CN108837487A - 一种电动代步轮滑踏板 - Google Patents

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杨志勇
何丽辉
张丽丽
郭明华
孙宗旺
孙佳宝
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Abstract

一种电动代步轮滑踏板，包括轮子，底板、传动轴，底板前端上面设置有控制装置，底板下面前后间隔设置传动轴，轮子通过轮毂电机与传动轴连接后设置在底板两侧，腿箍设置在两个传动轴之间的底板上面。本发明的有益效果：采用滑行启动方式，支撑式停止，简化硬件、提高启动平顺性与可操控性，轮子设置在底板两侧，确保底板离地高度小于轮子直径，降低电动轮滑踏板的整体高度，使重心降低，易于操控，提高安全性。底板上设置有绑带与腿箍，采用两级连接方式，加强使用者的鞋和腿与滑板运动过程中的一致性。使用方便、环保节能，健康安全。

Description

一种电动代步轮滑踏板
技术领域
本发明涉及一种出行工具，尤其涉及一种电动代步轮滑踏板。
背景技术
随着城市的发展以及人们生活水平的不断提高，私家车数量持续增长，城市交通系统面临的压力越来越大，堵车、停车难等问题给人们带来很多困扰，迫切需要提供更多低碳、环保的出行方式，以缓解城市交通压力，同时满足人们对生活品质和健康方面的追求。伴随着锂电池能量密度的提高、电驱系统的成熟，基于锂电池-电机系统的新型出行代步工具有着广阔的前景。
目前电动轮滑系统主要分为单脚、双脚，单排轮、双排轮，有遥控器、无遥控器等几类。系统多采用陀螺仪控制方向，采用电机控制系统控制电机，电机多为轮毂电机，主要的问题如下：
a.单排轮系统需要较高的平衡技巧，且需要具有一定的初速度，才能保持平衡，对使用者的要求较高。
b.双脚系统由于两只脚均有轮子，遇到紧急情况，减速刹车较困难，存在安全性风险。
c.遥控器控制需要手脚配合使用，速度变化大，过度不平稳，手控调节程度不易掌握，系统复杂。
d.速度较高，自行车达到35km/h时，骑车人往往会有恐惧心理，而一些电动滑板的时速竟然高达40km/h。高速带来安全性危害的同时，也增加了惯性，特别是停止的时候。
e.辅助功能如充电、折叠轮、双用途轮子等增加了系统的复杂性，降低了主要功能，即电动代步。提高了系统的成本，增加了故障几率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明技术方案如下：
一种电动代步轮滑踏板，包括轮子，底板、传动轴，底板前端上面设置有控制装置，底板下面前后间隔设置传动轴，轮子通过轮毂电机与传动轴连接后设置在底板两侧，腿箍设置在两个传动轴之间的底板上面。
腿箍上设置有电源插槽。
控制装置通过设置在底板内的导线分别与电源插槽和轮毂电机相连接。
松紧扎带设置在两个传动轴之间的底板上面。
底板距离地面的高度小于轮子的直径。
控制装置包括升压逆变器和电控系统。
一种电动代步轮滑踏板以电池或储能装置为能源，以低速、大扭矩轮毂电机为驱动装置，采用碳纤维材料作为底板增强减重，采用单脚双排轮子为主要形式，利用人体重心偏转控制方向。
本发明的有益效果：采用滑行启动方式，支撑式停止，简化硬件、提高启动平顺性与可操控性，轮子设置在底板两侧，确保底板离地高度小于轮子直径，降低电动轮滑踏板的整体高度，使重心降低，易于操控，提高安全性。底板上设置有绑带与腿箍，采用两级连接方式，加强使用者的鞋和腿与滑板运动过程中的一致性。使用方便、环保节能，健康安全。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明松紧扎带与鞋连接部分侧视图；
图3为本发明带有腿箍侧视图；
图4为本发明滑动启动原理图；
图5为本发明轮毂电机示意图；
图6为本发明的控制流程框图；
图中，1、控制装置，2、轮子，3、底板，4、传动轴，5、轮毂电机，6、松紧扎带，7、腿箍，8、电源插槽。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示，底板3采用碳纤维材料，控制系统1设置在底板3前端上面，与鞋不产生干涉，轮子2通过轮毂电机5与传动轴4连接后设置在底板3两侧，为了降低整体离地高度，增加稳定性与安全性，轮子3采用宽接触面轮子，并使底板3紧贴传动轴4，底板3距离地面的高度小于轮子2的直径。
实施例2
如图2和图3所示，电动代步轮滑踏板与鞋之间的连接决定着电动代步系统的便捷性与安全性，底板3板与鞋采用两级连接固定，第一级为通过松紧扎带6实现底板3与鞋之间的连接，松紧扎带6与底板3采用螺丝硬固定，为硬卡扣式连接；第二级通过采用塑胶材质的腿箍7与腿固定，腿箍7上设置有三个电源卡槽，可根据不同需求配置电池或储能装置数量，以调整续航里程。
实施例3
如图5所示，轮毂电机5的型号为JST70，其额定电压12V，额定功率50-130w，直径70mm，宽度52mm，空载转速1600rpm。
实施例4
如图2所示，控制装置1包括升压逆变器和电控系统，升压逆变器对从电源插槽8输入的直流电转换为交流电，并进行升压，再供给到轮毂电机5；电控系统型号为E-TECH50，主要功能是控制轮毂电机5，在未滑行或速度不够的情况下，电机因启动扭矩不足而不旋转；在满足启动扭矩状态下启动，同时控制转速及扭矩，确保速度在一定范围内（4-7km/h）。
实施例5
如图4所示，启动时，在停止状态下，使用者站立于电动代步轮滑踏板上，重力作用于地面，由于速度v=0，轮子与地面为静态摩擦力f，启动转矩M=f×R。当使用者利用另一只脚为支撑，向前滑动，产生初速度V>0，轮子与地面为滑动摩擦力fv，启动转矩Mv=fv×R。
由于静摩擦系统越大于动态摩擦系统，因此fv< f，则有Mv<M，故可以通过调整轮毂电机5启动转矩，进而实现滑动式启动。
实施例6
运行时，由于电动代步轮滑踏板主要目的是低速代步，因此，运行速度控制在7km/h以内。为恒扭矩输出，当出现上坡时，速度随之降低；下坡时，速度相应提高。当右脚与电动代步轮滑踏板连接，左脚与地面不接触，在底板3后端预留有相应的位置，可以将左脚置于底板3后端相应位置上。
实施例7
停止时，左脚与地面接触，同时抬起右脚，使轮子2与地面不接触，进行空转。右脚上翘，脚跟着地，强行下压，将轮子2转速降低，当其转速低于门限值时，轮毂电机5自动停止。
实施例8
转弯时，当转弯半径足够大，可通过身体倾斜，改变重心，从而改变行进方向。当转弯半径小时，需要利用支撑脚停止，再改变驱动轮的方向，重新前进。
主要技术指标如下：
1.速度：最大速度为7km/h，平均速度为5km/h；
2.行驶里程：小于等于5km；
3.质量：小于等于2kg，电池质量另计；
4.离地高度：30mm；
5.停止距离：小于0.2m。

Claims (6)

1.一种电动代步轮滑踏板，包括轮子（2），底板（3）、传动轴（4），其特征在于底板(3)前端上面设置有控制装置（1），底板(3)下面前后间隔设置传动轴（4），轮子（2）通过轮毂电机（5）与传动轴（4）连接后设置在底板（3）两侧，腿箍（7）设置在两个传动轴（4）之间的底板（3）上面。
2.根据权利要求1所述的一种电动代步轮滑踏板，其特征在于腿箍（7）上设置有电源插槽（8）。
3.根据权利要求1-2所述的一种电动代步轮滑踏板，其特征在于控制装置（1）通过设置在底板（3）内的导线分别与电源插槽（8）和轮毂电机（5）相连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动代步轮滑踏板，其特征在于松紧扎带（6）设置在两个传动轴（4）之间的底板（3）上面。
5.根据权利要求1所述的一种电动代步轮滑踏板，其特征在于底板（3）距离地面的高度小于轮子（2）的直径。
6.根据权利要求1所述的一种电动代步轮滑踏板，其特征在于控制装置（1）包括升压逆变器和电控系统。
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