CN110510036B - 一种平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平衡车，该平衡车包括第一车轮、第二车轮、连接轴、第一脚踏机构、第二脚踏机构，连接轴包括第一连接轴和第二连接轴，第一车轮可旋转地设置于第一连接轴上，第二车轮可旋转地设置于第二连接轴上，第一连接轴和第二连接轴通过限位部连接，第一脚踏机构和第二脚踏机构设置在限位部上，分别与限位部之间通过弹性部连接。本发明的平衡车具有控制方便的优点。

Description

一种平衡车

本申请是申请号为201610049155.3(申请日为2016-01-25、申请名称为一种平衡车)的分案申请。

技术领域

本发明涉及电动车技术，特别涉及一种平衡车。

背景技术

平衡车，又叫体感车、思维车或摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

近来有体积比较小的两轮平衡车出现，例如专利号为201320128469.4的中国实用新型专利公开了一种两轮电动车，由如下部件构成：第一车轮与第二车轮，它们是彼此基本平行地左右设置的，没有共同的车轴，能独立地转动；踏脚板是由第一踏脚板与第二踏脚板所组成的，第一踏脚板与第一车轮相配接，第二踏脚板与第二车轮相配接，第一踏脚板与第二踏脚板之间是互相可转动地连接着的，它们各自能够独立地朝前或朝后倾斜，第一踏脚板与第二踏脚板的上表面分别供驾车者左右两脚站立，第一车轮与第二车轮位于踏脚板的左右两侧；第一电动机与第二电动机，第一电动机驱动第一车轮，第二电动机驱动第二车轮，第一电动机与第二电动机至少被一套电子系统所控制，电子控制系统控制车轮的转动速度，使踏脚板保持前后方向上的水平平衡，供驾车者用来操控两轮电动车的向前、朝后与转向。

上述专利公开的两轮自平衡电动车的结构均是类似扭扭车的形式，即两个车轮各自连接有轴，两根不同的轴在中间连接，轴上有固定的踏板位置，通过旋转整个踏板(即整个轴)的方式控制平衡车前进后退转弯，需要同时控制两个旋转踏板，故这类的平衡车需要使用者有较好的手脚协调性才能控制好。存在不易控制，容易发生因操作控制不便而引起的安全问题，此外其亦适用范围窄的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种控制方便和易推广的平衡车。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种平衡车，包括第一车轮、第二车轮、连接轴、第一脚踏机构、第二脚踏机构，所述连接轴包括第一连接轴和第二连接轴，所述第一车轮可旋转地设置于所述第一连接轴上，所述第二车轮可旋转地设置于所述第二连接轴上，所述第一连接轴和第二连接轴通过限位部连接，所述第一脚踏机构和第二脚踏机构设置在限位部上，分别与限位部之间通过弹性部连接。

进一步地，所述第一脚踏机构相对于第一连接轴可旋转，所述第二脚踏机构相对于第二连接轴可旋转。

进一步地，所述弹性部包括弹簧和/或弹性连接柱。

进一步地，所述弹性部包括多个，所述第一脚踏机构的四角和第二脚踏机构的四角分别设置至少一个弹性部；或者，所述第一脚踏机构相对的两侧和所述第二脚踏机构相对的两侧分别设置至少一个弹性部。

进一步地，所述弹性部一端与第一脚踏机构或第二脚踏机构底部连接，另一端与限位部连接。

进一步地，所述限位部为限位板。

进一步地，还包括车体，设置于第一车轮和第二车轮之间。

进一步地，还包括控制机构和角运动检测机构，所述角运动检测机构分别设置于第一脚踏机构和第二脚踏机构上。

进一步地，所述控制机构与所述角运动检测机构通信连接。

进一步地，所述角运动检测机构设置于第一脚踏机构和第二脚踏机构的底部。

本发明的有益效果在于：

通过第一脚踏机构和第二脚踏机构控制平衡车进行工作，相比现有技术中的通过手扶控制杆的方式，能解放操作者的双手，具有操作方式简单的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一的平衡车的主视图；

图2为本发明实施例一的平衡车的立体结构图；

图3为本发明实施例二的平衡车的主视图；

图4为本发明实施例二的平衡车的立体结构图；

图5为本发明实施例三的平衡车的主视图；

图6为本发明实施例三的平衡车的立体结构图；

图7为本发明实施例四的平衡车的主视图；

图8为本发明实施例四的平衡车的立体结构图；

图9为本发明实施例四的平衡车的第一脚踏机构和第二脚踏机构的长度大于车体长度时的主视图；

图10为本发明实施例五的平衡车的主视图；

图11为本发明实施例五的平衡车的立体结构图；

图12为本发明实施例六的平衡车的主视图。

标号说明：

11、第一车轮；12、第二车轮；2、连接轴；21、第一连接轴；22、第二连接轴；31、第一脚踏机构；32、第二脚踏机构；4、角运动检测机构；5、控制机构；6、限位件；61、限位部；62、弹性部；7、车体。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图12，本发明公开了一种平衡车，包括第一车轮11、第二车轮12、连接轴2、第一脚踏机构31、第二脚踏机构32、角运动检测机构4和控制机构5，所述第一车轮11和第二车轮12分别独立且可旋转地设置于所述连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别可旋转地设置于所述连接轴2上，所述第一脚踏机构31与第一车轮11配接，所述第二脚踏机构32与第二车轮12配接，所述角运动检测机构4分别设置于第一脚踏机构31和第二脚踏机构32上，所述控制机构5与所述角运动检测机构4通信连接。

值得注意的是：

1、上述“所述第一脚踏机构和第二脚踏机构分别可旋转地设置于所述连接轴上”中的“设置”包含了第一脚踏机构和第二脚踏机构分别直接固定在连接轴上的具体设置方式，也包含了第一脚踏机构和第二脚踏机构分别间接固定在连接轴上的具体设置方式，例如，第一脚踏机构和第二脚踏机构分别固定于一中间部件，再把改中间部件固定在连接轴上。

2、上述“所述第一脚踏机构与第一车轮配接，所述第二脚踏机构与第二车轮配接”中的“配接”包含了所有能实现将第一脚踏机构与第一车轮、以及第二脚踏机构与第二车轮连接，并使第一脚踏机构与第一车轮、以及第二脚踏机构与第二车轮可以配合转动的所有配合连接的方式。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：

(1)本发明的平衡车设计包括第一车轮、第二车轮和连接轴，并设计将第一车轮和第二车轮设置在共同的连接轴上，使得具有上述结构的平衡车不需要很大的车体便可以有效实现平衡车工作时的对平衡的控制要求，为减小平衡车的体积提供基础；同时，一个连接轴的设计使平衡车在工作时具有更加稳定的行驶性能；

(2)本发明的平衡车的第一车轮和第二车轮设置在共同的连接轴上，一方面可有效减少不必要的部件，另一方面，在连接轴上设置可前后左右转动的第一脚踏机构和第二脚踏机构，第一脚踏机构和第二脚踏机构与控制第一车轮和第二车轮转速及方向的角运动检测机构连接，且角运动检测机构与控制机构通信连接，从而，当第一脚踏机构和第二脚踏机构分别转动时，会使得设置在其上的角运动检测机构改变姿态，从而改变角运动检测机构所控制的第一车轮和第二车轮的转速及方向，两个车轮均正转时平衡车向前行进(第一脚踏机构和第二脚踏机构前倾，则轮子正转)，两个车轮均反转时平衡车往后退(第一脚踏机构和第二脚踏机构后倾，则轮子反转)，两个车轮一个正转一个反转时平衡车进行转弯，进而实现第一车轮和第二车轮的简便地、灵活地控制，不需要操作者具有很高的控制技巧便可以方便且灵活地控制平衡车的前进、后退和转向等操作，且不易发生因控制不便而引起的安全性问题；具有控制方便、易推广和安全性高的优点；

(3)通过第一脚踏机构和第二脚踏机构控制平衡车进行工作，相比现有技术中的通过手扶控制杆的方式，能解放操作者的双手，具有操作方式简单的优点。

进一步的，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别设置于第一车轮11和第二车轮12之间。

由上述描述可知，第一脚踏机构和第二脚踏机构可以设置于第一车轮和第二车轮之间，更优选的，第一脚踏机构靠近第一车轮设置，第二脚踏机构靠近第二车轮设置。

进一步的，还包括驱动机构，所述驱动机构与控制机构5电连接。

由上述描述可知，角运动检测机构与控制机构电连接，驱动机构与控制机构电接连，从而，控制机构控制驱动机构的工作，同时，控制机构通过角运动检测机构控制两个车轮的转速及方向，以实现平衡车的电控制。

进一步的，还包括限位件6，所述限位件6设置于连接轴2上，所述限位件6分别与第一脚踏机构31和第二脚踏机构32对应设置并分别被第一脚踏机构31和第二脚踏机构32全部或部分覆盖。

由上述描述可知，限位件的设置可以对第一脚踏机构和第二脚踏机构的旋转幅度进行限制，进一步保证平衡车的安全。

进一步的，所述限位件6包括限位部61和弹性部62，所述限位部61设置于连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别通过所述弹性部62与限位部61连接，从而可旋转地设置于所述连接轴2上。所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别与连接轴连接。

由上述描述可知，上述限位件的结构设计中，第一脚踏机构和第二脚踏机构可以与连接轴直接连接，也可以不与连接轴直接连接，而是通过弹性部与设置在连接轴上的限位部连接，从而将第一脚踏机构和第二脚踏机构可旋转地设置于所述连接轴上。弹性部具有一定的形变限度，从而起到限位作用，具有结构紧凑、限位效果好且便于控制的优点。

进一步的，所述连接轴2包括第一连接轴21和第二连接轴22，所述第一车轮11和第一脚踏机构31分别设置于第一连接轴21上，所述第二车轮12和第二脚踏机构32分别设置于第二连接轴22上，所述第一连接轴21和第二连接轴22通过限位部61连接。

由上述描述可知，可以设置包括第一连接轴和第二连接轴的连接轴，同时第一连接轴和第二连接轴通过限位部连接，一方面保证第一车轮和第二车轮设置在共同的连接轴上，另一方面实现第一脚踏机构和第二脚踏机构的限位作用。是一种限位效果好且便于控制的具体限位方式。

进一步的，还包括车体7，所述车体7设置于连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别设置于所述车体7上且通过所述车体7可旋转地设置于所述连接轴2上。所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别沿连接轴2径向的长度大于所述车体7沿连接轴2径向的长度。

由上述描述可知，可以在连接轴上设置车体，第一脚踏机构和第二脚踏机构与连接轴可以不直接相连，第一脚踏机构和第二脚踏机构通过转轴结构设置在车体上，从而可以相对连接轴实现可旋转。本发明的平衡车的车体仅需要设置较小的体积就可以使平衡车达到容易实现平衡控制的目的，从而平衡车的整体体积小，可应用于较窄的环境中。优选的，第一脚踏机构和第二脚踏机构分别沿连接轴径向的长度大于所述车体沿连接轴径向的长度，即第一脚踏机构和第二脚踏机构可设置得比车体更宽，这样车体的边缘可起到限制第一脚踏机构和第二脚踏机构的旋转幅度的作用。

请参照图1以及图2，本发明的实施例一为：

本实施例的平衡车，包括第一车轮11、第二车轮12、连接轴2、第一脚踏机构31、第二脚踏机构32、角运动检测机构4和控制机构5，所述第一车轮11和第二车轮12分别独立且可旋转地设置于所述连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别可旋转地设置于所述连接轴2上，所述第一脚踏机构31与第一车轮11配接，所述第二脚踏机构32与第二车轮12配接，所述角运动检测机构4分别设置于第一脚踏机构31和第二脚踏机构32上，所述控制机构5与所述角运动检测机构4电连接。所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别依次设置于第一车轮11和第二车轮12之间。所述驱动机构与控制机构5通信连接。

第一脚踏机构和第二脚踏机构可以使简单的脚踏板结构，角运动检测机构可以为陀螺仪，控制机构可以是简单的控制电路。可以设置两个角运动检测机构(陀螺仪)分别对应设置于第一脚踏机构和第二脚踏机构上，对第一脚踏机构和第二脚踏机构的旋转运动分别进行感应控制。亦可以设置两个或多个控制机构对角运动检测机构进行控制。

参见图1-2，本实施例的平衡车的第一脚踏机构31、第二脚踏机构32与连接轴2直接连接，陀螺仪及控制电路在踏板底部固定连接。

请参照图3和图4，本发明的实施例二为：

本实施例的平衡车与实施例一的平衡车相同，不同之处在于：

还包括限位件6，所述限位件6设置于连接轴2上，所述限位件6分别与第一脚踏机构31和第二脚踏机构32对应设置并分别被第一脚踏机构31和第二脚踏机构32全部或部分覆盖。

所述限位件6包括限位部61和弹性部62，所述限位部61设置于连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别通过所述弹性部62与限位部61连接，从而可旋转地设置于所述连接轴2上。所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别与连接轴2连接。

参见图3-4，限位部61与连接轴2连接，限位部61上设置第一脚踏机构31和第二脚踏机构32，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与连接轴2也直接连接，同时第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与限位部61通过弹性部62连接。限位部61可以是简单的限位板结构，也可以是其他一些可以起到限位作用的机械结构，弹性部62可以是弹簧，也可以是其他具有弹性功能的部件。

请参照图5和6，本发明的实施例三为：

本实施例的平衡车与实施例二的平衡车相同，不同之处在于：

限位部61与连接轴2连接，限位部61上设置第一脚踏机构31和第二脚踏机构32，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与连接轴2没有直接连接，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与限位部61通过弹性部62(例如弹性连接柱)连接，弹性连接柱上可以进一步套设上弹簧。

请参照图7和8，本发明的实施例四为：

本实施例的平衡车与实施例一的平衡车相同，不同之处在于：

还包括车体7，所述车体7设置于连接轴2上，所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别设置于所述车体7上且通过所述车体7可旋转地设置于所述连接轴2上。所述第一脚踏机构31和第二脚踏机构32分别沿连接轴2径向的长度大于所述车体7沿连接轴2径向的长度。

参见图7-9，即：于连接轴2上设置车体7，车体7设置于第一车轮11和第二车轮12之间，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与连接轴2不直接相连，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32通过转轴结构设置在车体7上。第一脚踏机构31和第二脚踏机构32可设置比车体7更宽，这样车体7的边缘可起到限位的作用。

请参照图10和11，本发明的实施例五为：

本实施例的平衡车与实施例一的平衡车相同，不同之处在于：

还包括限位件6，所述限位件6设置于连接轴2上，所述限位件6分别与第一脚踏机构31和第二脚踏机构32对应设置并分别被第一脚踏机构31和第二脚踏机构32全部或部分覆盖。

参见图10和11，限位件6为简单的限位板结构，即在第一脚踏机构31和第二脚踏机构32下设置与连接轴2相连的限位板，以起到限位的作用。

请参照图12，本发明的实施例六为：

本实施例的平衡车与实施例二的平衡车相同，不同之处在于：

所述连接轴2包括第一连接轴21和第二连接轴22，所述第一车轮11和第一脚踏机构31分别设置于第一连接轴21上，所述第二车轮12和第二脚踏机构32分别设置于第二连接轴22上，所述第一连接轴21和第二连接轴22通过限位部61连接。

参见图12，连接轴2是截断的，截断后的连接走2形成第一连接轴21和第二连接轴22，并通过相连的限位部61相连，第一脚踏机构31和第二脚踏机构32与限位部61之间通过弹性部62相连。在该实施例中，上述限位部61实际上也起到一定的支撑作用。

综上所述，本发明提供的平衡车具有控制方便、易推广、安全性高和体积小的优点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种平衡车，其特征在于，包括第一车轮、第二车轮、连接轴、第一脚踏机构、第二脚踏机构，还包括车体，设置于第一车轮和第二车轮之间，所述连接轴包括第一连接轴和第二连接轴，所述第一车轮可旋转地设置于所述第一连接轴上，所述第二车轮可旋转地设置于所述第二连接轴上，所述第一连接轴和第二连接轴通过限位部连接，所述第一脚踏机构和第二脚踏机构分别独立地设置在限位部上，分别与限位部之间通过弹性部连接，其中，所述弹性部有四个或八个，有八个即所述第一脚踏机构的四角和第二脚踏机构的四角分别设置一个弹性部，有四个即所述第一脚踏机构相对的两侧和所述第二脚踏机构相对的两侧分别设置一个弹性部；限位部为起到限位作用的机械结构，所述第一脚踏机构相对于第一连接轴可旋转，所述第二脚踏机构相对于第二连接轴可旋转。

2.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述弹性部包括弹簧和/或弹性连接柱。

3.根据权利要求2所述的平衡车，其特征在于，所述弹性部一端与第一脚踏机构或第二脚踏机构底部连接，另一端与限位部连接。

4.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述限位部为限位板。

5.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，还包括控制机构和角运动检测机构，所述角运动检测机构分别设置于第一脚踏机构和第二脚踏机构上。

6.根据权利要求5所述的平衡车，其特征在于，所述控制机构与所述角运动检测机构通信连接。

7.根据权利要求5所述的平衡车，其特征在于，所述角运动检测机构设置于第一脚踏机构和第二脚踏机构的底部。

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