CN110803245A - 电动平衡车车体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动平衡车车体结构，包括踏板部件、横向联接部件和带轮轴的车轮，所述横向联接部件与第一轮轴转动连接，横向联接部件与第二轮轴固定连接，第一踏板部件与横向联接部件转动连接，第一踏板部件可在横向部件上前后倾斜地摆动，第一轮轴穿入所述的横向部件上的轴孔中，第一踏板部件与第一轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制第一轮轴与横向部件轴向脱离，第二踏板部件布置在横向联接部件上。本发明优点是装配简单，横向联接部件和第一踏板部件转动连接时就将两者结合，然后第一踏板部件被第一轮轴轴向限制时，横向联接部件也被轴向限制。第二轮轴与横向联接部件固定无需再连接第二踏板部件。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动车，尤其涉及一种由伺服电机驱动的电动平衡车车体结构。
背景技术
电动平衡车，是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，以保持车体和系统的平衡。电动平衡车是现代人用来作为代步工具和休闲娱乐器械。
市面上出现的平衡车大致包括两种，第一种是骨架分为左右结构，中间靠转动件连接的扭扭车，另一种是刚性更好的骨架一体结构平衡车。
申请公布号为CN106560384A的人机互动体感车，其包括一整体支撑骨架、车轮上的轮轴与支撑骨架固定连接，踏板装置可转动式地连接在支撑骨架上，脚踏装置上设有缓冲弹性装置，踏板装置转动位置传感器感测到踏板装置相对于支撑骨架的倾斜度信息，然后通过控制装置驱动车轮移动或转动，这种连接方式装配繁琐，弹性装置易损。申请公布号为CN207241897U的平衡姿态车，包括与电机连接的连接轴，踏板和一体的骨架都是连接在连接轴上，但是在连接轴的轴向上踏板和骨架不能靠一个连接件对其做到限制，因此每个踏板和骨架都要通过多道螺丝与连接轴锁定，装配比较复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车体车轮装配简单且节约成本的结构。
实现本发明所采用的技术方案为：一种电动平衡车车体结构，包括踏板部件、横向联接部件和带轮轴的车轮，所述横向联接部件与第一轮轴转动连接，横向联接部件与第二轮轴固定连接，第一踏板部件与横向联接部件转动连接，第一踏板部件可在横向部件上前后倾斜地摆动，第一轮轴穿入所述的横向部件上的轴孔中，第一踏板部件与第一轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制第一轮轴与横向部件轴向脱离，第二踏板部件布置在横向联接部件上。
进一步的，所述第一踏板部件设有插孔与第一轮轴插连。
进一步的，所述锁定件以第一车轴的径向插入，第一轮轴侧边设有内陷的平凹口作为限位部，平凹口沿第一轮轴轴向的两端形成两个阻挡部位用于限制锁定件轴向位移。
进一步的，所述第一轮轴侧边设有两道内陷的平凹口作为限位部，所述锁定件以第一车轴的径向插入并夹在两道平凹口上。
进一步的，所述锁定件与第一踏板部件可拆卸连接。
进一步的，所述第一踏板部件上设有装配槽，锁定件插入装配槽方向为第一轮轴的径向，锁定件与第一踏板部件通过螺丝连接。
进一步的，所述横向联接部件上连接旋转座，旋转座上设有穿插第一车轴的轴孔。
进一步的，所述横向联接部件上设有一体成型的连接部，连接部上设有穿插第一车轴的轴孔。
进一步的，所述第一踏板部件与横向联接部件铰接，第一踏板部件与横向联接部件的旋转轴向限制移动。
进一步的，所述第一轮轴上设有径向开设的孔道，所述的锁定件包括插杆，所述的插杆插入孔道内。
进一步的，所述第二踏板部件包括踏板盖，踏板盖固定连接在横向联接部件上。
现有技术相比，本发明的优点：
1、与轮轴的连接件减少，第一踏板部件转动连接在横向联接部件上，旋转轴向上两者相互限定，两者结合为一个主体同时与第一轮轴装配，第二踏板部件不用与第二轮轴装配。
2、装配简单，只需要将第一轮轴插入横向联接部件和第一踏板部件，然后可以通过一个锁定件固定后就将三者结合，可限制横向联接部件和第一踏板部件相对第一轮轴的轴向移动。横向联接部件和第一踏板部件转动连接时就将两者结合，然后第一踏板部件被第一轮轴轴向限制时，横向联接部件也被轴向限制。第二轮轴与横向联接部件固定无需再连接第二踏板部件。
附图说明
以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于说明背景技术和解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
图1为平衡车整体外形示意图；
图2为平衡状态去上盖示意图；
图3为平衡车分解示意图；
图4为踏板部件刨切示意图；
图5为踏板部件示意图；
图6为方案一踏板部件与轮轴联结刨切示意图；
图7为方案二踏板部件与轮轴联结刨切示意图；
图8为电机与轮轴的连接示意图。
图9为另外一种踏板部件结构。
图中，1车轮；2第一踏板部件；2-1凹陷处；2-2装配槽；2-3插孔；3踏板盖；3-1第二踏板部件，4车轮；4-2第二车轴；5横向联接部件；6上盖；7第一轮轴；7-1平凹口；7-2阻挡部位；8螺丝孔；9旋转座二；10螺柱；11旋转座一；12锁定件；121触接面；13杆件；14孔道；15转子模块；16定子模块；17花键；18连接部。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1、图8所示，电动平衡车包括两个车轮（1、4），车轮（1、4）内有电机，优选的采用外转子伺服电机。各车轮（1、4）连接轮轴，具体的，转子模块15在定子模块16外圈，轮轴直接插入电机的定子模块16与定子模块16固连，例如，在轮轴上设有花键17或单键，定子模块16内设有键槽，将两者压合连接。
图1、图2所示，两轮轴之间设有横向联接部件5，横向联接部件5与第一轮轴7铰接，横向联接部件5与第二轮轴4-1固定。横向联接部件5用于确定两车轮（1、4）的间距。
图3所示，第一轮轴7上连接旋转座一11，第一轮轴7插入旋转座一11的轴孔中，旋转座一11与横向联接部件5固定连接。优选的，旋转座一11与横向联接部件5通过螺丝固定连接。更优选的，设有两个旋转座一11与第一轮轴7连接。
图9中，另一个方案，横向联接部件5上设有一体成型的连接部18，在连接部上设有轴孔，第一轮轴7插入轴孔中。
第一踏板部件2其中一个转动点与横向联接部件5转动连接。具体的，在横向联接部件5上设有旋转座二9，旋转座二9与横向联接部件5通过螺丝固定连接。更具体的，旋转座二9与第一踏板部件2通过转轴铰接，旋转座二9通过螺丝固定在横向联接部件5上，第一踏板部件2上设有螺丝孔8，方便螺丝穿过第一踏板部件2与横向联接部件5的螺柱10连接。此时是第一踏板部件2与横向联接部件5旋转轴向限制，但是能相对转动，形成了一个装配部件。
图4-图6所示，方案一中，在第一轮轴7上设有两道轴对称的平凹口7-1，平凹口7-1可以是平面，车轮（1、4）受到师父电机的平衡力在平衡状态时，平凹口7-1设在第一轮轴7的侧面呈垂直状态。优选的，第一轮轴7两侧车出或铣出两个平面，平凹口7-1轴向前后自然形成阻挡部位7-2。
第一踏板部件2上设有锁定件12，第一轮轴7直接插入联接部件5的旋转座一11中。然后只要锁定件12轴向插入第一轮轴7就能进行轴向的锁定。同时锁定件12用于第一踏板部件2与第一轮轴7的旋转方向的固定。
具体的，第一踏板部件2上设有装配槽2-2，锁定件12与第一踏板部件2是能拆分的，并用螺丝固定。锁定件12插入装配槽2-2，锁定件12头部沿第一轮轴7的径向插入。锁定件12上设有两道触接面121，两道触接面121形成叉架，触接面121位置刚好与第一轮轴7上平凹口7-1接触，锁定件12被阻挡部位7-2轴向限制。此设计有两个作用，一是将第一踏板部件2和横向联接部件5通过一个部件与轮轴进行限定；二是锁定件12与第一轮轴7面面限制后第一轮轴7与第一踏板部件2之间双向旋转联动。
如果旋转座二9设在第一踏板部件2中间处，则采用一个旋转座二9结构能能支撑第一踏板部件2的踩踏受力。
优选的，在第一踏板部件2上设有插孔2-3，第一轮轴7直接插入第一踏板部件2的插孔2-3中，这样使第一踏板部件2有两个转动点，踩踏时可以受力均匀。相比第一踏板部件2设两个旋转座二9，装配更为简单，又能可以节约一个旋转座二9的成本。
更优选的，锁定件12形成的叉架的两道触接面121与第一轮轴7接触，其顶部也与第一轮轴7接触，这样踩踏时又多了一个接触点，可以增强刚性。
方案二中，图7所示，在第一轮轴7上设有一个径向设置的孔道14，第一踏板部件2上设有锁定件12，锁定件12包括轴或是杆件13，锁定件12刚好能插入第一轮轴7的孔道14中。因此，通过锁定件12能限制横向联接部件5和第一踏板部件2的轴向脱离，第一轮轴7与第一踏板部件2之间也能双向旋转联动。
关于第一踏板部件2与第一轮轴7双向旋转联动的作用。
第一踏板部件2上设有可感知第一踏板部件2倾斜度的传感器和控制器，传感器各自感受第一踏板部件2的倾斜而控制车轮1前后转动。第一轮轴7在伺服系统的作用下始终处于平衡状态，当第一踏板部件2踩踏倾斜后通过第一轮轴7的反向作用力也能将第一踏板部件2回正至水平位置，保持第一踏板部件2水平的精准度。
第二踏板部件3-1布置在横向联接部件5上，第二踏板部件3-1设在一个踏板盖3上，踏板盖3与横向联接部件5固连。
横向联接部件5上设有可感知横向联接部件5倾斜度的传感器和控制器，传感器感受第二踏板部件3-1与横向联接部件5的倾斜而控制车轮4前后转动。第二轮轴4-1在伺服系统的作用下始终处于平衡状态，当第二踏板部件3-1踩踏倾斜后通过第二轮轴4-1的反向作用力也能将横向联接部件5回正至水平位置。
传感器与控制器以现有结构作为案例进行说明：传感器包括角度传感器、加速度传感器或陀螺仪，加速度传感器可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。只需要测量其中一个方向上的加速度值，就可以计算出车倾角。比如使用X轴向上的加速度信号，车直立时，固定加速度器在X轴水平方向，此时输出信号为零偏电压信号。当车发生倾斜时，重力加速度g便会在X轴方向形成加速度分量，从而引起该轴输出信号的变化。陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度，可以测量车倾斜的角速度，将角速度信号进行积分处理便可以得到车的倾角。两种传感器都单独获得动态情况下的准确，稳定的姿态，但是这两种传感器具有互补性，即：加速度传感器在静态情况下使用效果会好一些，陀螺仪在动态情况下使用，效果会好一些。此时，就需要一种算法：带补偿的可变模糊卡尔曼滤波算法，来实现姿态数据的融合，从而获得在高动态环境下的稳定准确的姿态信息。
控制器可以是光电编码器，例如采用现有的增量式编码器，其主要工作原理也是光电转换，但其输出的是A、B、Z三组方波脉冲，其中A、B两脉冲相位差相差度以判断电动机的旋转方向，Z脉冲为每转一个脉冲以便于基准点的定位。
第一踏板部件2包括踏板盒与踏板盖，踏板盒中间向内凹陷，在凹陷处2-1设有传感器和控制器，传感器和控制器设在一块电路板中，第一轮轴7中心引出的接线与电路板连接。横向联接部件5上还设有上盖6，上盖6也与第一踏板部件2连接，上盖6随着第一踏板部件2转动而转动，图4中，横向联接部件5侧面设有间距S，该间距用于上盖6的活动。
横向联接部件5为板状结构，内有充电电池位于凹腔内。中间盖将横向联接部件5闭合，使充电电池隐藏在横向联接部件5内部。横向联接部件5也可以为长条状结构。
以上对本发明所提供的电动平衡车进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.一种电动平衡车车体结构，包括踏板部件、横向联接部件和带轮轴的车轮，其特征在于，所述横向联接部件与第一轮轴转动连接，横向联接部件与第二轮轴固定连接，第一踏板部件与横向联接部件转动连接，第一踏板部件可在横向部件上前后倾斜地摆动，第一轮轴穿入所述的横向部件上的轴孔中，第一踏板部件与第一轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制第一轮轴与横向部件轴向脱离，第二踏板部件布置在横向联接部件上。
2.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第一踏板部件设有插孔与第一轮轴插连。
3.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述锁定件以第一车轴的径向插入，第一轮轴侧边设有内陷的平凹口作为限位部，平凹口沿第一轮轴轴向的两端形成两个阻挡部位用于限制锁定件轴向位移。
4.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第一轮轴侧边设有两道内陷的平凹口作为限位部，所述锁定件以第一车轴的径向插入并夹在两道平凹口上。
5.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述锁定件与第一踏板部件可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第一踏板部件上设有装配槽，锁定件插入装配槽方向为第一轮轴的径向，锁定件与第一踏板部件通过螺丝连接。
7.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述横向联接部件上连接旋转座，旋转座上设有穿插第一车轴的轴孔。
8.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述横向联接部件上设有一体成型的连接部，连接部上设有穿插第一车轴的轴孔。
9.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第一踏板部件与横向联接部件铰接，第一踏板部件与横向联接部件的旋转轴向限制移动。
10.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第一轮轴上设有径向开设的孔道，所述的锁定件包括插杆，所述的插杆插入孔道内。
11.根据权利要求1所述的电动平衡车车体结构，其特征在于，所述第二踏板部件包括踏板盖，踏板盖固定连接在横向联接部件上。
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| PB01 | Publication | ||
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