CN108556991A - 一种电动独轮车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单轮自行车技术领域，尤其是一种电动独轮车，包括手把、支撑筒、脚踏板、车支架和滚轮，手把位于支撑筒的上端，车支架位于支撑筒的下端；车支架包括外支架和内支架，外支架与支撑筒可拆卸连接；内支架位于外支架内侧，且内支架与外支架滑动连接；滚轮与内支架转动连接；脚踏板位于外支架的外侧；支撑筒与内支架之间设有弹性结构。本方案解决了现有技术中无法实现弹跳的问题。

Description

一种电动独轮车

技术领域

本发明涉及单轮自行车技术领域，具体涉及一种电动独轮车。

背景技术

电动独轮车是近年来逐渐流行起来的代步工具，通过可充电车载电池充电，没有尾气排放，绿色环保。其最高速度可达16KM/H，非常适合城市内短途代步。

在社会飞速发展的今天，交通拥堵在很多大中城市也成了普遍现象，一款便捷的电动独轮车，会让使用者享受穿梭于闹市的轻松与快乐以及上下班的快捷。因此，电动独轮车因为结构小巧，占用地方少，不需要大面积的停车位，也可放在汽车尾箱内，携带方便，而非常受人们的关注和喜爱。例如，现有技术公开了公告号为CN103707972B的中国发明专利，其具体公开了一种自平衡电动独轮车，自平衡电动独轮车包括机壳、电机车轮、控制器、脚踏板和电池，其中，控制器和电池置于机壳内部，脚踏板位于机壳两侧下端，控制器用于控制自平衡电动独轮车的运行，电池用于为自平衡电动独轮车供电，自平衡电动独轮车还包括可收合手把与辅助轮组，可收合手把设在自平衡电动独轮车的前后任意一侧并能够处于展开状态和收合状态，辅助轮组设在自平衡电动独轮车底部，且辅助轮组中的辅助轮能够在其外周突出电机车轮的外周的状态和其外周在电机车轮的外周内的状态之间转换，从而可收合手把与辅助轮组合使得自平衡电动独轮车能够在多种状态下使用。

现有技术存在以下技术问题：1、现有技术中的电动独轮车在使用过程中，如果需要停车，需要将靠在其他支撑处进行停靠，否则非常容易倾倒，导致摔坏，因此停靠非常不方便；2、现有的电动独轮车的电池是直接装在其内部的，当独轮车需要运输较远的时候，其电池一直处于供电状态，使得电池耗电很快，当到达目的地需要使用的时候，可能出现电池电量弱的情况，非常的不方便；3、独轮车在使用的过程中，若地面凹凸不平，则容易出现振动，尤其是驾驶人员是将手放在把手上的，更容易感受到较大的振动，降低了使用体验感；4、现有技术中的独轮车仅具有移动功能，无法实现弹跳功能，导致功能单一，较为不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动独轮车，解决了现有技术中无法实现弹跳的问题。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种电动独轮车，包括手把、支撑筒、脚踏板、车支架和滚轮，手把位于支撑筒的上端，车支架位于支撑筒的下端；其特征在于，车支架包括外支架和内支架，外支架与支撑筒可拆卸连接；内支架位于外支架内侧，且内支架与外支架滑动连接；滚轮与内支架转动连接；脚踏板位于外支架的外侧；支撑筒与内支架之间设有弹性结构。

本方案产生的有益效果是：

1、本方案的外支架主要作用是承重，放置脚踏板；另外，外支架与内支架滑动连接，加上弹性结构配合，实现了弹跳运动；相比于现有技术，本方案中的独轮车不仅能够正常驾驶，实现了连续弹跳功能。

2、本方案中的外支架与支撑筒可拆卸连接，在运输的过程中，可以将支撑筒从外支架上取下；相比于支撑筒和外支架为一体结构，本方案的独轮车在运输的过程中更加节省空间。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，车支架还包括用于驻车的侧支架，侧支架与外支架转动连接，外支架上设有用于控制侧支架的转动角度的锁止机构。

侧支架主要实现了独轮车停车驻车的功能；其中锁止机构还能够控制侧支架的转动角度，使得侧支架转动到一定角度的时候能够撑在地面上。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，外支架的内壁上设有定位部，定位部包括钢珠孔、位于钢珠孔内的钢珠弹簧和与钢珠弹簧连接的钢珠；侧支架上设有用于卡入钢珠的定位孔。

非常简单的实现了对不需要驻车情况下的侧支架的定位；具体原理如下：当不需要驻车的时候，将侧支架向上推动，侧支架会逐渐贴到外支架的内侧，当侧支架上的定位孔与外支架上的钢珠对应的时候，钢珠弹簧使得钢珠进入到定位孔内，进而实现了对侧支架的定位。

优选方案三：作为对优选方案一或优选方案二的进一步优化，锁止机构包括锁位螺杆，锁位螺杆位于外支架的一侧内壁上，且锁位螺杆位于滚轮和侧支架之间，侧支架的一端可与锁位螺杆的表面接触。

本方案中的锁位螺杆的设置，主要是为了使得侧支架在向下转动到一定角度后，侧支架的一端会抵住锁位螺杆，在锁位螺杆的作用而不能继续旋转，实现锁位；此时独轮车斜放，非常简单的实现驻车。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，锁止机构还包括锁盘、棘轮锁臂和齿轮；锁盘位于外支架的另一侧的内壁上；锁盘上设有转动槽，棘轮锁臂转动连接在转动槽内；棘轮锁臂的下部设有两个凹槽；锁盘内设有用于进入凹槽内并对棘轮锁臂进行定位的限位结构，齿轮与锁盘转动连接，侧支架远离锁位螺杆的一端与齿轮固定连接；棘轮锁臂的上部设有两个用于与齿轮啮合的啮合部，且两个的啮合部之间为弧形段。

本方案中的棘轮锁臂非常简单的实现了在需要驻车的时候，侧支架只能朝着远离滚轮的方向转动；具体原理为：驻车时：下拨棘轮锁臂，使之处于下位；远离滚轮的凹槽与限位结构对应，限位结构进入凹槽内并对棘轮锁臂进行限位；然后用手将侧支架朝着远离滚轮的方向旋转，侧支架在力的作用下脱离钢珠，向下转动，当侧支架转动到一定位置后，将独轮车斜放，非常简单的实现驻车。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，限位结构包括限位弹簧和位于限位弹簧上的限位珠；锁盘内设有限位孔，限位弹簧位于限位孔内。

非常简单的实现了对棘轮锁臂的限位；具体为：当限位珠与凹槽对应的时候，限位弹簧使得限位钢珠进入到该凹槽内，对棘轮锁臂位置进行限位。

优选方案六：作为对基础方案的进一步优化，弹性结构包括伸缩立轴和用于伸缩立轴上下运动的弹性件；伸缩立轴的上端伸入支撑筒内，伸缩立轴的下端与内支架连接，伸缩立轴与外支架滑动连接；且弹性件位于外支架和内支架之间。

弹性件使得伸缩立轴上下运动，还实现了减震功能；使得独轮车在使用的过程中，使用体验感更好。

优选方案七：作为对优选方案六的进一步优化，支撑筒内设有放置腔、用于放置电池的电池槽和位于放置腔内的电缆插头；电缆插头与电池连接；且电缆插头位于伸缩立轴上。

本方案中的独轮车在使用的过程中，电缆插头位于伸缩立轴的上端；当弹性件使得伸缩立轴在上下浮动的过程中，电缆插头也随着伸缩立轴在上下浮动；相比于现有技术中将插头固定或安装在支撑筒体上，本方案的独轮车在通过凹凸不平的地面的时候，电缆插头受到的振动会更少，延长了电缆插头的使用寿命；具体原理在于：现有技术中的独轮车在经过凹凸不平的地面时，支撑筒也会在地面的石子等的冲击下产生较高频率的振动，因此支撑筒内壁上的电缆插头也会随着发送较高频率的振动，使得插头容易出现接触不良的情况；而本方案中的独轮车在经过凹凸不平的地面或者在弹跳时，插头一直是随着伸缩立轴在上下浮动，加上弹性件的减震作用，因此延长了电缆插头的使用寿命。

优选方案八：作为对优选方案七的进一步优化，电缆插头包括下插头和用于与电池连接的上插头；上插头位于支撑筒内，下插头固定在伸缩立轴上端；且上插头用于插入下插头内并向下插头通电。

电缆插头包括下插头和上插头；在将支撑筒和外支架拆开后，由于上插头位于支撑筒内，而下插头固定在伸缩立轴上，因此也能够将上插头和下插头分开，此时电池不会再向外供电。因此，在远距离运输的时候，将支撑筒和外支架拆开，一方面节省了运输空间，另一方面能够防止在运输的过程中电池耗电快的情况发生。

优选方案九：作为对基础方案的进一步优化，滚轮包括滚轮本体和固定于滚轮本体两侧的转轴；外支架的两侧均滑动连接有滑动部，内支架的两侧分别连接在两侧的滑动部上；且转轴分别与相应的滑动部转动连接。

非常简单的实现了人站在脚踏板上的时候，外支架和内支架之间会产生相对滑动。

优选方案十：作为对优选方案九的进一步优化，滑动部包括滑轨和连接在滑轨下方的支撑板；外支架的两侧设有滑槽，滑轨滑动连接在滑槽内；滚轮的两侧的转轴分别与外支架两侧的支撑板转动连接。

非常简单的实现了内支架和外支架之间的滑动连接。

优选方案十一：作为对基础方案的进一步优化，外支架的上端伸入到支撑筒内，且外支架与支撑筒通过螺钉固定。非常简单的实现了外支架和支撑筒之间的可拆卸连接。

优选方案十二：作为对优选方案六或优选方案十一的进一步优化，弹性件在自然状态下的长度为88～95mm。

由于弹性件位于外支架和内支架之间，此处的弹性件在自然状态下的长度，指的是，驾驶人员未给独轮车施加外力，弹性件并未受到外力作用变形时的长度。

弹性件自然状态下的长度在88～95mm之间时，尤其使得外支架和内支架竖向之间的距离较为适宜，能够进一步提高驾驶人员的体验感。

优选方案十三：作为对优选方案六或优选方案十一的进一步优化，弹性件在100kg压力下的工作行程为11～14mm。

弹性件在受压情况下的工作行程值在上述范围内，能够使得驾驶人员在驾驶或弹跳的过程中，弹性件的浮动度不会过大或过小；体验感更佳。

优选方案十四：作为对优选方案六或优选方案十一的进一步优化，弹性件在150kg压力作用下的工作行程为21～25mm。

弹性件在受压情况下的工作行程值在上述范围内，能够使得驾驶人员在驾驶或弹跳的过程中，弹性件的浮动度不会过大或过小；体验感更佳。

附图说明

图1是本发明一种电动独轮车的正视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的剖视图；

图4是本发明一种电动独轮车的棘轮锁臂处的结构示意图；

图5是图4中棘轮锁臂在驻车停车前的示意图；

图6是图4中棘轮锁臂在驻车停车时的示意图；

图7是本发明一种电动独轮车的锁位螺杆结构示意图；

图8是本发明一种电动独轮车的定位部的结构示意图；

图9是本发明一种电动独轮车的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：手把1、支撑筒2、伸缩立轴21、弹性件211、电池槽22、电缆插头23、下插头231、上插头232、对位螺纹孔24、脚踏板3、车支架4、外支架41、钢珠孔411、钢珠弹簧412、钢珠413、滑轨414、支撑板415、滑槽416、定位螺纹孔417、内支架42、侧支架43、定位孔431、滚轮5、滚轮本体51、转轴52、锁位螺杆61、锁盘62、转动槽621、限位孔622、限位弹簧623、限位珠624、棘轮锁臂63、手柄631、转动臂632、凹槽6321、啮合部6322、弧形段6323、齿轮64、电缆线7、电线8、电池支架9、电线固定件10、挡泥板101。

实施例1

如图1、图2和图3所示，为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

一种电动独轮车，包括手把1、支撑筒2、脚踏板3、车支架4和滚轮5，手把1固定在支撑筒2的上端，车支架4位于支撑筒2的下端；滚轮5内设有作为独轮车动力元件的轮辋电机；

车支架4包括外支架41、内支架42和用于驻车的U形的侧支架43；外支架41与支撑筒2可拆卸连接，具体设置为：外支架41的上端伸入到支撑筒2内；将外支架41伸入到支撑筒2内的部分上设置四个定位螺纹孔417，且定位螺纹孔417两两沿着支撑筒2的竖向中心线对称设置；支撑筒2上也设置四个分别与外支架41上的定位螺纹孔417对应的对位螺纹孔24；在连接外支架41和支撑筒2的时候，将外支架41的上端插入到支撑筒2内，使得定位螺纹孔417与对位螺纹孔24对应，然后在相应的螺纹孔内分别旋入一个螺钉进行固定即可。

内支架42位于外支架41内侧，且内支架42与外支架41滑动连接；内支架42的底部固定有挡泥板101；内支架42的内部设有控制轮辋电机的控制器(例如与无刷轮辋电机配合的无刷控制器等)。滚轮5转动连接在内支架42内侧，且滚轮5位于挡泥板101的下方；脚踏板3固定于外支架41的外侧。支撑筒2与内支架42之间设有弹性结构。

弹性结构包括伸缩立轴21和用于伸缩立轴21上下运动的弹性件211；伸缩立轴21的上端穿过外支架41并伸入支撑筒2内，且伸缩立轴21与外支架41滑动连接。伸缩立轴21的下端与内支架42连接；且弹性件211位于外支架41和内支架42之间。本方案中的弹性件211即现有技术中的弹簧，此弹性件(即弹簧)在自然状态下的长度为90mm；弹性件在100kg压力下的工作行程为13mm。

支撑筒2内设有放置腔、用于放置电池的电池槽22和位于放置腔内的电缆插头23；本方案中的电池采用55.5V4.8Ah锂电池，且采用五颗电芯一组的圆柱形排列方式。电池槽22位于放置腔的上方，且电池槽22与放置腔之间通过一个电池支架9隔开；电缆插头23位于电池支架9的下方，即位于放置腔内。

电缆插头23包括下插头231和上插头232(本方案中的上插头232和下插头231为现有技术中的插头插座结构)；上插头232位于支撑筒2内，且上插头232上连接有与电池连接的电缆线7；该电缆线7位于上插头232上方的部分留有较长的预留部分，便于电缆插头23浮动。下插头231固定在伸缩立轴21上端，下插头231上连接有穿过伸缩立轴21与控制器连接的电线8；且上插头232用于插入下插头231内并向下插头231通电；伸缩立轴21的下端穿过外支架41并与内支架42固定连接；伸缩立轴21与外支架41滑动连接，且伸缩立轴21上设有用于伸缩立轴21上下运动的弹性件211，且弹性件211位于外支架41和内支架42之间。

如图3所示，侧支架43的两端分别与外支架41的两侧内壁转动连接，外支架41上设有用于控制侧支架43的转动角度的锁止机构。

锁止机构包括锁位螺杆61(见图7)，锁位螺杆61位于外支架41的一侧内壁上，且锁位螺杆61位于滚轮5和侧支架43之间，侧支架43的一端可与锁位螺杆61的表面接触。

如图4所示，锁止机构还包括锁盘62、棘轮锁臂63和齿轮64；锁盘62位于外支架41的另一侧的内壁上(即：锁盘62和锁位螺杆61相对设置，分别位于外支架41的两侧的内壁上)；锁盘62上设有转动槽621；棘轮锁臂63包括手柄631和固定连接在手柄631端部的转动臂632，转动臂632转动连接在转动槽621内；转动臂632的下部设有两个凹槽6321；锁盘62内还设有限位孔622，限位孔622内设有限位弹簧623，限位弹簧623上固定有用于卡入凹槽6321内的限位珠624；齿轮64与锁盘62转动连接，侧支架43远离锁位螺杆61的一端与齿轮64固定连接；转动臂632的上部设有两个用于与齿轮64啮合的啮合部6322，且两个的啮合部6322之间为弧形段6323。

外支架41的两侧内壁上均设有定位部(如图8)，定位部包括钢珠孔411、位于钢珠孔411内的钢珠弹簧412和与钢珠弹簧412连接的钢珠413；侧支架43的两侧均设有用于卡入钢珠413的定位孔431。

滚轮5包括滚轮本体51和固定于滚轮本体51两侧的转轴52；外支架41的两侧均滑动连接有滑动部，内支架42的两侧分别连接在两侧的滑动部上；且转轴52分别与相应的滑动部转动连接。滑动部包括滑轨414和连接在滑轨414下方的支撑板415；外支架41的两侧设有滑槽416，滑轨414滑动连接在滑槽416内；滚轮5的两侧的转轴52分别与外支架41两侧的支撑板415转动连接。

另外，为了防止滚轮5在运动的过程中发生左右偏倒；同时还利于转弯。本方案中的滚轮本体具体设置如下：图3中滚轮本体51的总横向宽度为160mm，而滚轮本体51中间部分与地面接触的面为接地面，接地面的横向宽度为75～80mm。接地面的两侧为相互对称的弧形面。

使用时，驾驶人员的脚踩到脚踏板3上，此时弹性件211(弹性件即现有技术中的弹簧)被压缩；内支架42相对于外支架41向上滑动；进而使得外支架41与内支架42配合实现弹跳运动。另外，弹性件211的作用下，伸缩立轴21能够上下浮动，由于电缆插头23位于伸缩立轴21上，实现了电缆插头23能够随着伸缩立轴21上下浮动。本独轮车在通过凹凸不平的地面的时候，由于弹性件211的减震作用，不仅使得驾驶员的体验更佳，而且电缆插头23受到的振动会更少，延长了电缆插头23的使用寿命。

在停车驻车时，向下拨动图4中的手柄631，使得整个棘轮锁臂63形成图5的状态；用手朝着图5中左侧向下旋转侧支架43，侧支架43在力的作用下脱离钢珠413，向下转动。侧支架43转到图6的位置时，由于锁位螺杆61的作用而不能继续旋转(见图7)，实现锁位。此时独轮车斜放，从而实现驻车。当不需要停车驻车时，将侧支架43向上推动，侧支架43会逐渐贴到外支架41的内侧，当侧支架43上的定位孔431与外支架41上的钢珠413对应的时候，钢珠弹簧412使得钢珠413进入到定位孔431内，进而实现了对侧支架43的定位；即可便于驾驶人员使用该独轮车。

当需要运输本方案中的独轮车时，将图3中的定位螺纹孔417处的螺钉取出，将支撑筒2从外支架41上取下；相比于支撑筒2和外支架41为一体结构，本方案的独轮车在运输的过程中更加节省空间。另外，电缆插头23包括下插头231和上插头232；在将支撑筒2和外支架41拆开后，由于上插头232位于支撑筒2内，而下插头231固定在伸缩立轴21上，因此也能够将上插头232从下插头231上拔出，此时电池不会再向外供电。因此，在远距离运输的时候，将支撑筒2和外支架41拆开，一方面节省了运输空间，另一方面能够防止在运输的过程中电池耗电快的情况发生。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，下插头231的下方设有安装座，安装座与下插头231采用螺纹连接；安装座与伸缩立轴21的上端固定连接。电缆线7处还设置了一个电线固定件10(如图9)，例如将电线8固定，防止预留的电缆线散开的环形圈等。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，弹性件(即弹簧)在自然状态下的长度为88mm；弹性件在100kg压力下的工作行程为11mm。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，弹性件(即弹簧)在自然状态下的长度为95mm；弹性件在100kg压力下的工作行程为14mm。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，弹性件在150kg压力下的工作行程为23mm。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于，弹性件在150kg压力下的工作行程为21mm。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于，弹性件在150kg压力下的工作行程为25mm。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (15)

1.一种电动独轮车，包括手把、支撑筒、脚踏板、车支架和滚轮，所述手把位于支撑筒的上端，车支架位于支撑筒的下端；其特征在于，车支架包括外支架和内支架，所述外支架与支撑筒可拆卸连接；所述内支架位于外支架内侧，且内支架与外支架滑动连接；所述滚轮与内支架转动连接；所述脚踏板位于外支架的外侧；所述支撑筒与内支架之间设有弹性结构。

2.根据权利要求1所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述车支架还包括用于驻车的侧支架，所述侧支架与外支架转动连接，外支架上设有用于控制侧支架的转动角度的锁止机构。

3.根据权利要求2所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述外支架的内壁上设有定位部，定位部包括钢珠孔、位于钢珠孔内的钢珠弹簧和与钢珠弹簧连接的钢珠；所述侧支架上设有用于卡入所述钢珠的定位孔。

4.根据权利要求2或3所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述锁止机构包括锁位螺杆，锁位螺杆位于外支架的一侧内壁上，且锁位螺杆位于滚轮和侧支架之间，侧支架的一端可与锁位螺杆的表面接触。

5.根据权利要求4所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述锁止机构还包括锁盘、棘轮锁臂和齿轮；所述锁盘位于外支架的另一侧的内壁上；锁盘上设有转动槽，棘轮锁臂转动连接在转动槽内；棘轮锁臂的下部设有两个凹槽；锁盘内设有用于进入凹槽内并对棘轮锁臂进行定位的限位结构，所述齿轮与锁盘转动连接，侧支架远离锁位螺杆的一端与所述齿轮固定连接；棘轮锁臂的上部设有两个用于与所述齿轮啮合的啮合部，且两个的啮合部之间为弧形段。

6.根据权利要求5所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述限位结构包括限位弹簧和位于限位弹簧上的限位珠；锁盘内设有限位孔，限位弹簧位于限位孔内。

7.根据权利要求1所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述弹性结构包括伸缩立轴和用于伸缩立轴上下运动的弹性件；所述伸缩立轴的上端伸入支撑筒内，伸缩立轴的下端与内支架连接，伸缩立轴与外支架滑动连接；且弹性件位于外支架和内支架之间。

8.根据权利要求7所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述支撑筒内设有放置腔、用于放置电池的电池槽和位于放置腔内的电缆插头；所述电缆插头与电池连接；且电缆插头位于伸缩立轴上。

9.根据权利要求8所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述电缆插头包括下插头和用于与电池连接的上插头；所述上插头位于支撑筒内，下插头固定在伸缩立轴上端；且上插头用于插入下插头内并向下插头通电。

10.根据权利要求1所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述滚轮包括滚轮本体和固定于滚轮本体两侧的转轴；外支架的两侧均滑动连接有滑动部，内支架的两侧分别连接在两侧的滑动部上；且转轴分别与相应的滑动部转动连接。

11.根据权利要求10所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述滑动部包括滑轨和连接在滑轨下方的支撑板；所述外支架的两侧设有滑槽，滑轨滑动连接在滑槽内；滚轮的两侧的转轴分别与外支架两侧的支撑板转动连接。

12.根据权利要求1所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述外支架的上端伸入到支撑筒内，且外支架与支撑筒通过螺钉固定。

13.根据权利要求7所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述弹性件在自然状态下的长度为88～95mm。

14.根据权利要求7或13所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述弹性件在100kg压力下的工作行程为11～14mm。

15.根据权利要求7或13所述的一种电动独轮车，其特征在于，所述弹性件在150kg压力作用下的工作行程为21～25mm。