮毂电机，控制器15用于控制驱动装置5和轮毂电机，车体1的上端固定有盖板13，第一踏板17和控制器15固定在盖板13上端，控制器15根据第一陀螺仪9的检测信号和第三陀螺仪14的检测信号控制两个轮毂电机的输出速度和驱动装置5的转动角度，因此该控制结构实现多个驱动的多种命令的控制。
启动轮毂电机驾驶本平衡车，平衡车向前行驶，第一陀螺仪9和第三陀螺仪14分别感应到第一踏板17和车体1的倾斜角度，根据第一陀螺仪9和第三陀螺仪14的感应信号控制驱动装置5就能够实现两个轮架3的同步转动，平衡车能够灵活地变向超车、躲避障碍，而且轮架3转动时，车体1并不会偏离原来的行驶方向，从而避免驾驶者的视线偏离路线，提高驾驶安全，当需要转弯时，第一陀螺仪9和第三陀螺仪14感应到车体1和第一踏板17的倾斜，控制车体1两侧的轮毂电机进行差速运动，并且还能够让轮架3进行转动，从而实现转弯，采用这种车轮4偏转结构的平衡车给驾驶者提供了更加多变、灵活的驾驶体验。
实施例2
所述车体1上设置有第三陀螺仪14，第三陀螺仪14用于检测车体1倾斜角度，车体1的上端分别转动设置有第一踏板17，第一踏板17上设置有第一陀螺仪9，第一陀螺仪9用于检测第一踏板17的倾斜角度，车体1的上端还设置有第二踏板18，第二踏板18上设置有第二陀螺仪10，第二陀螺仪10用于检测第二踏板18的倾斜角度，车体1上设置有控制器15，第三陀螺仪14和第一陀螺仪9连接控制器15，第一踏板17可以是相对于车体1前后转动，第一踏板17 也可以是相对于车体1左右转动，第二踏板18可以是相对于车体1前后转动，第二踏板18也可以是相对于车体1左右转动，第一踏板17转动，第一陀螺仪9 检测到第一踏板17的倾斜角度，并将检测到的信号反馈到控制器15上，第二踏板18转动，第二陀螺仪10检测到第二踏板18的倾斜角度，并将检测到的信号反馈到控制器15上，车体1转动，第三陀螺仪14感应到车体1产生倾斜的角度，并将检测到的信号反馈到控制器15上，控制器15上连接驱动装置5和轮毂电机，控制器15用于控制驱动装置5和轮毂电机，车体1的上端固定有盖板13，第一踏板17和控制器15固定在盖板13上端，控制器15根据第一陀螺仪9的检测信号、第二陀螺仪10的检测信号和第三陀螺仪14的检测信号控制两个轮毂电机的输出速度、驱动装置5的转动角度和两个轮毂电机的差速运动，因此该控制结构实现多个驱动的多种命令的控制。
启动轮毂电机驾驶本平衡车，平衡车向前行驶，第一陀螺仪9、第一陀螺仪 10和第三陀螺仪14分别感应到第一踏板17、第二踏板18和车体1的倾斜角度，根据第一陀螺仪9、第二陀螺仪10和第三陀螺仪14的感应信号控制驱动装置5 就能够实现两个轮架3的同步转动，平衡车能够灵活地变向超车、躲避障碍，而且轮架3转动时，车体1并不会偏离原来的行驶方向，从而避免驾驶者的视线偏离路线，提高驾驶安全，当需要转弯时，第一陀螺仪9、第二踏板18和第三陀螺仪14感应到车体1和第一踏板17的倾斜，控制车体1两侧的轮毂电机进行差速运动，并且还能够让轮架3进行转动，从而实现转弯，采用这种车轮4 偏转结构的平衡车给驾驶者提供了更加多变、灵活的驾驶体验。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平衡车，包括车体(1)，其特征在于，车体(1)上转动设置有两个轮架(3)，轮架(3)上分别转动连接有车轮(4)，当轮架(3)相对于车体(1)转动，相应的车轮(4)改变前进的方向，车体(1)上还设置有驱动装置(5)，驱动装置(5)用于控制轮架(3)转动。
2.根据权利要求1所述的一种平衡车，其特征在于，所述驱动装置(5)上设置有换向机构(6)，换向机构(6)将驱动装置(5)的驱动力转化为两个轮架(3)的同步转动。
3.根据权利要求2所述的一种平衡车，其特征在于，所述换向机构(6)包括转轴(16)，转轴(16)横向设置在车体(1)上，转轴(16)的一端朝向一轮架(3)，转轴(16)的另一端朝向另一轮架(3)。
4.根据权利要求3所述的一种平衡车，其特征在于，所述转轴(16)一端将驱动装置(5)的驱动力正向输出到一轮架(3)上，转轴(16)的另一端将驱动装置(5)的驱动力反向输出到另一轮架(3)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种平衡车，其特征在于，所述驱动装置(5)和轮架(3)之间设置有减速机构(7)，减速机构(7)将驱动装置(5)的驱动力减速传递给轮架(3)。
6.根据权利要求1所述的一种平衡车，其特征在于，所述车体(1)上设置有第三陀螺仪(14)，第三陀螺仪(14)用于检测车体(1)倾斜角度，车体(1)的上端转动设置有第一踏板(17)，第一踏板(17)上设置有第一陀螺仪(9)，第一陀螺仪(9)用于检测第一踏板(17)的倾斜角度，车体(1)上设置有控制器(15)，第三陀螺仪(14)和第一陀螺仪(9)连接控制器(15)。
7.根据权利要求6所述的一种平衡车，其特征在于，所述车体(1)的上端还转动设置有第二踏板(18)，第二踏板(18)上设置有第二陀螺仪(10)，第二陀螺仪(10)用于检测第二踏板(18)倾斜的角度，第二陀螺仪(10)连接控制器(15)。
8.根据权利要求6或7所述的一种平衡车，其特征在于，所述轮架(3)上设置有轮毂电机，控制器(15)连接驱动装置(5)和轮毂电机，控制器(15)用于控制驱动装置(5)和轮毂电机。
9.根据权利要求1所述的一种平衡车，其特征在于，所述轮架(3)呈环状，轮架(3)设置在车轮(4)内圈，车体(1)穿设在轮架(3)内圈。
10.根据权利要求9所述的一种平衡车，其特征在于，所述车体(1)上开设有供轮架(3)转动的缺口(11)。
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