CN108791610B - 摇摆机构 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种摇摆机构，包括：中轴，壳体，第一轴承，平衡机构，探测器及处理器；平衡机构固定设置在壳体中，壳体套在中轴上，中轴具有一凹口，平衡机构的顶部可移动设置在凹口中，通过处理器接收到探测器探测的平衡机构的顶部与凹口的底部的距离信息和摇摆机构的速度信息，进而控制平衡机构的顶部与凹口的底部的距离，从而平衡机构限定壳体与中轴的相对转动范围，由此可以较好的改善三轮车辆转弯时平衡性差的缺陷，提高安全性能，提高驾驶体验。

Description

摇摆机构

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种摇摆机构。

背景技术

电动车已经成为目前人们日常生活中的一种交通工具，因此，必然更加关注其质量。

对于一些电动车，例如三轮电动车，具有转弯半径大、转弯时平衡性差的缺陷，安全性难以得到保障。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种摇摆机构，改善三轮车辆平衡性差的缺陷，提高安全性能。

本发明的另一个目的在于，提供一种摇摆机构，改善车辆转弯半径大的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种摇摆机构，包括：

中轴，壳体，第一轴承，平衡机构，探测器及处理器；

所述平衡机构固定设置在所述壳体中，所述壳体套在所述中轴的一部分上，所述第一轴承连接所述壳体和所述中轴从而所述壳体围绕所述中轴可旋转；

所述中轴具有一凹口，至少所述平衡机构的顶部设置在所述凹口中且所述平衡机构的顶部相对所述凹口的底部可移动；

所述探测器实时探测所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，并探测所述摇摆机构的移动速度，所述处理器接收所述探测器探测的信息，并控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述摇摆机构还包括一承载台和一转盘，所述承载台固定在所述中轴远离所述壳体的一端上，所述转盘通过第二轴承设置在所述承载台上，所述转盘以所述第二轴承为轴绕所述承载台的法向可旋转。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间存在距离时，所述中轴绕所述中轴的轴线可旋转，或者所述平衡机构在所述壳体带动下绕所述中轴的轴线可旋转。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述可旋转的角度范围介于-45°～45°之间。

可选的，对于所述的摇摆机构，当所述摇摆机构的移动速度小于等于设定速度时，所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部紧密接触；当所述摇摆机构的移动速度大于设定速度时，在第一移动速度下所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间的间距大于等于在第二移动速度下所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间的间距，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述平衡机构包括电机、转轴、从动块、第一连接件、支撑块及第二连接件，所述处理器与所述电机相连接，至少两个所述从动块设置在所述转轴上，所述电机带动所述转轴旋转从而至少两个所述从动块相互之间远离或靠近，每个所述从动块上固定设置有一个第一连接件，每个第一连接件上皆设置有第一轴，且所述第一轴穿过一个所述支撑块的一端，所述支撑块绕所述第一轴可旋转，所述第二连接件上设置有至少一个第二轴，且所述第二轴穿过至少一个所述支撑块的另一端，所述支撑块绕所述第二轴可旋转，所述平衡机构的顶部至少包括所述第二连接件的底面。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述电机带动所述转轴旋转从而至少两个所述从动块相互之间远离或靠近，从而多个所述支撑块的一端相互之间远离或靠近，所述第二连接件的底面远离或靠近所述凹口的底部。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述处理器为行车电脑。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述探测器包括距离探测器，设置在所述中轴内所述凹口底部的中心。

可选的，对于所述的摇摆机构，所述距离探测器的探测方向垂直所述平衡机构的顶部。

本发明提供的摇摆机构中，摇摆机构包括：中轴，壳体，第一轴承，平衡机构，探测器及处理器；所述平衡机构固定设置在所述壳体中，所述壳体套在所述中轴的一部分上，所述第一轴承连接所述壳体和所述中轴从而所述壳体围绕所述中轴可旋转；所述中轴具有一凹口，至少所述平衡机构的顶部设置在所述凹口中且所述平衡机构的顶部相对所述凹口的底部可移动；所述探测器实时探测所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，并探测所述摇摆机构的移动速度，所述处理器接收所述探测器探测的信息，并控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离。由此，通过处理器接收到探测器探测的距离信息和速度信息，进而控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，从而平衡机构限定壳体与所述中轴的相对转动范围，由此可以较好的改善三轮车辆(转弯时)平衡性差的缺陷，提高安全性能，提高驾驶体验。

进一步的，通过设置一承载台和一转盘，所述承载台固定在所述中轴远离所述壳体的一端上，所述转盘通过第二轴承设置在所述承载台上，所述转盘以所述第二轴承为轴绕所述承载台的法向可旋转。可以在三轮车辆转弯时借助于转盘的旋转，有效降低转弯半径。

附图说明

图1为本发明一实施例中摇摆机构的示意图；

图2为本发明一实施例中的中轴和第一轴承的结构示意图；

图3为本发明一实施例中的中轴和平衡机构一个状态下的示意图；

图4为本发明一实施例中的平衡机构部分结构的示意图；

图5为本发明一实施例中的凹口、距离探测器和第二连接件的示意图；

图6为本发明一实施例中的中轴和平衡机构另一个状态下示意图；

图7为本发明一实施例中的中轴和平衡机构的位置关系的示意图；

图8为本发明另一实施例中摇摆机构的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的摇摆机构进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如上所述，现有的摇摆机构的安全性较差，为改善这一状况，本发明提出了一种摇摆机构。

发明人研究后发现：三轮车在停止的时候，摇摆机构必须锁死，否则车辆的前部会侧倾，导致无法正常停车，速度越高，三轮车的自平衡动能越大，摇摆机构可以很好的发挥作用，速度越低，车辆自平衡动能越小，当不足以保持车辆自平衡时就会倾倒，导致危险，类似两轮自行车。因此，本发明的摇摆机构正是基于这一研究发现而提出的，及摇摆机构的作用与速度相关，依据实际速度实现摇摆机构的锁死或(部分)释放。

如图1所示，本发明实施例的摇摆机构，包括：

中轴20，壳体30，第一轴承21，平衡机构40，探测器50(请参考图5)及处理器(未图示)；

所述平衡机构40固定设置在所述壳体30中，所述壳体30套在所述中轴20的一部分上，所述第一轴承21连接所述壳体30和所述中轴20从而所述壳体30围绕所述中轴20可旋转；

所述中轴20具有一凹口22(请参考图2)，至少所述平衡机构40的顶部设置在所述凹口22中且所述平衡机构40的顶部相对所述凹口22的底部可移动；

所述探测器50实时探测所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部的距离，并探测所述摇摆机构的移动速度，所述处理器接收所述探测器50探测的信息，并控制所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部的距离。

由此，通过处理器接收到探测器50探测的距离信息和速度信息，进而控制所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部的距离，从而平衡机构40限定壳体30与所述中轴20的相对转动范围，由此可以较好的改善车辆(尤其是转弯时)平衡性差的缺陷，提高安全性能，提高驾驶体验。

进一步的，请参考图8，所述摇摆机构还设置一承载台11和一转盘10，所述承载台11固定在所述中轴20远离所述壳体的一端上，所述转盘10通过第二轴承12设置在所述承载台11上。可以在三轮车辆转弯时借助于转盘10的旋转，有效降低转弯半径。

以下列举所述摇摆机构的较优实施例，以清楚的说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

请参考图1，所述壳体30可以包括两部分，一部分为中空的圆柱状，另一部分可以为长方体，其中圆柱状的壳体主要套在中轴20上，壳体30与中轴20通过两个第一轴承21连接。

如图2可见，两个第一轴承21套在中轴20上，内圈与中轴20固定，第一轴承21的外圈与壳体固定。

在所述中轴20上还可以设置有固定圈，位于两个第一轴承21相背离侧，实现固定第一轴承21的作用。

所述第一轴承21的数量并不限于两个，例如可以是一个，也可以是3个或者更多，在一个时，可以适当调大第一轴承的宽度。

所述圆柱状的壳体一端还可以设置有孔31，用作例如信号线走线、固定等作用。

请继续参考图1，长方体状的壳体部分主要用作容纳平衡机构40，并且，所述平衡机构40与长方体状的壳体部分固定在一起。

例如图1所示，本实施例中通过将电机41设置在长方体状的壳体部分的外侧，从而转轴穿过长方体状的壳体部分，实现固定。

此外，电机41也可以是设置在长方体状的壳体部分的内部，平衡机构40可以通过其他形式，例如空间限制、卡合等形式与壳体30固定。

如图2所示，所述凹口22开设在所述中轴20上两个第一轴承21之间，从而使得所述平衡机构40基本位于所述中轴20和所述壳体30整体的重心位置处，以较好的实现平衡调整。

在一个实施例中，所述中轴20为圆柱状，所述凹口22可以为所述圆柱切掉部分半圆柱后形成，即所述中轴20的轴线位于所述凹口22的底面221所在平面。

依据实际需求，所述凹口22还可以变大或变小，及所述中轴20的轴线并不位于所述凹口22的底面221所在平面。为了确保所述中轴20较好的强度，所述凹口22不建议过大，例如所述凹口22的最大深度以小于等于所述中轴20直径的3/4为宜。

请参考图1、图3和图4，所述平衡机构40包括电机41、转轴42、从动块44、第一连接件45、支撑块46及第二连接件47。所述处理器与所述电机41相连接，所述处理器依据其接收的信息，结合设定标准，控制电机41的启动和停止。

例如，设定标准可以是当所述摇摆机构的移动速度小于等于设定速度时，所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221紧密接触；当所述摇摆机构的移动速度大于设定速度时，在第一移动速度下所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221之间的间距大于等于在第二移动速度下所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221之间的间距，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

例如，所述设定速度可以是3～8km/h，例如5km/h等。

例如，以设定速度5km/h为例，当大于5km/h，而小于等于15km/h时，所述平衡机构40的顶部可以位于所述凹口22深度1/3～3/4之间。当然，所述平衡机构40的顶部位于所述凹口22中的具体位置并不以此为限定，依据不同的客户对车辆的乘坐需求，可以进行变动，例如在大于5km/h，而小于等于15km/h时，可以固定为处于所述凹口22深度的一半处。又如，可以实现某些速度范围下速度和平衡机构40的顶部位于所述凹口22中的具体位置之间的一次函数关系等。

本领域技术人员在本发明的基础上，结合具体需求情况，可以灵活调整上述设置，这并不存在难度，因此都涵盖在本发明的思想之中。

当所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221紧密接触时，所述平衡机构起到完全锁死作用，即中轴20和壳体30之间不会出现相对转动，从而在低速甚至静止时，有效保持车辆平衡，防止摆动。

随着移动速度增加，由于惯性存在，中轴20和壳体30变得不易相对转动，则所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221可以逐渐分开，从而当受到外部扰动时，可以借助外部扰动实现中轴20和壳体30的相对转动来削减或抵消这一扰动对整体(例如车辆整体)的干扰，从而较好的保持平衡性。

所述平衡机构采用如下形式实现靠近或远离所述凹口22的底部221：

至少两个所述从动块44设置在所述转轴42上，所述电机41带动所述转轴42旋转从而至少两个所述从动块44相互之间远离或靠近。

例如图3中示出了两个从动块44的结构，所述转轴42上设置有两段螺纹，螺纹方向不一致。而两个从动块44具有螺孔，螺孔的螺纹方向分别与转轴42上的两段螺纹对应。由此，当转轴42旋转时，可以实现两个从动块44相互靠近或远离。具体的，所述转轴42可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转。

所述从动块44的形状并不做特别限定，例如可以是图示的具有两个相对切边的圆柱状。

每个所述从动块44上固定设置有一个第一连接件45，每个第一连接件45上皆设置有第一轴451，且所述第一轴451穿过一个所述支撑块46的一端，所述支撑块46绕所述第一轴451可旋转。

所述第一连接件45可以是包括两个侧壁和一个底壁，两个侧壁垂直所述底壁，而第一轴451则是连接两个侧壁并与底壁间隔设置。

所述第二连接件47上设置有至少一个第二轴471，且所述第二轴471穿过至少一个所述支撑块46的另一端，所述支撑块46绕所述第二轴471可旋转，所述平衡机构的顶部至少包括所述第二连接件471的底面472。

如图3和图4所示，所述第二连接件47上设置有两个第二轴471(图4中未具体示出第二轴471的结构)，每个第二轴471分别对应一个支撑块46。

所述第二连接件47包括两个侧面和一个底面，两个侧面垂直底面，并且，第二连接件47的开口于第一连接件45的开口对应。

所述第二连接件47的两个第二轴471的设置可以是当两个从动块44达到彼此最近距离时，两个支撑块46使得所述第一连接件45和所述第二连接件47距离最大。

在图3和图4所示结构中，两个第一连接件45、两个支撑块46可以是分别结构一致。

此外，例如只有一个第二轴471时，所述第二轴471可以设置在所述第二连接件47的中间，而两个支撑块46则可以一个的另一端具有开口，另一个的另一端具有凸起，凸起可以位于开口中，从而第二轴将两个支撑块46穿起来。

由此，所述电机41带动所述转轴42旋转从而至少两个所述从动块44相互之间远离或靠近，从而多个所述支撑块46的一端相互之间远离或靠近，所述第二连接件47的底面472远离或靠近所述凹口22的底部221。

例如图6示出了所述电机41带动下两个从动块44分开，从而两个支撑块46排布呈“八”字型，也就使得所述第二连接件47的底面472与所述凹口的底部221之间存在了距离。

在所述转轴42两端还可以设置有垫环43，可以对转轴42和壳体30之间的直接接触起到缓冲作用。

当所述平衡机构40的顶部与所述凹口22的底部221之间存在距离时，所述中轴20绕所述中轴20的轴线可旋转，或者所述平衡机构40在壳体带动下绕所述中轴20的轴线可旋转。即例如所述壳体30连接车辆前部，所述中轴连接车辆后座，在后座受到扰动时，带动中轴20旋转，在前部受到扰动时，带动壳体30旋转。

具体的，如图7所示，可旋转角度范围β介于-45°～45°之间。即所述第二连接件47的底面472远离或靠近所述凹口22的底部221所在两个面的夹角范围可以是-45°～45°，其中“-”表示方向，例如当所述两个面平行时定位0度，逆时针旋转为正，顺时针旋转为负。

这一角度范围的设定能够有效防止翻车。

请参阅图5，示出了所述探测器50的设置，例如设置在所述中轴20内所述凹口22底部221的中心。

在一个实施例中，所述探测器50包括距离探测器和速度探测器，二者可以是一个；也可以是多个，以分别具有测距和测速的功能。

例如本实施例中图5所示的探测器50可以是距离探测器，而速度探测器可以设置在其他处，例如壳体30上，或者当具有整车时，可以设置在车体其他位置。

在一个实施例中，所述距离探测器的探测方向垂直所述平衡机构40的顶部，从而较好的探测所述平衡机构40的顶端与所述凹口22的底部221之间的距离。

所述探测器50可以直接连接至所述处理器。

在一个实施例中，所述处理器为单片机。

在一个实施例中，所述处理器为行车电脑(ECU)。

所述处理器可以设置在任何可行之处，例如壳体上，或者对于整车而言，设置在车体的其他位置。

以上介绍了本发明的摇摆机构中起平衡作用的主要结构。经过实际实验表明，利用本发明的摇摆机构的车辆，可以有效降低转弯时的侧倾，在转弯时侧倾发生率降低约50％。

进一步的，请参考图8，本发明的所述摇摆机构还包括一承载台11和一转盘10，所述承载台11固定在所述中轴20远离所述壳体30的一端上，所述转盘10通过第二轴承12设置在所述承载台11上，所述转盘10以所述第二轴承12为轴绕所述承载台11的法向可旋转。

例如，所述承载台11可以通过一固定件13固定在所述中轴20上，从而当承载台11出现异常时，可以替换，以节省成本。

所述第二轴承12例如为压力轴承。

所述转盘10可以用于连接车辆的后座，由此在转弯时，转盘发生转动，可以降低转弯半径。

图8中与图1中相同标号的部件结构相同，可做参考，此处不进行详述。

本发明提供的摇摆机构主要适用在三轮车中。

综上所述，本发明提供的摇摆机构中，摇摆机构包括：中轴，壳体，第一轴承，平衡机构，探测器及处理器；所述平衡机构固定设置在所述壳体中，所述壳体套在所述中轴的一部分上，所述第一轴承连接所述壳体和所述中轴从而所述壳体围绕所述中轴可旋转；所述中轴具有一凹口，至少所述平衡机构的顶部设置在所述凹口中且所述平衡机构的顶部相对所述凹口的底部可移动；所述探测器实时探测所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，并探测所述摇摆机构的移动速度，所述处理器接收所述探测器探测的信息，并控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离。由此，通过处理器接收到探测器探测的距离信息和速度信息，进而控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，从而平衡机构限定壳体与所述中轴的相对转动范围，由此可以较好的改善三轮车辆(转弯时)平衡性差的缺陷，提高安全性能，提高驾驶体验。

进一步的，通过设置一承载台和一转盘，所述承载台固定在所述中轴远离所述壳体的一端上，所述转盘通过第二轴承设置在所述承载台上。可以在三轮车辆转弯时借助于转盘的旋转，有效降低转弯半径。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种摇摆机构，其特征在于，包括：

中轴，壳体，第一轴承，平衡机构，探测器及处理器；

所述平衡机构固定设置在所述壳体中，所述壳体套在所述中轴的一部分上，所述第一轴承连接所述壳体和所述中轴从而所述壳体围绕所述中轴可旋转；

所述中轴具有一凹口，至少所述平衡机构的顶部设置在所述凹口中且所述平衡机构的顶部相对所述凹口的底部可移动；

所述探测器实时探测所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离，并探测所述摇摆机构的移动速度，所述处理器接收所述探测器探测的信息，并控制所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部的距离。

2.如权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构还包括一承载台和一转盘，所述承载台固定在所述中轴远离所述壳体的一端上，所述转盘通过第二轴承设置在所述承载台上，所述转盘以所述第二轴承为轴相对所述承载台可旋转。

3.如权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间存在距离时，所述中轴绕所述中轴的轴线可旋转，或者所述平衡机构在所述壳体带动下绕所述中轴的轴线可旋转。

4.如权利要求3所述的摇摆机构，其特征在于，所述平衡机构的可旋转角度范围介于-45°～45°之间。

5.如权利要求4所述的摇摆机构，其特征在于，当所述摇摆机构的移动速度小于等于设定速度时，所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部紧密接触；当所述摇摆机构的移动速度大于设定速度时，在第一移动速度下所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间的间距大于等于在第二移动速度下所述平衡机构的顶部与所述凹口的底部之间的间距，所述第一移动速度大于所述第二移动速度。

6.如权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述平衡机构包括电机、转轴、从动块、第一连接件、支撑块及第二连接件，所述处理器与所述电机相连接，至少两个所述从动块设置在所述转轴上，所述电机带动所述转轴旋转从而至少两个所述从动块相互之间远离或靠近，每个所述从动块上固定设置有一个第一连接件，每个第一连接件上皆设置有第一轴，且所述第一轴穿过一个所述支撑块的一端，所述支撑块绕所述第一轴可旋转，所述第二连接件上设置有至少一个第二轴，且所述第二轴穿过至少一个所述支撑块的另一端，所述支撑块绕所述第二轴可旋转，所述平衡机构的顶部至少包括所述第二连接件的底面。

7.如权利要求6所述的摇摆机构，其特征在于，所述电机带动所述转轴旋转从而至少两个所述从动块相互之间远离或靠近，从而多个所述支撑块的一端相互之间远离或靠近，所述第二连接件的底面远离或靠近所述凹口的底部。

8.如权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述处理器为行车电脑。

9.如权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述探测器包括距离探测器，设置在所述中轴内所述凹口底部的中心。

10.如权利要求9中所述的摇摆机构，其特征在于，所述距离探测器的探测方向垂直所述平衡机构的顶部。