CN110497994A - 多地形独轮电动平衡车 - Google Patents

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李登辉
梁树林
池茂儒
许文天
代亮成
郭兆团
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K11/00—Motorcycles, engine-assisted cycles or motor scooters with one or two wheels
    • B62K11/007—Automatic balancing machines with single main ground engaging wheel or coaxial wheels supporting a rider

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种多地形独轮电动平衡车，包括驱动电机以及分别与所述驱动电机配合连接的车轮和车体，且所述车体位于所述车轮的侧面；所述车轮包括多个活动连接在所述驱动电机上的轮体单元，且各轮体单元配合形成圆周型结构；所述轮体单元包括弧形轮体、设置在弧形轮体两侧且与所述驱动电机配合连接的可伸缩支撑组件以及设置在所述轮体与所述驱动机构之间的轮体支撑锁紧机构；通过车轮的多个独特的车轮单元个体结构，为车轮在针对不同地形条件下对车轮变化形态的改变提供重要基础，通过可伸缩支撑组件以及的轮体支撑锁紧机构的配合，实现对车轮在复杂地形和平地模式下的切换变形，方便快捷，提高平衡车的通过性，极大的方便了出行。

Description

多地形独轮电动平衡车
技术领域
本发明涉及平衡车技术领域，具体涉及一种多地形独轮平衡车。
背景技术
电动独轮平衡车(electrical unicycle)是一个单轮自我平衡个人运输车，使用者通过向前或向后倾斜来控制速度，并通过用脚扭转单元来控制速度,使用陀螺仪和加速度计形成自平衡机制。目前的独轮平衡车的研究通常集中在控制策略与自适应稳定性方面，对于机械变形的研究较少。在实际生活中，城市中存在多种地形，如楼梯，泥泞路面，减速带等，普通平衡车与地面的接触角小，通过性差；主动停车通过不仅会浪费时间增加能耗，同时会形成消极的产品体验感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多地形独轮平衡车，以解决现有平衡车对于多种地形通过性差的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：多地形独轮电动平衡车，包括驱动电机以及分别与所述驱动电机配合连接的车轮和车体，且所述车体位于所述车轮的侧面；
所述车轮包括多个活动连接在所述驱动电机上的轮体单元，且各轮体单元配合形成圆周型结构；
所述轮体单元包括弧形轮体、设置在弧形轮体两侧且与所述驱动电机配合连接的可伸缩支撑组件以及设置在所述轮体与所述驱动机构之间的轮体支撑锁紧机构。
进一步，所述轮体支撑锁紧机构包括设置在所述轮体和驱动电机之间上的车轮支撑架以及设置在所述车轮支撑架上的弹簧锁紧组件。
进一步，所述弹簧锁紧组件包括分别设置在所述车轮支撑架上的外圈弹簧和内圈弹簧以及设置在所述车轮支撑架底端的锁止台，所述外圈弹簧的底端和内圈弹簧的底端分别抵接在所述锁止台上，且所述内圈弹簧位于所述外圈弹簧的内侧。
进一步，所述可伸缩支撑组件包括设置在所述驱动电机外围的外壳、设置在所述外壳与所述弧形轮体之间的可伸缩支撑台以及滑动连接在所述可伸缩支撑台内壁上的滑块，且所述滑块与所述外壳配合连接。
进一步，所述外壳的两侧分布有呈圆周设置的框体，所述框体与所述可伸缩支撑台内壁上的滑块相对应，且所述框体内设置有与所述滑块相配合的滑槽。
进一步，所述车体包括设置在所述车轮两侧的支撑架以及设置在所述支撑架侧面的踏板。
进一步，所述驱动电机包括驱动模块、与所述驱动模块通信连接的控制模块以及与所述控制模块通信连接的制动模块。
进一步，所述制动模块包括电磁制动单元以及热能制动单元。
本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种多地形独轮电动平衡车，通过车轮的多个独特的车轮单元个体结构，为车轮在针对不同地形条件下对车轮变化形态的改变提供重要基础，通过可伸缩支撑组件以及的轮体支撑锁紧机构的配合，实现对车轮在复杂地形和平地模式下的切换变形，方便快捷，根据路况调节轮体的伸长量，从而提高平衡车的通过性，极大的方便了出行。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明侧剖图；
图3为本发明正剖图；
图4为本发明中轮体单元结构示意图；
图5为本发明中外壳结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图5所示，多地形独轮电动平衡车，包括驱动电机1以及分别与所述驱动电机1配合连接的车轮2和车体3，且车体3位于车轮2的侧面。驱动电机1采用永磁直流无刷电机，定子采用了铁基非晶材料，转子为较轻的金属骨架和稀土永磁块构成，10对绕组使磁场旋转的间断较小，电机运行更加平稳。通过可无线充电的高能量密度电池提供电力，由逆变器将直流变为交流后驱动电机1，再又电机将扭矩与转速传递给车轮2。且该驱动电机1包括有驱动模块、与所述驱动模块通信连接的控制模块以及与所述控制模块通信连接的制动模块，其中，驱动模块和控制模块集成在电机内部，与其他模块通信连接，实现多模式下电机闭环控制。制动模块包括有高频摩擦制动和无接触的电磁、热能再生制动，制动效果好。
车轮2包括多个活动连接在驱动电机1上的轮体单元20，且各轮体单元20配合形成圆周型结构。轮体单元20为单独的个体，多个轮体单元20组合成呈圆形结构的车轮2，在进行复杂地形通过时，通过各个轮体单元20依次与复杂地形接触产生相应的形变，进而保证平衡车通过。
轮体单元20包括弧形轮体201、设置在弧形轮体201两侧且与驱动电机1配合连接的可伸缩支撑组件202以及设置在所述轮体与所述驱动机构之间的轮体支撑锁紧机构203。其中，轮体支撑锁紧机构203包括设置在轮体和驱动电机1之间上的车轮支撑架204以及设置在车轮支撑架204上的弹簧锁紧组件。所述弹簧锁紧组件包括分别设置在所述车轮支撑架204上的外圈弹簧205和内圈弹簧206以及设置在所述车轮支撑架204底端的锁止台207，外圈弹簧205的底端和内圈弹簧206的底端分别抵接在锁止台207上，且内圈弹簧206位于外圈弹簧205的内侧。
可伸缩支撑组件202包括设置在驱动电机1外围的外壳208、设置在外壳208与弧形轮体201之间的可伸缩支撑台209以及滑动连接在可伸缩支撑台209内壁上的滑块210，且滑块210与外壳208配合连接。
外圈弹簧205刚度比内圈弹簧206刚度低，当小车在平地运行时，车轮支撑架204锁紧，将弹簧压缩并锁住，可伸缩支撑台209伸出，抵住内圈弹簧206作用，实现车轮2正常运动并提高运行时的舒适平稳性。当小车上阶梯型路段或不平顺路段时，车轮支撑架204伸出，可伸缩支撑台209收缩，仅低刚度外圈弹簧205作用，通过摩擦力、接触与车轮2旋转实现车轮2受迫压缩、自动伸出的循环上阶梯过程。通过阶梯后，再次通过电磁控制，使车轮支撑架204收缩并锁紧，可伸缩支撑台209重新伸出，车轮2重新回到平底运行阶段。
为了便于可伸缩支撑台209的伸缩运动，本发明中，外壳208的两侧分布有呈圆周设置的框体211，框体211与可伸缩支撑台209内壁上的滑块210相对应，且框体211内设置有与滑块210相配合的滑槽。
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 (8)

1.多地形独轮电动平衡车，其特征在于，包括驱动电机(1)以及分别与所述驱动电机(1)配合连接的车轮(2)和车体(3)，且所述车体(3)位于所述车轮(2)的侧面；
所述车轮(2)包括多个活动连接在所述驱动电机(1)上的轮体单元(20)，且各轮体单元(20)配合形成圆周型结构；
所述轮体单元(20)包括弧形轮体(201)、设置在弧形轮体(201)两侧且与所述驱动电机(1)配合连接的可伸缩支撑组件(202)以及设置在所述弧形轮体(201)与所述驱动电机(1)之间的轮体支撑锁紧机构(203)。
2.根据权利要求1所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述轮体支撑锁紧机构(203)包括设置在所述轮体和驱动电机(1)之间上的车轮支撑架(204)以及设置在所述车轮支撑架(204)上的弹簧锁紧组件。
3.根据权利要求2所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述弹簧锁紧组件包括分别设置在所述车轮支撑架(204)上的外圈弹簧(205)和内圈弹簧(206)以及设置在所述车轮支撑架(204)底端的锁止台(207)，所述外圈弹簧(205)的底端和内圈弹簧(206)的底端分别抵接在所述锁止台(207)上，且所述内圈弹簧(206)位于所述外圈弹簧(205)的内侧。
4.根据权利要求1至3任一项所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述可伸缩支撑组件(202)包括设置在所述驱动电机(1)外围的外壳(208)、设置在所述外壳(208)与所述弧形轮体(201)之间的可伸缩支撑台(209)以及滑动连接在所述可伸缩支撑台(209)内壁上的滑块(210)，且所述滑块(210)与所述外壳(208)配合连接。
5.根据权利要求4所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述外壳(208)的两侧分布有呈圆周设置的框体(211)，所述框体(211)与所述可伸缩支撑台(209)内壁上的滑块(210)相对应，且所述框体(211)内设置有与所述滑块(210)相配合的滑槽。
6.根据权利要求1所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述车体(3)包括设置在所述车轮(2)两侧的支撑架(212)以及设置在所述支撑架(212)侧面的踏板(213)。
7.根据权利要求6所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述驱动电机(1)包括驱动模块、与所述驱动模块通信连接的控制模块以及与所述控制模块通信连接的制动模块。
8.根据权利要求7所述的多地形独轮电动平衡车，其特征在于，所述制动模块包括电磁制动单元以及热能制动单元。
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