CN110803242A - 一种概念电动单车 - Google Patents

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黄劲松
骆桂芳
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Abstract

一种概念电动单车，包括车罩、车座、刹车系统、控制系统、连接在车座上的车架和连接在车架上的车轮系统，其特征在于：所述车轮系统包括前轮系和后轮系，所述前轮系包括两个同轴连接的前轮、用于驱动前轮的驱动电机和控制前轮方向的转向轴，所述转向轴的两端通过万向节与两前轮相连接，所述后轮系包括单个的后轮和安全构件。本发明通过设置控制系统和安全构件，提高电动单车的安全性能，可有效防止车轮侧翻、失速等隐患，同时减小占空停车空间。

Description

一种概念电动单车
技术领域
本发明涉及一种电动车技术领域，尤其涉及一种概念电动单车。
背景技术
现有的电动车常用于代步或载货，常见于两轮电动车或三轮电动车，目前的电动车在设计上主要考虑功能性和实用性。国家最新出台《电动自行车安全技术规范》(GB17761-2018)，也仅仅是从设计速度、重量上去考虑电动车的安全性能，而实际生产、使用的电动车超速、超重仍普遍存在，电动车限速、限重等安全措施在普及上仍不够，电动车仍存在普遍的安全性能较差，交通安全隐患大，造成大量的人员伤亡事故的现象。在电动车伤亡事故中，常见于车辆侧翻、失速失控；另一方面，对于三轮电动车，停放占用空间较大也是需关注的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种概念电动单车，具体技术方案为：
一种概念电动单车，包括车罩、车座、刹车系统、控制系统、连接在车座上的车架和连接在车架上的车轮系统，所述车轮系统包括前轮系和后轮系，所述前轮系包括两个同轴连接的前轮、用于驱动前轮的驱动电机和控制前轮方向的转向轴，所述转向轴的两端通过万向节与两前轮相连接，所述后轮系包括单个的后轮和安全构件，所述安全构件安装连接在车架和后轮上；所述车座上设置有可控制电动单车转弯的车把，所述车把与转向轴相连接，车把上连接所述刹车系统；所述控制系统安装在车架上，其至少包括陀螺仪传感器、倾角传感器和中央控制器，所述中央控制器接收、处理所述陀螺仪传感器和倾角传感器的信号，并输出相应的控制信号，所述控制信号用于控制安全构件执行相应的动作，以减缓电动单车发生前倾或后倾，控制信号还用于控制驱动电机的转速，以防止电动单车发生侧翻。
进一步地，所述驱动电机为差速电机，两个所述前轮通过驱动桥相连接，差速电机设置在驱动桥上。
进一步地，所述驱动电机为分别设置在两个前轮上的、规格型号相同的轮毂电机。
进一步地，所述控制系统还包括电子差速控制系统，用于修正电动电动单车转弯时两个前轮的速度差。
进一步地，所述电子差速控制系统接收所述倾角传感器所检测的电动单车倾斜角度信号。
进一步地，所述倾角传感器检测到电动单车倾斜角度不小于30°时，所述控制信号控制驱动电机降低转速。
进一步地，所述安全构件包括第一液压杆和斜向上设置在后轮上的第二液压杆，所述第二液压杆的上端铰接在车架上，所述第一液压杆为电动液压杆，其一端连接车架，另一端连接第二液压杆，以使第一液压杆能推拉第二液压杆，以改变后轮的相对位置。
进一步地，所述陀螺仪传感器检测到前倾信号时，所述控制信号控制第一液压杆动作，以使后轮向远离前轮的方向移动；所述陀螺仪传感器检测到后倾信号时，所述控制信号控制第一液压杆动作，以使后轮向靠近前轮的方向移动。
进一步地，所述控制系统内还设置有驻车系统，中央处理器接收、处理驻车系统的信号，并发出控制信号来控制第一液压杆动作，使后轮向靠近前轮的方向移动，并停止于与前轮距离最近的位置。
进一步地，所述驻车系统可以采用有线控制模式或无线控制模式。
有益效果：
本发明通过设置控制系统和安全构件，提高电动单车的安全性能，可有效防止车轮侧翻、失速等隐患，同时减小占空停车空间。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明的内部示意图。
图3为本发明的电动单车前倾动作示意图。
图4为本发明的电动单车侧倾动作示意图。
图5为本发明的电动单车驻车示意图。
图中：1车罩，2车座，3车把，4刹车把，5前轮，6后轮，7转向轴，8万向节，9第一液压杆，10第二液压杆，11后轮架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步描述：
如图1、图2所示，一种概念电动单车，包括车罩1、车座2、刹车系统、控制系统、连接在车座2上的车架和连接在车架上的车轮系统，所述车座2为椅子状，其上设置有安全带，并设置于车罩1内，使使用此电动单车时兼具防雨功能，车罩1由透明材料制作而成，其设置有可打开的车门；所述车架包括托架和后背架，托架通过固定轴与车座2的底部相连接，托架上用于安装电池、控制系统等部件，其中，电池用于给电动单车提供动力，并给控制系统供电；后背架可与托架一体成型，其向上延伸至车座2的后背，并固定连接在车座2的后背上，所述车架均设置于车罩1内。
如图2所示，所述车轮系统包括前轮5系和后轮6系，所述前轮5系为包括两个同轴连接的前轮5、用于驱动前轮5的驱动电机和控制前轮5方向的转向轴7，所述转向轴7的两端通过万向节8与两前轮5相连接，所述后轮6系包括单个的后轮6和安全构件，所述安全构件安装连接在后背架和后轮6上。所述车座2上设置有可控制单车转弯的车把3，所述车把3与转向轴7通过连接轴相连接，所述连接轴为中空状，其内套设所述固定轴；所述车把3为调速转把，通过旋转车把3可调整驱动电机的转速，从而控制电动单车的速度；车把3上还连接有刹车把4，刹车片设置在两个前轮5处，刹车把4和刹车片构成所述刹车系统。
两个前轮5可以通过驱动桥相连接，也可以通过连接轴相连接。在一个实施例中，所述驱动电机为设置在驱动桥中部的差速电机，所述驱动桥的两端连接两个前轮5。所述驱动电机为差速电机，并通过齿轮向两边半轴传递动力，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边前轮5尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少前轮5与地面的摩擦，防止由于两前轮5的速度差而造成侧翻。在另一实施例中，所述驱动电机为分别设置在两个前轮5上的轮毂电机，两个轮毂电机的规格型号相一致，在电动单车转弯时，两个轮毂电机的速度差通过控制系统进行修正，从而防止侧翻。
如图2所示，所述安全构件包括第一液压杆9和第二液压杆10，后轮6上连接有后轮架11，第二液压杆10的下端径向设置在后轮架11上，上端铰接在后背架上，第一液压杆9为电动液压杆，其一端连接后背架上，另一端连接第二液压杆10，以使第一液压杆9能推动第二液压杆10，以改变后轮6的相对位置。
所述控制系统安装在托架上，其至少包括陀螺仪传感器、倾角传感器、驻车系统和中央控制器，所述中央控制器接收、处理所述陀螺仪传感器、倾角传感器和驻车系统的信号，并输出相应的控制信号；所述控制信号用于控制安全构件执行相应的动作，以减缓单车发生前倾或后倾，控制信号用于控制驱动电机减速，以防止单车发生侧翻，控制信号还用于在停止状况下的电动单车驻车。
如图3所示，所述陀螺仪传感器用于感应运动加速度矢量与重力加速度矢量的合成矢量，中央控制器以高速根据陀螺仪传感器的信号计算车身的前后平衡；如果车身的重心向前倾斜，即陀螺仪传感器检测到前倾信号时，中央控制器发出控制信号，控制第一液压杆9伸长以顶推第二液压杆10，使第二液压杆10伸长，从而使后轮6向远离前轮5的方向移动，直至陀螺仪传感器检测不到倾斜信号为止；如果车身的重心向后倾斜，即陀螺仪传感器检测到后倾信号时，中央控制器发出控制信号，控制第一液压杆9缩短以回拉第二液压杆10，从而使后轮6向靠近前轮5的方向移动，同时第二液压杆10相应地缩短，直至陀螺仪传感器检测不到倾斜信号为止；当陀螺仪传感器检测到倾斜信号越大时，中央控制器发出的控制信号使第一液压杆9动作的速度相应加快。当电动单车加速、减速或上坡、下坡时，由于加速度的变化，电动单车可能出现的倾斜现象将第一时间被检测到，从而通过所述安全构件来防止电动单车发生倾覆。
如图4所示，所述倾角传感器用于检测到电动单车的倾斜角度，当其检测到电动单车的倾斜角度不小于30°时，中央控制器将发出控制信号，以控制驱动电机降低转速防止发生倾覆或侧翻；当检测到的倾斜角度越大时，驱动电机的速度降低得越快，直至检测到的倾斜角度小于30°时，驱动电机将维持现有转速；同时，根据减速的情况，陀螺仪传感器能第一时间检测到前倾信号，从而控制第一液压杆9动作，以保证在驱动电机降速时的安全性。
在两个前轮5上设置轮毂电机的实施例中，所述控制系统还设置有电子差速控制系统；为满足电子差速控制系统的数据采集要求，也可设置轮速传感器，当然，电子差速控制系统也接收所述倾角传感器所检测的电动单车倾斜角度信号，使电动单车转弯时两个前轮5的转速差得以修正。
如图5所示，所述控制系统内还设置有驻车系统，在电动单车停止的情况下，触发驻车系统后，所述控制洗好能控制第一液压杆9动作，以使后轮6向靠近前轮5的方向移动，并停止于与前轮5距离最近的位置，节省停车的空间。所述驻车系统可以采用有线控制模式或无线控制模式，有线控制模式为在车身上设置一个和驻车系统电连接的按钮，以触发驻车系统；无线控制模式为在驻车系统内设置无线接收模块，采用手持设施发射无线信号，被无线接收模块接收后以驻车系统。

Claims (10)

1.一种概念电动单车，包括车罩、车座、刹车系统、控制系统、连接在车座上的车架和连接在车架上的车轮系统，其特征在于：所述车轮系统包括前轮系和后轮系，所述前轮系包括两个同轴连接的前轮、用于驱动前轮的驱动电机和控制前轮方向的转向轴，所述转向轴的两端通过万向节与两前轮相连接，所述后轮系包括单个的后轮和安全构件，所述安全构件安装连接在车架和后轮上；所述车座上设置有可控制电动单车转弯的车把，所述车把与转向轴相连接，车把上连接所述刹车系统；所述控制系统安装在车架上，其至少包括陀螺仪传感器、倾角传感器和中央控制器，所述中央控制器接收、处理所述陀螺仪传感器和倾角传感器的信号，并输出相应的控制信号，所述控制信号用于控制安全构件执行相应的动作，以减缓电动单车发生前倾或后倾，控制信号还用于控制驱动电机的转速，以防止电动单车发生侧翻。
2.根据权利要求1所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述驱动电机为差速电机，两个所述前轮通过驱动桥相连接，差速电机设置在驱动桥上。
3.根据权利要求1所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述驱动电机为分别设置在两个前轮上的、规格型号相同的轮毂电机。
4.根据权利要求3所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述控制系统还包括电子差速控制系统，用于修正电动电动单车转弯时两个前轮的速度差。
5.根据权利要求4所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述电子差速控制系统接收所述倾角传感器所检测的电动单车倾斜角度信号。
6.根据权利要求2或5所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述倾角传感器检测到电动单车倾斜角度不小于30°时，所述控制信号控制驱动电机降低转速。
7.根据权利要求1所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述安全构件包括第一液压杆和斜向上设置在后轮上的第二液压杆，所述第二液压杆的上端铰接在车架上，所述第一液压杆为电动液压杆，其一端连接车架，另一端连接第二液压杆，以使第一液压杆能推拉第二液压杆，以改变后轮的相对位置。
8.根据权利要求7所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述陀螺仪传感器检测到前倾信号时，所述控制信号控制第一液压杆动作，以使后轮向远离前轮的方向移动；所述陀螺仪传感器检测到后倾信号时，所述控制信号控制第一液压杆动作，以使后轮向靠近前轮的方向移动。
9.根据权利要求7所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述控制系统内还设置有驻车系统，中央处理器接收、处理驻车系统的信号，并发出控制信号来控制第一液压杆动作，使后轮向靠近前轮的方向移动，并停止于与前轮距离最近的位置。
10.根据权利要求9所述的一种概念电动单车，其特征在于：所述驻车系统可以采用有线控制模式或无线控制模式。
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