CN109436161A - 非对称式人体工程电动平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非对称式人体工程电动平衡车，包括平衡车本体、支撑架及驱动机构，其与已有的平衡车相比其显著特征在于：平衡车本体为一个整体结构，其左、右两端是非对称性设置的，其区分为带有支撑架的一端为上车端，不带支撑架的另一端为下车端，该整体结构的平衡车本体不会互为转动。支撑架具有收容到平衡车本体底部的收纳位及支撑到地面上的支撑位，支撑架安装在驱动机构上，所述驱动机构用于提供作用力，使得所述支撑架在所述收纳位与所述支撑位之间进行切换。本发明通过支撑架和驱动机构的设置，使得用户能够稳定的上下车，即使是初学者或是平衡感较差者也能容易、安全使用，降低安全事故的发生。

Description

非对称式人体工程电动平衡车

技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，具体涉及一种非对称式人体工程电动平衡车。

背景技术

平衡车是利用动态平衡原理控制前进及后退的高科技智能产品，随着身体的倾斜，可以随心所欲地控制行驶速度及前进方向。其运作原理建立在“动态稳定”的基本原理上，以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡效果。平衡车在民用及警用等方面已收到广泛使用。

现有技术中的平衡车一般为左右对称结构，左右两部分通过一转动的轴进行连接，左右两边的车轮分别以左右两边的踏板进行控制，这种结构形式的平衡车，在实际使用中，比如原地转弯时，很容易出现两个车轮一个向前(前倾)、一个向后(后倾)高速打转失控，有很大的潜在安全隐患。

另外，在现实生活中人的脚分支撑脚和功能脚。支撑脚负责重心平衡性，功能脚则是完成非常规的技巧动作。不同的人支撑脚和功能脚是不同的，也就是说两只脚的平衡性也是不同的。例如，足球运动中的右脚球员擅长用右脚控球，则该右脚功能脚，那么他的左脚则是支撑脚，负责重力平衡；相对应的，左脚运动员则是擅长左脚控球，右脚作为支撑脚来提供重力平衡。现有的平衡车的上述左右对称结构，在使用平衡车上车的时候，一般是支撑脚提供踩地的平衡，用功能脚上车，在支撑脚提起未踏上另外一边踏板时，而功能脚的平衡性较差不能很好的保持平衡性，对于初学者或平衡感不好的使用者既不便利，也容易摔跤，甚至造成安全事故，这样不符合人体工程，导致平衡车使用非常不便利，也不安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种非对称式人体工程电动平衡车，用于解决现有技术中的平衡车容易发生安全事故的问题。

为此，根据本发明的实施例，该非对称式人体工程电动平衡车包括：

平衡车本体，所述平衡车本体包括一个整体结构的车架，该车架包括内部受力承重的金属骨架、外层塑胶外壳以及设置于车架两端的控制踏板和与控制踏板对应设置并位于车架两端的车轮，该车架还包括主控板以及传感器控制部件，所述主控板及所述传感器控制部件固定在所述金属骨架上或塑胶外壳内侧，所述车架的一端为上车端，另一端为下车端；

支撑架，所述支撑架活动安装在所述上车端，且所述支撑架具有收容到所述平衡车本体底部的收纳位及支撑到地面上的支撑位；及

驱动机构，所述支撑架安装在所述驱动机构上，所述驱动机构用于提供作用力，使得所述支撑架在所述收纳位与所述支撑位之间进行切换。

本发明将上车端和下车端明显区分开，带支撑架的这一端是上车端，不带支撑架的那端是下车端。开机后，上车端的支撑架打开，固定住平衡车，上车时，一只脚先踩上车端上车，由于支撑架的固定作用，即使毫无经验的新手或平衡感较差的使用者也不会出现失衡更安全，当第二只脚踩上另外一端(下车端)时，平衡车保持平衡同时收纳支撑架，使用者开始骑行平衡车；下车时，从下车端下车，抬起这端的脚，这时上车端的支撑架打开，固定住平衡车防止失去平衡感，下车的脚着地后，再从上车端放下另外一只脚，整个过程稳定、安全、容易。在关机时，支撑架则收纳入平衡车本体内。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述平衡车本体的底部具有收纳腔，当所述支撑架处于收纳位时，其收容在所述收纳腔内。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述支撑架为上端大而下端小的板状结构。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，还包括转轴，所述支撑架转动安装在所述转轴上。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述驱动机构包括内置于所述平衡车本体内的电机，所述电机与所述支撑架相连，用于驱使所述支撑架绕着所述转轴转动。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，在所述电机与所述支撑架之间还设有第一弹性件。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述驱动机构包括固定设置的电磁铁及设置在所述支撑架上的永磁铁，所述电磁铁用于与所述永磁铁之间产生吸力或斥力而使得所述支撑架绕着所述转轴转动。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述驱动机构包括推杆及设置在推杆上的楔形块，所述支撑架具有与所述楔形块配合的限位槽。

作为所述非对称式人体工程电动平衡车的进一步可选方案，所述驱动机构还包括卡柱及第二弹性件，所述卡柱用于限定所述推杆的位置，所述第二弹性件用于提供所述推杆复位的动力。

本发明的有益效果：

依据以上实施例中的非对称式人体工程电动平衡车，由于在平衡车本体的一端设有支撑架，这样使得整个平衡车呈现出不对称的状态，同时由于支撑架在驱动机构的作用能够在收纳位与支撑位之间进行切换，这样可以通过将支撑架支撑在地面的作用来实现对平衡车的稳定支撑，即使是初学者或是平衡感较差者也能容易、安全使用，从而使得使用者能够稳定的上下车，降低安全事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的俯视图；

图2示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的支撑架处于收纳位时的侧视图；

图3示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的支撑架处于支撑位时的侧视图；

图4示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的支撑架处于收纳位时的主视图；

图5示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的支撑架处于支撑位时的主视图；

图6示出了根据本发明实施例一所提供的非对称式人体工程电动平衡车的驱动机构与支撑架的作用关系图；

图7示出了根据本发明实施例二所提供的非对称式人体工程电动平衡车的驱动机构与支撑架的作用关系图；

图8示出了根据本发明实施例三所提供的非对称式人体工程电动平衡车的驱动机构与支撑架的作用关系图。

主要元件符号说明：

100-平衡车本体；200-支撑架；300-驱动机构；400-转轴；110-车架；120-车轮；310-电机；320-第一弹性件；330-电磁铁；340-永磁铁；350-推杆；360-楔形块；370-卡柱；380-第二弹性件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例一提供了一种非对称式人体工程电动平衡车。

请参考图1-6，该非对称式人体工程电动平衡车包括平衡车本体100、支撑架200及驱动机构300。

其中，平衡车本体100可采用现有技术中的任意一种造型的平衡车，其主要为使用者提供一个站立位及带动使用者移动，为此在本发明实施方式中的平衡车本体100至少具有左右两个控制踏板，该左右两个控制踏板一方面供使用者站立，另一方面便于使用者控制平衡车的速度及转向等。

在某些实施方式中，平衡车本体100包括一个整体结构的车架110，该车架110包括内部受力承重的金属骨架、外层塑胶外壳以及设置于车架110两端的控制踏板和与控制踏板对应设置并位于车架110两端的车轮120，该车架110还包括主控板以及传感器控制部件，主控板及传感器控制部件固定在金属骨架上或塑胶外壳内侧，车架110的一端为上车端，另一端为下车端。

由于两个控制踏板设置在一个整体的车架110上，中间没有连接装置或结构。普通平衡车可转动—产生一个朝前一个朝后的倾斜，而导致的高速打转，引发生安全事故，而本发明左右控制踏板朝同一个方向，左右控制踏板的倾斜度一样，避免了这个安全隐患。

支撑架200活动安装在平衡车本体100的一端，且支撑架200具有收容到平衡车本体100底部的收纳位及支撑到地面上的支撑位。驱动机构300用于提供作用力，使得支撑架200在收纳位与支撑位之间进行切换。

如此，由于在平衡车本体100的一端设有支撑架200，这样使得整个平衡车呈现出不对称的状态，同时由于支撑架200在驱动机构300的作用能够在收纳位与支撑位之间进行切换，这样可以通过将支撑架200支撑在地面的作用来实现对平衡车的稳定支撑，即使是初学者或是平衡感较差者也能容易、安全使用，从而使得使用者能够稳定的上下车，降低安全事故的发生。

另外，车架110的一端为上车端，另一端为下车端，支撑架200安装在车架110上车端。

本发明将车架110的两端设置成不一样，具体体现在一端为上车端，另一端为下车端，支撑架200设置在上车端。开机后，上车端的支撑架200打开切换到支撑位，固定住平衡车，上车时，一只脚先踩上上车端而上车，由于支撑架200的固定作用，即使毫无经验的新手或平衡感较差的使用者也不会出现失衡更安全，当第二只脚踩上另外一端(下车端)时，平衡车保持平衡同时收纳支撑架200，使用者开始骑行平衡车。

下车时，从下车端下车，抬起这端的脚，这时上车端的支撑架200打开，固定住平衡车防止失去平衡感，下车的脚着地后，再从上车端放下另外一只脚，整个过程稳定、安全、容易。在关机时，支撑架200再收纳入车架110内。

具体而言，在使用者登上平衡车本体100之前，先控制支撑架200处于支撑位，此时支撑架200支撑在地面上，使用者可以稳定的登上平衡车，而不用担心跌倒等安全事故的发生，当使用者的双脚都登上平衡车本体100后，通过左右两侧控制踏板的重量感应可以产生一个信号，该信号可以传递到平衡车的控制系统，最终控制支撑架200切换到收纳位；在下车之前，当使用者的一只脚脱离开平衡车时，通过左右两侧控制踏板的重量感应，又会产生一个信号，该信号可以传递到平衡车的控制系统，最终控制支撑架200切换到支撑位，以方便使用者稳定的下车，待另一只脚也脱离开平衡车本体100后，支撑架200再次回复到收纳位。

该控制系统功能的实现可以依靠继电器加单片机的方式来实现，在现有技术中已有成熟应用，在本文中不作详细介绍。

在某些实施方式中，可在平衡车本体100的底部设置收纳腔，当支撑架200处于收纳位时，其收容在收纳腔内，这样可在一定程度上提高整个平衡车的外观效果。

另一方面，为了提高支撑架200处于支撑位时，支撑架200能够具有足够的支撑力，以确保整个平衡车的平稳性，支撑架200可构造成上端大而下端小的板状结构，这样不仅使得支撑架200具有足够的结构强度，而且还可以提高其与地面的接触面积，从而提高支撑效果。

当然，在其它实施方式中，支撑架200也可以被构造成其它形状、构造，本文对此不作限定。

请继续参考图6，在本发明实施方式中，为了实现支撑架200在收纳位与支撑位之间的切换，在平衡车本体100上设置有转轴400，支撑架200转动安装在该转轴400上，此时支撑架200通过绕着转轴400的转动而实现其位置的切换，而驱动机构300则用于提供使支撑架200进行位置切换的作用力。

在本发明实施方式中，驱动机构300包括电机310，该电机310与支撑架200相连，用于驱使支撑架200绕着转轴400转动。电机310的控制则可依靠前文中的单片机或者其它方式实现。

进一步的，在电机310与支撑架200之间还设有第一弹性件320，该第一弹性件320作为电机310与支撑架200的中间过渡件，可以起到缓冲的作用，避免由于电机310的作用力过大而造成支撑架200与平衡车本体100的碰撞而损伤支撑架200或者平衡车本体100。

当然，在它实施方式中，电机310也可以由气缸或者液压缸等替代。

实施例二

本实施例二也提供了一种非对称式人体工程电动平衡车。

请参考图1-6及图7，该非对称式人体工程电动平衡车包括平衡车本体100、支撑架200及驱动机构300。

本实施例二与实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于驱动机构300。平衡车本体100、支撑架200在实施例一中有详细介绍，在此不再赘述。本实施例二将着重介绍另一种不同的驱动机构300。

请参考图7，在本实施例中，驱动机构300包括固定设置的电磁铁330及设置在支撑架200上的永磁铁340，电磁铁330用于与永磁铁340之间产生吸力或斥力而使得支撑架200绕着转轴400转动。

当沿图7方向给电磁铁330通电时，电磁铁330与永磁铁340之间将会产生斥力，使得永磁铁340远离电磁铁330，而永磁铁340是安装在支撑架200上的，支撑架200又是安装在转轴400上的，这样就会最终使得支撑架200从收纳位切换到支撑位。

反之，当给电磁铁330反向通电时，电磁铁330与永磁铁340之间会产生吸力，最终使得支撑架200从支撑位切换到收纳位。

实施例三

本实施例三也提供了一种非对称式人体工程电动平衡车。

请参考图1-6及图8，该非对称式人体工程电动平衡车包括平衡车本体100、支撑架200及驱动机构300。

本实施例三与实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于驱动机构300。平衡车本体100、支撑架200在实施例一中有详细介绍，在此不再赘述。本实施例三将着重介绍又一种不同的驱动机构300。

请参考图8，在本实施例中，驱动机构300包括推杆及设置在推杆350上的楔形块360，支撑架200具有与楔形块360配合的限位槽(图中未示出)，同时该楔形块360能也仅能沿着限位槽而移动。

在推动推杆350的过程中(沿A方向)，楔形块360在限位槽中移动，楔形块360逐步挤压支撑架200，使得支撑架200从收纳位切换到支撑位。

当反向拉扯推杆350时(沿B方向)，楔形块360又会反向移动而逐步释放掉对支撑架200的挤压力，使得支撑架200回复到收纳位。

在某些实施方式中，驱动机构300还包括卡柱370及第二弹性件380，卡柱370用于限定推杆350的位置，第二弹性件380用于提供推杆350复位的动力，使得支撑架200切换到收纳位的过程可自发完成。

具体而言，当支撑架200处于支撑位时，卡柱370刚好卡住推杆350，以保证支撑架200处于支撑位的稳定性，当需要收起支撑架200时，只需控制卡柱370释放，此时推杆350在第二弹性件380的作用下即可自发的切换到收纳位。

通过以上对本发明各实施方式的描述可知，本发明至少具备如下的技术效果：

1、由于支撑架及驱动机构的设置能够提高平衡车使用的稳定性，能够防止诸如跌倒等安全事故的发生；

2、由于车架的整体化结构，在转弯，特别是原地转圈时，车架是同一个整体，倾斜的方向一致，脚误踩或力量控制失误，方向变化也是一致的，不会出现速度失控。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，包括：

平衡车本体，所述平衡车本体包括一个整体结构的车架，该车架包括内部受力承重的金属骨架、外层塑胶外壳以及设置于车架两端的控制踏板和与控制踏板对应设置并位于车架两端的车轮，该车架还包括主控板以及传感器控制部件，所述主控板及所述传感器控制部件固定在所述金属骨架上或塑胶外壳内侧，所述车架的一端为上车端，另一端为下车端；

支撑架，所述支撑架活动安装在所述上车端，且所述支撑架具有收容到所述平衡车本体底部的收纳位及支撑到地面上的支撑位；及

驱动机构，所述支撑架安装在所述驱动机构上，所述驱动机构用于提供作用力，使得所述支撑架在所述收纳位与所述支撑位之间进行切换。

2.如权利要求1所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述平衡车本体的底部具有收纳腔，当所述支撑架处于收纳位时，其收容在所述收纳腔内。

3.如权利要求1所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述支撑架为上端大而下端小的板状结构。

4.如权利要求1所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，还包括转轴，所述支撑架转动安装在所述转轴上。

5.如权利要求4所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述驱动机构包括内置于所述平衡车本体内的电机，所述电机与所述支撑架相连，用于驱使所述支撑架绕着所述转轴转动。

6.如权利要求5所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，在所述电机与所述支撑架之间还设有第一弹性件。

7.如权利要求4所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述驱动机构包括固定设置的电磁铁及设置在所述支撑架上的永磁铁，所述电磁铁用于与所述永磁铁之间产生吸力或斥力而使得所述支撑架绕着所述转轴转动。

8.如权利要求4所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述驱动机构包括推杆及设置在推杆上的楔形块，所述支撑架具有与所述楔形块配合的限位槽。

9.如权利要求8所述的非对称式人体工程电动平衡车，其特征在于，所述驱动机构还包括卡柱及第二弹性件，所述卡柱用于限定所述推杆的位置，所述第二弹性件用于提供所述推杆复位的动力。