CN110001740A - 一种安全智能助力推车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全智能助力推车，包括底部安装有车轮的车架及助力系统，所述助力系统包括控制器、用于驱动所述车轮转动的动力机构、用于感应车架运动状态的运动传感器以及与所述车架连接的距离检测装置，所述距离检测装置、运动传感器均与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述动力机构电连接，所述控制器接收所述距离检测装置检测到的与地面之间的距离信息及所述运动传感器检测到的车架的运动信息，并根据所接收到的信息控制所述动力机构的工作状态。本发明的助力推车在车轮脱离地面的情况下禁止启动助力系统，提高推车的智能助力安全性。

Description

一种安全智能助力推车

技术领域

本发明涉及推车领域，特别涉及一种安全智能助力推车。

背景技术

推车是一种非常方便的代步工具，尤其是儿童推车，应用十分广泛。现有技术中的代步推车大多采用人力推行，当推行路况较差时，比如遇到草地、砂石、坑洼路等较为颠簸、阻力比较大的路面，人力推行是是十分费力和不方便的。为此，现有技术中申请号为201810584993.X的中国专利公开了一种智能助力推车，其助力系统通过检测车体的颠簸状态和倾斜推行状态，自动启动助力驱动装置驱动后轮，实现自动助力。但是，该智能助力推车至少存在以下缺陷：当推车的后轮脱离地面，则驱动装置驱动后轮空转，浪费电能；尤其是当推车的前轮脱离地面时，加之驱动装置驱动后轮加速转动，容易造成推车向后倾倒，造成严重的安全事故。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种安全智能助力推车，防止在车轮脱离地面时误启动助力系统，保障推车行进过程中的安全性，所述技术方案如下：

本发明提供了一种安全智能助力推车，包括底部安装有车轮的车架及助力系统，所述助力系统包括控制器、用于驱动所述车轮转动的动力机构及用于感应车架运动状态的运动传感器，所述助力系统还包括与所述车架连接的距离检测装置，所述距离检测装置、运动传感器均与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述动力机构电连接，所述控制器接收所述距离检测装置检测到的与地面之间的距离信息及所述运动传感器检测到的车架的运动信息；

当所述距离检测装置检测到的距离信息与预设标准距离的差值大于或等于预设的距离差阈值时，所述控制器控制所述动力机构停止工作。

进一步地，当所述距离检测装置检测到的距离信息与预设标准距离的差值小于预设的距离差阈值时，所述控制器根据接收到所述运动传感器的检测信息来控制所述动力机构的开关、驱动速度和/或驱动方向。

可选地，所述运动传感器用于检测车架的振动信息，当所述运动传感器检测到车架的振动强度大于或等于预设的振动强度阈值时，所述控制器控制所述动力机构开启工作。

进一步地，所述控制器根据所述运动传感器检测到车架的振动强度信息调节所述动力机构的驱动速度，包括：所述车架的振动强度越大，则所述动力机构的驱动速度越大。

可选地，所述运动传感器用于检测车架的转动信息，当所述运动传感器检测到车架的转动角度大于或等于预设的角度阈值时，所述控制器控制所述动力机构开启工作。

进一步地，所述运动传感器检测车架的转动信息包括转动方向，当所述运动传感器检测到车架的车头转动方向为向上时，所述动力机构的驱动方向与所述车架的前进方向一致；

当所述运动传感器检测到车架的车头转动方向为向下时，所述动力机构的驱动方向与所述车架的前进方向相反。

进一步地，所述控制器根据所述运动传感器检测到车架的转动角度调节所述动力机构的驱动速度，包括：所述运动传感器检测到车架的转动角度越大，则所述动力机构的驱动速度越大。

进一步地，所述距离检测装置包括声波传感器、超声波传感器和红外传感器，所述距离检测装置的信号发射方向竖直向下或倾斜向下。

进一步地，所述推车上还设有用于控制所述助力系统的总控开关，当断开所述总控开关时，所述助力系统的电源与所述控制器断开连接。

优选地，所述车轮包括前轮和后轮，所述动力机构用于驱动所述后轮。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

1)通过距离检测装置的距离检测结果判断车轮是否离地，在车辆离地的状态下，助力系统的控制模块进入休眠状态或停止工作状态，避免在前车轮不着地的情况下启动助力系统而导致的安全事故；

2)通过陀螺仪传感器自动感知路况，并通过控制模块来进行判断来控制电机的助力方式，根据颠簸程度和坡度情况来控住电机的驱动转速的转向，实现智能助力；

3)通过总控开关可以切换推车的自动助力模式和普通非助力模式；

4)可以在普通推车上加装助力系统，适用范围广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的安全智能助力推车的车架立体图；

图2是本发明实施例提供的安全智能助力推车的后视局部立体图；

图3是本发明实施例提供的动力机构与车轮的连接结构示意图。

其中，附图标记为：1-车架，2-动力机构，21-电机固定轴，3-运动传感器，4-控制器，5-距离检测装置，6-接头，61-插口，62-接头销孔，7-总控开关，8-后轮，9-集装盒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的一个实施例中，提供了一种安全智能助力推车，参见图1，所述助力推车包括底部安装有车轮的车架1及助力系统，所述车轮包括前轮和后轮8，其中，所述助力系统包括控制器4、用于驱动所述车轮转动的动力机构2、用于感应车架1运动状态的运动传感器3以及与所述车架1连接的距离检测装置5，如图1和图2所示，优选地，所述助力系统还包括一个集装盒9，所述集装盒9安装在所述车架1上，所述控制器4、运动传感器3以及距离检测装置5均设置在所述集装盒9内，具体位置不作限定，所述集装盒9上开设有供所述距离检测装置5发送信号的发射孔。所述距离检测装置5、运动传感器3均与所述控制器4的输入端电连接，所述控制器4的输出端与所述动力机构2电连接，所述控制器4接收所述距离检测装置5检测到的与地面之间的距离信息及所述运动传感器3检测到的车架1的运动信息，所述控制器4根据所接收到的信息控制所述动力机构2的工作状态，具体的控制方式如下：

可选地，所述距离检测装置5可以选用声波传感器、超声波传感器或红外传感器，所述距离检测装置5竖直设置或倾斜设置，使得所述距离检测装置5发出的信号竖直向下或倾斜一定角度向下发射，以超声波传感器为例，其发射端向地面发射超声波，超声波到达地面后发生发射，被超声波传感器的接收端接收，即可测算得到在该发射方向上与地面的距离。当所述距离检测装置5检测到的距离信息与预设标准距离的差值大于或等于预设的距离差阈值时，所述控制器4控制所述动力机构2停止工作，明显地，所述预设标准距离即为将上述车架放置在平整面上，且在四个车轮均着地的情况下，所述距离检测装置5检测到的与地面之间的距离(仅在所述距离检测装置竖直设置的情况下，该距离为距离检测装置相对于地面的绝对高度)，在本发明的一个优选实施例中，所述距离检测装置5的发射方向优选为倾斜设置。本发明需要说明的是，所述预设的距离差阈值可以根据实际需求任意设定，所述距离差阈值的设定目的是为了防止地面上的颗粒物影响对车轮是否着地的准确判断，即若将所述距离差阈值设置为0，则只要所述距离检测装置5发射的超声波正好照射到地面上的某一凸起颗粒物时(该颗粒物的高度大于所述距离检测装置5的精度)或者所在路面稍有不平整，此时即使四个车轮都为着地状态，所述控制器4也会控制所述动力机构2停止工作，显然这是不合理的，因此，需要设置一个合理的距离差阈值，比如1.5cm、2cm等等。

所述助力系统还包括电源，所述电源用于给所述控制器4供电，并通过控制器4向所述动力机构2、运动传感器3及距离检测装置5供电。

本发明的设计原理为在基本平整的路面上，四个车轮均着地的情况下，无论该路面为水平面还是坡面，所述距离检测装置5检测到的距离值均接近于所述标准距离，而当有轮子脱离地面时，由于几何关系发生变化，则所述距离检测装置5检测到的距离值一定会偏离所述标准距离，检测到此情况后，所述助力系统的控制器4控制停止对所述动力机构2供电，因此所述动力机构2停止工作。因为在前轮或后轮脱离地面的情况下，若依然启动助力系统的动力机构2驱动后轮8加速前进会容易导致推车发生翻倒的安全事故：若所述动力机构2用于驱动前轮，则当前轮脱离地面时电机会发生空转，当后轮脱离地面时推车容易发生覆翻；若所述动力机构2用于驱动后轮，则当后轮脱离地面时电机会发生空转，当前轮脱离地面时推车容易发生仰翻，因此，本发明提供的安全智能助力推车的助力系统在检测到有车轮脱离地面时控制动力机构2停止驱动车轮，能够有效防止上述推车仰翻的安全事故。反之，当所述距离检测装置5检测到的距离信息与预设标准距离的差值小于预设的距离差阈值时，则认定所述助力推车的车轮均为着地，在此前提下，所述控制器4根据接收到所述运动传感器3的检测信息来控制所述动力机构2的开关、驱动速度和/或驱动方向。

在本发明的一个实施例中，所述运动传感器3为振动传感器，用于检测车架1的振动信息，当所述车架1的振动强度大于或等于预设的振动强度阈值时，所述控制器4控制所述动力机构2开启工作。更优选地，所述控制器4根据所述车架1的振动信息调节所述动力机构2的驱动速度，比如：检测到所述车架1的振动强度越大，表明所在路面越颠簸，则所述控制器4控制所述动力机构2的驱动速度变大；当推车离开所述颠簸路面过程中，所述车架1的振动强度减弱，则所述控制器4控制所述动力机构2的驱动速度变小，直至为0。

在本发明的一个实施例中，所述运动传感器3为角度传感器(比如陀螺仪)，用于检测车架1的转动信息，当所述车架1的转动角度大于或等于预设的角度阈值时，所述控制器4控制所述动力机构2开启工作。具体地，所述运动传感器3检测车架1的转动信息包括转动方向，当检测到车架1的车头向上转动时，表明所述推车的前进方向为上坡方向，在此情况下，所述动力机构2的驱动方向与所述车架1的前进方向一致；当检测到车架1的车头向下转动时，表明所述推车的前进方向为下坡方向，在此情况下，所述动力机构2的驱动方向与所述车架1的前进方向相反，以防止推车在下坡的过程中速度过快而造成翻倒等安全事故。更优选地，所述控制器4根据所述车架1的转动角度调节所述动力机构2的驱动速度，比如：所述车架1的转动角度越大，表明坡面越是陡峭，则所述动力机构2的驱动速度越大：若是上坡，前进方向的驱动速度越大，能够减缓手推推车的推力；若是下坡，后退方向的驱动速度越大，能够减缓推车的下坡速度，减轻手拉推车的拉力。

在本发明的一个实施例中，所述运动传感器3同时检测述车架1的振动信息和转动信息，只要振动信息和转动信息中的任意一个满足启动助力系统的条件，即可启动助力系统，所述满足启动助力系统的条件参见上述实施例，在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，所述推车上还设有用于控制所述助力系统的总控开关7，当断开所述总控开关7时，所述助力系统的电源与所述控制器4断开连接，进而断开对运动传感器3、距离检测装置5及动力机构2的供电，即使得助力系统停止工作，从而使本发明的智能助力推车具有两种模式，当总控开关7闭合时，所述助力系统开启，智能助力推车为自动助力模式；当总控开关断开时，所述助力系统关闭时，智能助力推车为普通模式，即作为普通推车使用。

在本发明的一个实施例中，所述动力机构2分别驱动所述车架1的后轮8，如图2和图3所示，所述动力机构2优选设置在所述后轮8的轮毂中，所述车架上安装后轮8的地方设置有接头6，所述接头6的侧面设有插口61和接头销孔62，所述动力机构2的电机固定轴21插入所述插口61，所述电机固定轴21上还设有固定轴销孔，所述电机固定轴21转动到所述固定轴销孔与所述接头6上的接头销孔62对齐的位置，然后通过定位销(未图示)配合，完成动力机构2与车架1的固定连接。需要说明的是，所述后轮8的数量可以如图2所示为两个，优选地将所述助力系统的集装盒9设置在两个后轮8之间的车架横梁上。但是本发明对后轮的数量并不限定于两个，比如，独个后轮8同样可以实现本发明的技术方案。

本发明提供的安全智能助力推车，通过距离传感器测算到地面的距离作为判断车轮是否脱离地面的依据，在车轮全部着地的情况下，控制器4根据运动传感器3自动感知车架的运动状态来对路况进行分析判断，进而控制动力机构2的助力方式：在推车没有移动或在路况较好的路面上推行时，动力机构2不启动，当路面颠簸或在坡度路面时，动力机构2启动进行助力，并根据颠簸程度和坡度情况来控住动力机构2的驱动方向和速度，实现了智能助力。本发明提供的安全智能助力推车能够在前轮脱离地面的状态下禁止启动对后轮的助力，有效防止发生推车后仰翻车的安全事故。本发明的助力推车在车轮脱离地面的情况下禁止启动助力系统，提高推车的智能助力安全性。

进一步地，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全智能助力推车，包括底部安装有车轮的车架(1)及助力系统，所述助力系统包括控制器(4)、用于驱动所述车轮转动的动力机构(2)及用于感应车架(1)运动状态的运动传感器(3)，其特征在于：所述助力系统还包括与所述车架(1)连接的距离检测装置(5)，所述距离检测装置(5)、运动传感器(3)均与所述控制器(4)的输入端电连接，所述控制器(4)的输出端与所述动力机构(2)电连接，所述控制器(4)接收所述距离检测装置(5)检测到的与地面之间的距离信息及所述运动传感器(3)检测到的车架(1)的运动信息；

当所述距离检测装置(5)检测到的距离信息与预设标准距离的差值大于或等于预设的距离差阈值时，所述控制器(4)控制所述动力机构(2)停止工作。

2.根据权利要求1所述的安全智能助力推车，其特征在于，当所述距离检测装置(5)检测到的距离信息与预设标准距离的差值小于预设的距离差阈值时，所述控制器(4)根据接收到所述运动传感器(3)的检测信息来控制所述动力机构(2)的开关和/或驱动速度和/或驱动方向。

3.根据权利要求2所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述运动传感器(3)用于检测车架(1)的振动信息，当所述运动传感器(3)检测到车架(1)的振动强度大于或等于预设的振动强度阈值时，所述控制器(4)控制所述动力机构(2)开启工作。

4.根据权利要求3所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述控制器(4)根据所述运动传感器(3)检测到车架(1)的振动强度信息调节所述动力机构(2)的驱动速度，所述车架(1)的振动强度越大，则所述动力机构(2)的驱动速度越大。

5.根据权利要求2所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述运动传感器(3)用于检测车架(1)的转动信息，当所述运动传感器(3)检测到车架(1)的转动角度大于或等于预设的角度阈值时，所述控制器(4)控制所述动力机构(2)开启工作。

6.根据权利要求5所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述运动传感器(3)检测车架(1)的转动信息包括转动方向，当所述运动传感器(3)检测到车架(1)的车头转动方向为向上时，所述动力机构(2)的驱动方向与所述车架(1)的前进方向一致；

当所述运动传感器(3)检测到车架(1)的车头转动方向为向下时，所述动力机构(2)的驱动方向与所述车架(1)的前进方向相反。

7.根据权利要求5所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述控制器(4)根据所述运动传感器(3)检测到车架(1)的转动角度调节所述动力机构(2)的驱动速度，所述运动传感器(3)检测到车架(1)的转动角度越大，则所述动力机构(2)的驱动速度越大。

8.根据权利要求1所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述距离检测装置(5)包括声波传感器、超声波传感器和红外传感器，所述距离检测装置(5)的信号发射方向竖直向下或倾斜向下。

9.根据权利要求1所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述推车上还设有用于控制所述助力系统的总控开关(7)，当断开所述总控开关(7)时，所述助力系统的电源与所述控制器(4)断开连接。

10.根据权利要求1所述的安全智能助力推车，其特征在于，所述车轮包括前轮和后轮(8)，所述动力机构(2)用于驱动所述后轮(8)。