CN109107141B - 电动载具及电动载具操控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动载具及电动载具操控方法，电动载具包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元及微处理单元。承载体供使用者站立，自由轮单元及脚轮单元设置于承载体的相对两端，驱动单元设置于自由轮单元及脚轮单元的其中之一上且提供电动载具动力，第一角度感测单元设置在自由轮单元及承载体的其中之一上，第一角度感测单元侦测自由轮单元相对承载体的摆动状况以提供摆动信号；微处理单元信号连接驱动单元及第一角度感测单元，微处理单元分析摆动信号达到预设条件时启动驱动单元。借此使用者仅需要摆动自由轮单元即可开启动力。

Description

电动载具及电动载具操控方法

技术领域

本发明是有关于一种电动载具，且尤其是有关一种通过摆动来开启动力输出的电动载具及电动载具操控方法。

背景技术

滑板及蛇板广受现代年轻人的喜爱，尤其是蛇板，其具有前踏板、后踏板及连接前后踏板的扭力板，前踏板及后踏板可相对扭力板偏摆，因此通过使用者控制前踏板及后踏板反向摆动，而可形成蛇板前进的动力。

为了增加蛇板的使用性能，有业者在前踏板或后踏板上设置有马达及电池，电池提供电力给马达，而马达驱动前轮或后轮作动，进而可以提供蛇板电子动力。

然而，此种蛇板通常是利用踏板上的开关或是使用者无线遥控开启，在操作上仍有其不便利之处。

有鉴于此，如何有效改善蛇板等电动载具的操控结构以使其更方便操控，已成相关业者努力的目标。

发明内容

本发明提供一种电动载具及电动载具操控方法，通过电动载具的结构配置及微处理单元的分析，可以让使用者通过摆动自由轮单元来启动驱动单元提供动力。

依据本发明的一方面是提供一种电动载具，包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元、微处理单元及第二角度感测单元。承载体供使用者站立，自由轮单元设置于承载体的一端，脚轮单元设置于承载体的另一端，驱动单元设置于自由轮单元及脚轮单元的其中之一上且用以提供电动载具动力，第一角度感测单元设置在自由轮单元及承载体的其中之一上，第一角度感测单元用以侦测自由轮单元相对承载体的摆动状况以提供摆动信号；微处理单元信号连接驱动单元及第一角度感测单元；第二角度感测单元设置于脚轮单元且用以侦测脚轮单元相对承载体的摆动状况以提供转弯信号，微处理单元用以依据转弯信号判定所述电动载具正在转弯或直行，其中微处理单元分析摆动信号达到预设条件时，启动驱动单元。

借此，第一角度感测单元可提供摆动信号给微处理单元分析，驱动单元可在摆动信号达到预设条件时被启动，因此使用者仅需要摆动自由轮单元即可开启动力，增加操控方便性。

依据前述的电动载具，其中微处理单元可还包含蓝牙接收器，蓝牙接收器用以接收蓝牙信号以锁死驱动单元。或电动载具可还包含液晶显示单元，设置在承载体上且电性连接微处理单元。或电动载具可还包含声音提示单元，设置于承载体且电性连接微处理单元。

依据前述的电动载具，可还包含灯光显示单元，设置在承载体上且电性连接微处理单元。另外，电动载具可还包含载荷感测单元设置于承载体上且用以侦测承载体的载荷。

依据本发明的另一方面是提供一种电动载具操控方法，用以操控电动载具，电动载具包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元及微处理单元。自由轮单元及脚轮单元设置于承载体的相对两端，驱动单元设置于自由轮单元及脚轮单元的其中之一上且用以提供电动载具动力，第一角度感测单元设置于自由轮单元且信号连接微处理单元，电动载具操控方法包含站立于承载体上，以及操作动力启动作业，于电动载具直行时，摆动自由轮单元使第一角度感测单元发出摆动信号给微处理单元，以启动驱动单元。

依据前述的电动载具操控方法，其中站立于承载体上使电动载具的载荷感测单元感应载荷并发出载荷信号。或在动力启动作业中，电动载具的第二角度感测单元可侦测脚轮单元相对承载体的摆动状况以提供转弯信号，微处理单元依据转弯信号判定电动载具是否直行。电动载具操控方法可还包含操作速度切换作业，再次摆动自由轮单元以加大驱动单元的动力。或电动载具操控方法可还包含操作动力累积作业，再次摆动自由轮单元以累积驱动单元的启动时间。

依据本发明的再一方面是提供一种电动载具操控方法，用以操控电动载具，电动载具包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元及微处理单元，自由轮单元及脚轮单元设置于承载体的相对两端，驱动单元设置于自由轮单元及脚轮单元的其中之一上且用以提供电动载具动力，第一角度感测单元设置于自由轮单元且信号连接微处理单元，电动载具操控方法包含站立于承载体上；以及摆动自由轮单元使第一角度感测单元发出摆动信号给微处理单元，以控制驱动单元的动力启动、动力大小切换、或动力持续时间。

本发明与现有技术相比，具有使用者仅需要摆动自由轮单元即可开启动力的有益效果。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施方的式的一种电动载具的立体示意图；

图2A绘示图1的自由轮单元、第一角度感测单元及摆动信号的示意图；

图2B绘示图1的脚轮单元、第二角度感测单元及转弯信号的示意图；

图3绘示图1的电动载具的系统方块图；

图4绘示依照本发明另一实施方的式的一种电动载具操控方法的步骤流程图；以及

图5绘示依照本发明又一实施方的式的一种电动载具操控方法的步骤流程图；

图6绘示依照本发明再一实施方的式的一种电动载具的立体示意图；以及

图7绘示依照本发明又再一实施方的式的一种电动载具的立体示意图。

具体实施方式

以下将参照附图说明本发明的实施方式。为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，阅读者应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。

请参阅图1、图2A、图2B及图3，其中图1绘示依照本发明一实施方式的一种电动载具10的立体示意图，图2A绘示图1的自由轮单元130、第一角度感测单元150及摆动信号S1的示意图，图2B绘示图1的脚轮单元120、第二角度感测单元160及转弯信号S2的示意图，图3绘示图1的电动载具10的系统方块图。电动载具10包含承载体110、脚轮单元120、自由轮单元130、驱动单元140、第一角度感测单元150及微处理单元210。承载体110供使用者站立，自由轮单元130设置于承载体110的一端，脚轮单元120设置在承载体110的另一端，驱动单元140设置于自由轮单元130及脚轮单元120的其中之一上且用以提供电动载具10动力，第一角度感测单元150设置在自由轮单元130及承载体110的其中之一上，第一角度感测单元150用以侦测自由轮单元130相对承载体110的摆动状况以提供摆动信号S1；微处理单元210信号连接驱动单元140及第一角度感测单元150，其中微处理单元210分析摆动信号S1达到预设条件时，启动驱动单元140。

借此，第一角度感测单元150可提供摆动信号S1给微处理单元210分析，驱动单元140可在摆动信号S1达到预设条件时被启动，因此使用者仅需要摆动自由轮单元130即可开启动力，具有操控简单及方便的优势。后面将详述电动载具10的结构及作动方式。

电动载具10在本实施例中示例可为蛇板，自由轮单元130包含轮架131及轮子132，轮架131可枢转的设置在承载体110上而可以相对承载体110自由转动，轮子132则枢设于轮架131上，当轮架131转动时，轮子132的轴心和承载体110之间的夹角会变动。

本实施例中，脚轮单元120的结构和自由轮单元130类似，也就是说，脚轮单元120的轮轴心与承载体110的夹角也会变动。但在其他实施例中，脚轮单元120的轮轴心和承载体110之间的夹角也可以固定，不会随脚轮单元120的轮架转动而改变，不以上述为限。

驱动单元140包含轮毂马达，而轮毂马达可设置在自由轮单元130的轮子132内以直接驱动轮子132转动，在其他实施例中，驱动单元140也可以包含马达及连动模块，连动模块受马达驱动以连动轮子132转动，或驱动单元140也可以设置在脚轮单元120上，本发明包含上述内容但不以此为限。

第一角度感测单元150可为一磁性感测器而包含感应磁铁151及霍尔晶片152，霍尔晶片152设置于承载体110面对自由轮单元130的一侧，感应磁铁151设置在轮架131朝向承载体110的外表面且与霍尔晶片152相对。在其他实施例中，感应磁铁151及霍尔晶片152的位置可以互换，只要霍尔晶片152能对应到感应磁铁151以侦测摆动状况即可。

第一角度感测单元150所发出的摆动信号S1是一种脉波信号，当霍尔晶片152感应到感应磁铁151，信号会由低电平上升至高电平而产生脉波(或由高电平下降至低电平，依霍尔晶片152的规格而定)，也就是说，当自由轮单元130在一段时间内连续摆动时，摆动信号S1会产生数个连续脉波，因此微处理单元210在接收到摆动信号S1后，可以根据脉波的生成数量或时间来判定自由轮单元130的偏摆状况，确定其达预设条件时再启动驱动单元140。例如，预设条件为电动载具10的车速低于每小时4公里时，偏摆速度(一秒内脉波的生成数量)要达到每秒2次，因此只要微处理单元210接收分析摆动信号S1达上述的预设条件，就会启动驱动单元140。在其他实施例中，预设条件也可以是电动载具10的车速高于每小时4公里时，偏摆速度要达到每秒1次；或是计算脉波变动持续的秒数来当作判定基准，例如预设条件是电动载具10的车速低于每小时4公里时，需连续4秒都有脉波产生，又或者预设条件是电动载具10的车速高于每小时4公里时，需连续2秒都有脉波产生，本发明的预设条件可包含上述内容但不限于此。

电动载具10可还包含第二角度感测单元160，第二角度感测单元160设置于脚轮单元120且用以侦测脚轮单元120相对承载体110的摆动状况以提供转弯信号S2，微处理单元210用以依据转弯信号S2判定电动载具10正在转弯或直行。第二角度感测单元160可以用来侦测脚轮单元120相对承载体110的摆动状况，且第二角度感测单元160的结构和第一角度感测单元150相同，转弯信号S2的生成原理也和摆动信号S1的生成原理相同。因此，微处理单元210在收到转弯信号S2后，可以根据脉波的生成数量或时间来判定电动载具10的行进状况。

由于每个使用者转弯时的偏摆角度不固定，且电动载具10在直线前进时也可以利用脚轮单元120的角度偏摆实现，因此很难设计出最佳的偏摆角度。为了改善此问题，可以使微处理单元210包含一个计时器，如信号为低电平时，计时器开始启动，反之则归零，而当计时器时间超过一定值才判定为转弯，此一定值可设定为0.5秒。

在其他实施例中，第一角度感测单元150或第二角度感测单元160也可以包含光遮断器或磁簧开关，只要可以在脚轮单元120或自由轮单元130相对承载体110摆动时，改变信号电平而使得微处理单元210可以分析取得脚轮单元120或自由轮单元130的摆动状况即可，但本发明不以上述内容为限。

在本实施例中，电动载具10可还包含液晶显示单元190设置在承载体110上且电性连接微处理单元210，液晶显示单元190可显示电动载具10的车速、骑乘里程等信息，也可以显示微处理单元210所计算得到的自由轮单元130的偏摆状态。

电动载具10可还包含声音提示单元180设置于承载体110且电性连接微处理单元210，声音提示单元180可以是蜂鸣器，其可用来提示使用者的车速是否过快、异常警告、防盗(防盗情况下有侦测到角度感测信号变化或轮子旋转)、系统状态等。

电动载具10可还包含灯光显示单元170，设置在承载体110上且电性连接微处理单元210，灯光显示单元170可以包含数个LED排列成一条状且镶在承载体110的侧边，通过微处理单元210可启闭各LED。

电动载具10可还包含载荷感测单元200设置于承载体110上且用以侦测承载体110的载荷，载荷感测单元200信号连接微处理单元210，当使用者站立于承载体110时，载荷感测单元200侦测到重量，若此重量持续被侦测到的时间到达到一定秒数，即认定使用者站稳于承载体110上。在此配置下，载荷感测单元200可作为辅助的安全感测，例如在驱动单元140持续输出推动电动载具10行进状态下，载荷感测单元200可侦侧使用者是否仍在使用中，因为当自由轮单元130回正后，使用者不会摆动自由轮单元130，故无法判断使用者是否站稳，故若使用者跳车，则载荷感测单元200检测到承载体110无载荷时，微处理单元210会自动停止驱动单元140的输出，以避免发生危险。

又微处理单元210可还包含蓝牙接收器，蓝牙接收器用以接收蓝牙信号以锁死驱动单元140。蓝牙信号可由手机发出，通过手机发出的蓝牙信号可以锁死驱动单元140或解锁驱动单元140，当驱动单元140被锁死时，代表驱动单元140在被解锁前无法被任何操作方式开启。

请参照图4，并请参阅图1、图2A、图2B及图3，其中图4绘示依照本发明另一实施方式的一种电动载具操控方法30的步骤流程图。电动载具操控方法30包含步骤31、步骤32及步骤33。

在步骤31中，使用者站立于承载体110上。而站立于承载体110上可使电动载具10的载荷感测单元200感应载荷以发出载荷信号，载荷信号被微处理单元210接收，且微处理单元210可以分析载荷信号来确认使用者是否站稳。

在步骤32中，操作动力启动作业，在电动载具10直行时，摆动自由轮单元130使第一角度感测单元150发出摆动信号S1给微处理单元210，以启动驱动单元140。如上面所述，通过微处理单元210分析转弯信号S2可判定电动载具10是否直行，而通过微处理单元210分析摆动信号S1可以判定摆动信号S1是否达预设条件，若直行且达预设条件则启动驱动单元140。

借此，使用者仅需要站立于承载体110上，通过脚部的摆动控制自由轮单元130偏摆，即可以开启驱动单元140，操作上非常方便。在此要特别说明的是，驱动单元140需在确认电动载具10直行及摆动信号S1达预设条件时，驱动单元140才可以被允许启动。

而在步骤33中，可操作速度切换作业，再次摆动自由轮单元130以加大驱动单元140的动力。还详细的说，当使用者操作动力启动作业使驱动单元140启动后，还可以通过再次的摆动动作来改变驱动单元140的输出动力。例如驱动单元140的动力为弱、中、强三级循环回圈切换，通过使用者不断的再次摆动自由轮单元130可以切换驱动单元140的动力。而切换时可配合灯光显示单元170的渐变显示(LED所亮颗数)或声音提示单元180的渐升音阶声响来提示使用者，让使用者可于摆动自由轮单元130时明确调整到想要的输出动力比。

请参照图5，并请参阅图1、图2A、图2B及图3，其中图5绘示依照本发明又一实施方式的一种电动载具操控方法30a的步骤流程图。电动载具操控方法30a包含步骤31a、步骤32a及步骤33a。

步骤31a、步骤32a和图4的步骤31、步骤32类似，而在步骤33a中，操作动力累积作业，再次摆动自由轮单元130以累积驱动单元140的启动时间。也就是说，驱动单元140并非启动之后会一直保持输出状态，而是通过不断的摆动自由轮单元130以累积驱动单元140的输出秒数。例如每摆动一次累积2秒的动力输出时间，通过灯光显示单元170的渐变显示(LED所亮颗数)或声音提示单元180的渐升音阶声响来提示使用者目前的时间累积量，使用者可于累积到想要的动力输出秒数时，待马达轮回正后输出累积时间的马达助力。

需特别注意的是，上述的使用者摆动皆需使摆动信号S1达到预设条件，才会被判定为有作用的摆动，否则会被认定为仅是一般电动载具10在行进时的小摆动而已。

电动载具操控方法30可作为电动载具10在一般道路上行驶的使用模式，其给予使用者稳定的推进力，再根据上下坡或道路状况需求来变更输出动力的大小。而电动载具操控方法30a可作为电动载具10于竸赛时的使用模式，当偏摆自由轮单元130的动速度快且累积的输出秒数高时，即能提供更长时间的推动助力以确保领先，此种模式比起持续的助力输出更具有乐趣性，能在群体间不断竞赛推广而有助于形成流行风气，而且可以让不同年纪的使用者一同竞赛，也能达到自身运动的效果。

另外，当电动载具10具有多种动力控制选项时，电动载具操控方法可以包含站立于承载体110上；以及摆动自由轮单元130使第一角度感测单元150发出摆动信号S1给微处理单元210，以控制驱动单元140的动力启动、动力大小切换、或动力持续时间。借此，使用者仅需通过脚部的摆动，即可以控制多种动力输出模式。

请参阅图6，其中图6绘示依照本发明再一实施方式的一种电动载具10a的立体示意图。电动载具10a是一个单轮滑板车，脚轮单元120a设置在承载体110a的前端，自由轮单元130a设置在承载体110a的后端，且驱动单元140a设置在自由轮单元130a上。本实施例中，脚轮单元120a是固定轮而无法相对承载体110a偏摆。其他的结构及操控方法皆和上述图1至图5所述相同。

请参阅图7，其中图7绘示依照本发明再一实施方式的一种电动载具10b的立体示意图。电动载具10b是一个双轮滑板车，脚轮单元120b设置在承载体110b的前端，自由轮单元130b的数量为二个且设置在承载体110b的后端，而驱动单元140b的数量也为二个且分别设置在各自由轮单元130b上。本实施例中，脚轮单元120b是固定轮而无法相对承载体110b偏摆，至少第一角度感测单元是设置于其中一个自由轮单元130b上以侦测偏摆的状况，由于两自由轮单元130b随使用者的体重重心同向偏摆，故偏摆方向是一致的，是以可以仅需第一角度感测单元设置于其中一个自由轮单元130b即可，当然，在其他实施例中也可以包含二个第一角度感测单元分别设置于各自由轮单元130b上，而其他的结构及操控方法皆和上述图1至图5所述相同。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的还动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种电动载具，其特征在于，包含：

承载体，供使用者站立；

自由轮单元，设置于所述承载体的一端；

脚轮单元，设置在所述承载体的另一端；

驱动单元，设置于所述自由轮单元及所述脚轮单元的其中之一上且用以提供所述电动载具动力；

第一角度感测单元，设置在所述自由轮单元及所述承载体的其中之一上，所述第一角度感测单元用以侦测所述自由轮单元相对所述承载体的摆动状况以提供摆动信号；

微处理单元，信号连接所述驱动单元及所述第一角度感测单元；以及

第二角度感测单元，设置于所述脚轮单元且用以侦测所述脚轮单元相对所述承载体的摆动状况以提供转弯信号，所述微处理单元用以依据所述转弯信号判定所述电动载具正在转弯或直行；

其中所述微处理单元分析所述摆动信号达到预设条件时，启动所述驱动单元。

2.如权利要求1所述的电动载具，其特征在于，所述微处理单元还包含蓝牙接收器，所述蓝牙接收器用以接收蓝牙信号以锁死所述驱动单元。

3.如权利要求1所述的电动载具，其特征在于，还包含液晶显示单元，设置在所述承载体上且电性连接所述微处理单元。

4.如权利要求1所述的电动载具，其特征在于，还包含声音提示单元，设置于所述承载体且电性连接所述微处理单元。

5.如权利要求1所述的电动载具，其特征在于，还包含灯光显示单元，设置在所述承载体上且电性连接所述微处理单元。

6.如权利要求1所述的电动载具，其特征在于，还包含载荷感测单元，设置于所述承载体上且用以侦测所述承载体的载荷。

7.一种电动载具操控方法，用以操控电动载具，其特征在于，所述电动载具包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元及微处理单元，所述自由轮单元及所述脚轮单元设置于所述承载体的相对两端，所述驱动单元设置于所述自由轮单元及所述脚轮单元的其中之一上且用以提供所述电动载具动力，所述第一角度感测单元设置于所述自由轮单元且信号连接所述微处理单元，所述电动载具操控方法包含：

站立于所述承载体上；以及

操作动力启动作业，在所述电动载具直行时，摆动所述自由轮单元使所述第一角度感测单元发出摆动信号给所述微处理单元，以启动所述驱动单元。

8.如权利要求7所述的电动载具操控方法，其特征在于，在所述动力启动作业中，所述电动载具的第二角度感测单元侦测所述脚轮单元相对所述承载体的摆动状况以提供转弯信号，所述微处理单元依据所述转弯信号判定所述电动载具是否直行。

9.如权利要求7所述的电动载具操控方法，其特征在于，其中站立于所述承载体使所述电动载具的载荷感测单元感应载荷并发出载荷信号。

10.如权利要求7所述的电动载具操控方法，其特征在于，还包含操作速度切换作业，再次摆动所述自由轮单元以加大所述驱动单元的动力。

11.如权利要求7所述的电动载具操控方法，其特征在于，还包含操作动力累积作业，再次摆动所述自由轮单元以累积所述驱动单元的启动时间。

12.一种电动载具操控方法，用以操控电动载具，其特征在于，所述电动载具包含承载体、自由轮单元、脚轮单元、驱动单元、第一角度感测单元及微处理单元，所述自由轮单元及所述脚轮单元设置于所述承载体的相对两端，所述驱动单元设置于所述自由轮单元及所述脚轮单元的其中之一上且用以提供所述电动载具动力，所述第一角度感测单元设置于所述自由轮单元且信号连接所述微处理单元，所述电动载具操控方法包含：

站立于所述承载体上；以及

摆动所述自由轮单元使所述第一角度感测单元发出摆动信号给所述微处理单元，以控制所述驱动单元的动力启动、动力大小切换或动力持续时间。

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