CN112440972A - 用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备 - Google Patents

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贾斯汀·米勒
斯姆如蒂·帕尼格拉希
蒂莫西·费尔德坎普
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Abstract

本公开提供了“用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备”。一种用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备包括：至少一个电动马达，其联接到所述踏板车的至少一个车轮以提供驱动功率以启用所述踏板车的向前动量；至少一对制动衬片，其在所述踏板车上使得每个制动衬片适于与所述车轮中相应车轮实现机械制动接触以提供对所述踏板车的导航转向；以及计算模块，其在所述踏板上并且电连接到每个制动衬片。所述计算模块适于接收电信号并且将其计算为对应的制动命令，以便确定所述机械制动接触，以产生所述踏板车的所述向前动量的对应减慢和转向，以便提供对所述踏板车的导航转向。

Description

用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备
技术领域
本公开涉及一种电动踏板车，并且更具体地涉及一种用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备。
背景技术
在人口稠密的城市地区，一种替代类型是电动踏板车形式的个人移动装置，通常称为电动踏板车(eScooter)。电动踏板车被引入几个主要都会城市的选定区域，期望其将是可行的有成本效益的交通替代方案。
通常，公司拥有多辆电动踏板车，并且根据为使用时间付费的客户提供短暂使用的商业模式进行运营。这些公司的收入取决于每辆电动踏板车的利用率，利用率是通过确保需要电动踏板车的客户将很容易获得一辆电动踏板车来增加的。
这些公司的一个成本来源是与电动踏板车购买相关联的资本成本。电动踏板车的价格需要是经济的，使得公司可以(a)在整个城市内铺设许多电动踏板车，以及(b)使破坏的影响最小化。第二成本来源是为电动踏板车的电池再充电的价格。通常，拥有电动踏板车的公司向独立的承包商支付费用以收集电动踏板车，对它们进行充电并且然后重新部署它们。然而，这种独立承包商使用的方式显著地增加了该第二成本来源。
发明内容
一种用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备包括至少一个电动马达，其联接到所述踏板车的至少一个车轮以提供驱动功率以启用所述踏板车的向前动量；至少一对制动衬片，其在所述踏板车上使得每个制动衬片适于与所述车轮中相应车轮实现机械制动接触以提供对所述踏板车的导航转向；以及计算模块，其在所述踏板上并且电连接到每个制动衬片。所述计算模块适于接收电信号并且将其计算为对应的制动命令，以便确定所述机械制动接触，以产生所述踏板车的所述向前动量的对应减慢和转向，以便提供对所述踏板车的导航转向。
附图说明
图1示出了可以与制动转向设备结合使用的三轮电动踏板车，所述制动转向设备可操作以将电动踏板车自主导航至期望的目的地，以便从而降低其前述成本。
图2以框图形式示出了应用于电动踏板车上以用于将其自主导航至期望目的地的制动转向设备的示例性实施例。
图3以示意图的形式示出了在三轮电动踏板车的一个实施例上的制动转向设备的前视图。
图4以示意图的形式示出了在三轮电动踏板车的另一个实施例上的制动转向设备的前视图。
图5以示意图的形式示出了在图4的三轮电动踏板车上的制动转向设备的俯视图。
图6以示意图的形式示出了在三轮电动踏板车的一个实施例上的制动转向设备的俯视图。
具体实施方式
概述
本公开涉及用于三轮和两轮自主电动踏板车的转向机构。在一些情况下，转向机构在电动踏板车的前轮上使用差速摩擦。例如，电动踏板车的转向板使用一个或多个马达(例如，为了左转，电动踏板车板顺时针旋转，这导致在前轮和制动衬片之间的间隙调整，并且反之亦然以右转)。在其他情况下，电动踏板车板不旋转，而是制动衬片上下移动以实现与前轮的接触(例如，如果电动踏板车想要左转，右制动衬片向下移动以接触左前轮，并且反之亦然以右转)。在其他情况下，诸如使用两轮自主电动踏板车的情况下，电动踏板车向下移动两个“训练轮”以接触地面，并且每个车轮具有附接至其的制动衬片。为了左转，左训练轮由于制动力而减速，并且反之亦然以右转。
说明性实施例
以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不意图限制所描述的实施例或所描述的实施例的应用和使用。贯穿附图的若干视图，本文中相同的附图标记指代相同的部分。如本文所使用，词语“示例性”或“说明性”意指“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”或“说明性”的任何实现方式不一定被解释为比其他实现方式优选或有利。下文描述的所有实现方式是示例性实现方式，其被提供来使本领域技术人员能够制造或使用本公开的实现方式，并且不意图限制由权利要求限定的本公开的范围。出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“左”、“后”、“右”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应当如图1中所取向的那样与本发明相关。此外，并不意图由在先前技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论约束。还应当理解，在附图中说明且在以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求中限定的创造性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求明确另外规定，否则不应当将与本文公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性视为具有限制性。
现在参考附图，在图3至图6中的不同实施例中示出了图1中所示的电动踏板车100。电动踏板车的第一实施例(总体指定为100-1，如图3中所示)以及电动踏板车的第二实施例(总体指定为100-2，如在图4和图5中所示)为三轮电动踏板车。电动踏板车的第三实施例(总体指定为100-3，如图6中所示)为两轮电动踏板车。电动踏板车100-1至100-3中的每一者可以与制动转向设备(在图2中总体指定为102)结合使用。
安装在电动踏板车100-1至100-3中的每一者上的制动转向设备102可以经由互联网云连接106或任何其他合适的无线网络布置与远程基础控制器104无线通信。远程基础控制器104可以操作以经互联网云连接106向电动踏板车100-1至100-3中的每一者发送无线电信号以控制其制动转向设备102，以便在自主导航模式中允许对电动踏板车的自主导航。以这种方式，电动踏板车100-1至100-3可以自主地导航至期望的目的地，诸如收集区域108，在该收集区域108中，电动踏板车可以被再充电、维修并且然后部署回到将可获得其以重新使用的期望位置。
电动踏板车100-1至100-3中的每一者具有多个车轮。另外，电动踏板车100-1至100-3具有相应的细长平台110-1至110-3(通常还称为板或踏板)、直立手柄112-1至112-3和框架114-1至114-3，所述框架114-1至114-3被配置为支撑平台110-1至110-3和细长手柄112-1至112-3且由多个车轮支撑。平台110-1至110-3被配置为使用电动踏板车支撑乘坐者的重量。更具体地，构成图3中所示的第一实施例的电动踏板车100-1具有两个间隔开的右轮116-1和左轮118-1，所述右轮116-1和左轮118-1在其前部由框架114-1支撑；以及一个中心轮120-1，所述中心轮120-1在其后部由框架114-1支撑并且位于两个右前轮116-1和左前轮118-1中间并且与其向后间隔开。构成图4和图5中所示的第二实施例的电动踏板车100-2具有两个间隔开的右前轮116-2和左前轮118-2；以及一个中心后轮120-2，其由框架114-2支撑。构成图6中所示的第三实施例的电动踏板车100-3具有在前部由框架114-3支撑的一个前轮122以及在后部由框架114-3支撑的另一个车轮124，因此其位于框架的相对端。
如图2中所看到的，安装在电动踏板车100-1至100-3中的每一者上用于控制其自主导航的制动转向设备102包括至少一个电动马达126-1至126-3、至少一对制动衬片128-1至128-3和130-1至130-3以及计算模块132。相应的电动马达126-1至126-3安装在电动踏板车100-1至100-3上并且联接到其多个车轮中的至少一个，以提供驱动功率以启用相应电动踏板车的向前动量。制动衬片128-1至128-3和130-1至130-3中的每一个适于在相对于彼此的差速摩擦的基础上与车轮中的相应车轮实现机械制动接触，以提供对相应电动踏板车的导航转向。计算模块132安装在相应的电动踏板车100-1至100-3上并且电连接到制动衬片128-1至128-3和130-1至130-3中的每一个。计算模块132适于接收电信号并且将其计算为对应的制动命令，以便在差速摩擦的基础上确定机械制动接触，以产生相应电动踏板车的向前动量的对应减慢和转向，以便提供对其的导航转向。制动转向设备102还可以包括一个或多个传感器134，其安装在相应的电动踏板车100-1至100-3上并且适于接收从远程基础控制器104传输的无线电信号并且产生传感器信号；以及自主导航模块136，其安装在相应电动踏板车100-1至100-3上以接收来自传感器134的传感器信号并且响应于其，将电动踏板车从正常模式切换到自主导航模式并且产生至计算模块132的转向命令。
图3示意性地描绘了安装在电动踏板车100-1的第一实施例上的制动转向设备102的前视图。在电动踏板车100-1的该第一实施例中，其相应的平台110-1可旋转地安装在电动踏板车的框架114-1上，以用于围绕电动踏板车的相应前后轴线138-1以横向关系进行顺时针和逆时针倾斜旋转。制动衬片128-1、130-1在从前后轴线138-1沿相反方向移位并且接近右前轮116-1和左前轮118-1的位置处附接到相应平台110-1的下侧，以便对应于平台110-1的倾斜实现与右前轮和左前轮的机械制动接触，且不改变制动衬片的形状。平台110-1联接到电动马达126-1并且由电动马达基于从计算模块132接收的制动命令而倾斜。而且，细长手柄112-1独立于电动踏板车100-1的可旋转平台110-1直立地安装在电动踏板车100-1的框架114-1上。
参考图4和图5，其以示意图的形式示出了安装在电动踏板车100-2的第二实施例上的制动转向设备102的前视图和俯视图。在电动踏板车100-2的该第二实施例中，其相应的平台110-2相对于电动踏板车的相应的前后轴线138-2固定地安装在电动踏板车的框架114-2上。制动衬片128-2、130-2在从前后轴线138-2沿相反方向移位并且接近右前轮116-2和左前轮118-2的位置处附接到相应平台110-2的下侧。制动衬片128-2、130-2适于被电致动以基于从计算模块132接收的制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上与电动踏板车的前轮中的相应前轮实现对应的机械制动接触以提供对电动踏板车的导航转向。此外，细长手柄112-2固定地直立安装在电动踏板车的平台110-2上。
参考图6，其以示意图的形式示出了安装在电动踏板车100-3的第三实施例上的制动转向设备102的俯视图。在电动踏板车100-3的该第三实施例中，其相应的平台110-3相对于沿着电动踏板车的框架延伸的相应前后轴线138-3固定地安装在电动踏板车的框架114-3上。此外，一对辅助轮140各自安装在一对臂142中的一个的对应的外端部上，该对臂142安装在从前后轴线138-3在相反方向上移位并且可朝向和远离平台110-3移动的位置上，以在远离平台移动之后实现与支撑电动踏板车的地面的接触。制动衬片128-3、130-3在臂142和电动踏板车平台110-3之间延伸并且附接到臂142和电动踏板车平台110-3。制动衬片128-3、130-3适于被电致动以基于从计算模块132接收的制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上与臂142中相应的臂实现对应的机械制动接触以提供对电动踏板车的导航转向。此外，细长手柄112-3固定地直立安装在电动踏板车的平台110-3上。
总之，第一实施例的电动踏板车100-1由向左或向右倾斜的乘坐者手动转向或由制动衬片128-1、130-1的上述动作自主转向，从而导致平台110-1的期望倾斜，导致电动踏板车100-1的期望转弯。第二实施例的电动踏板车110-2由转动手柄112-2的乘坐者手动转向或由制动衬片128-2、130-2的上述动作自主转向，以导致电动踏板车100-2的期望转弯。第三实施例的电动踏板车110-3由转动手柄112-3的乘坐者手动转向或由辅助轮140和制动衬片128-3、130-3的上述动作自主转向，以导致电动踏板车100-3的期望转弯。
尽管已经描述了本公开的具体实施例，但是许多其他修改和替代实施例都在本公开的范围内。例如，相对于特定装置或部件描述的功能性中的任一者可由另一个装置或部件来执行。进一步，虽然已经描述了特定装置特性，但是本公开的实施例可涉及许多其他装置特性。此外，尽管已经用结构特征和/或方法动作特有的语言描述了实施例，但是应理解，本公开不一定受限于所描述的特定特征或动作。而是，将具体特征和动作公开为实现实施例的说明性形式。除非另有明确规定或在使用时在上下文内以其他方式理解，否则诸如尤其是“可”、“可以”、“可能”或“可能会”等条件语言一般意图表达某些实施例可以包括某些特征、元件和/或步骤，而其他实施例可不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，此类条件语言一般并不意图暗示一个或多个实施例以任何方式需要各特征、元件和/或步骤。
根据一个实施例，本发明的特征还在于细长手柄，所述细长手柄固定地直立安装在所述电动踏板车的所述平台上。
根据一个实施例，在所述电动踏板车上的所述车轮包括一对前轮以及位于所述一对前轮中间并且与其向后间隔开的后轮。
根据一个实施例，本发明的特征还在于平台，所述平台相对于所述电动踏板车的所述前后轴线固定地安装在所述电动踏板车上；以及一对辅助轮，所述一对辅助轮各自在从所述前后轴线以相反的方向移位并且可朝向和远离所述平台移动的位置处的一对臂中的一个的对应的外端部上，以在远离所述平台移动之后实现与支撑所述电动踏板车的地面的接触，所述制动衬片在所述臂和所述电动踏板车之间延伸并附接至所述臂和所述电动踏板车以及适于被电致动以基于从所述计算模块接收的所述制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上与所述臂中相应臂实现对应的机械制动接触，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
根据一个实施例，本发明的特征还在于细长手柄，所述细长手柄固定地直立安装在所述电动踏板车的所述平台上。
根据一个实施例，在所述电动踏板车上的所述车轮还包括前轮和与所述前轮向后间隔开的后轮。

Claims (15)

1.一种用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备，其包括：
至少一个电动马达，所述至少一个电动马达安装在所述电动踏板车上并且联接到所述电动踏板车的多个车轮中的至少一个以提供驱动功率以启用所述电动踏板车的向前动量；
多个制动衬片，所述多个制动衬片安装在所述电动踏板车上，使得所述制动衬片中的每一个适于在相对于彼此的差速摩擦的基础上与所述电动踏板车的所述车轮中的相应车轮实现机械制动接触以提供对所述电动踏板车的导航转向；以及
计算模块，所述计算模块安装在所述电动踏板车上并且与所述制动衬片中的每一个电连通，所述计算模块适于接收电信号并且将其计算为对应的制动命令，以在所述差速摩擦的基础上确定所述机械制动接触，以产生所述电动踏板车的所述向前动量的对应减慢和转向，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
2.如权利要求1所述的制动转向设备，其还包括平台，所述平台可旋转地安装在所述电动踏板车上，以用于围绕所述电动踏板车的前后轴线以横向关系进行顺时针和逆时针倾斜旋转，所述制动衬片在从所述前后轴线以相反的方向移位并且靠近所述车轮中的前面的一对的位置处附接到所述平台的下侧，以便对应于所述平台的倾斜而实现与所述前轮的机械制动接触，所述平台联接到所述至少一个电动马达并且基于从所述计算模块接收的所述制动命令由所述至少一个电动马达倾斜。
3.如权利要求2所述的制动转向设备，其还包括细长手柄，所述细长手柄独立于所述电动踏板车的所述可旋转平台直立地安装在所述电动踏板车上。
4.如权利要求2所述的制动转向设备，其中在所述电动踏板车上的所述车轮包括所述一对前轮以及位于所述一对前轮中间并且与其向后间隔开的后轮。
5.如权利要求1所述的制动转向设备，其还包括平台，所述平台相对于所述电动踏板车的前后轴线固定地安装在所述电动踏板车上，所述制动衬片在从所述前后轴线以相反的方向移位并且靠近前面的一对车轮的位置处附接到所述平台的下侧，所述制动衬片适于被电致动以基于从所述计算模块接收的所述制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上实现与所述电动踏板车的所述车轮的相应车轮的对应的机械制动接触，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
6.如权利要求5所述的制动转向设备，其还包括细长手柄，所述细长手柄固定地直立安装在所述电动踏板车的所述平台上。
7.如权利要求5所述的制动转向设备，其中在所述电动踏板车上的所述车轮包括所述一对前轮以及位于所述一对前轮中间并且与其向后间隔开的后轮。
8.如权利要求1所述的制动转向设备，其还包括：
平台，所述平台相对于所述电动踏板车的所述前后轴线固定地安装在所述电动踏板车上；以及
一对辅助轮，所述一对辅助轮各自在从所述前后轴线以相反的方向移位并且可朝向和远离所述平台移动的位置处的一对臂中的一个的对应的外端部上，以在远离所述平台移动之后实现与支撑所述电动踏板车的地面的接触，所述制动衬片在所述臂和所述电动踏板车之间延伸并附接至所述臂和所述电动踏板车以及适于被电致动以基于从所述计算模块接收的所述制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上与所述臂中相应臂实现对应的机械制动接触，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
9.如权利要求8所述的制动转向设备，其还包括细长手柄，所述细长手柄固定地直立安装在所述电动踏板车的所述平台上。
10.如权利要求8所述的制动转向设备，其中在所述电动踏板车上的所述车轮还包括前轮和与所述前轮向后间隔开的后轮。
11.一种用于控制电动踏板车的自主导航的制动转向设备，其包括：
至少一个电动马达，所述至少一个电动马达安装在电动踏板车上并且联接到所述电动踏板车的多个车轮中的至少一个以提供驱动功率以启用所述电动踏板车的向前动量；
至少一对制动衬片，所述至少一对制动衬片安装在所述电动踏板车上，使得所述制动衬片中的每一个适于在相对于彼此的差速摩擦的基础上与所述电动踏板车的所述车轮中的相应车轮实现机械制动接触以提供对所述电动踏板车的导航转向；
至少一个传感器，所述至少一个传感器安装在所述电动踏板车上并且适于接收从远程位置传输的无线电信号并且产生传感器信号；
自主导航模块，所述自主导航模块安装在所述电动踏板车上以从所述传感器接收所述传感器信号，并且响应于所述传感器信号将所述电动踏板车从正常模式切换到自主导航模式并产生转向命令；以及
计算模块，所述计算模块电连接到所述自主导航模块并且电联接到所述制动衬片中的每一个，所述自主导航模块适于接收所述转向命令并且在所述差速摩擦的基础上将所述转向命令变换成确定所述机械制动接触的对应的制动命令，以产生所述电动踏板车的所述向前动量的对应减慢和转向，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
12.如权利要求11所述的制动转向设备，其还包括平台，所述平台可旋转地安装在所述电动踏板车上，以用于围绕所述电动踏板车的前后轴线以横向关系进行顺时针和逆时针倾斜旋转，所述制动衬片在从所述前后轴线以相反的方向移位并且靠近所述车轮中的前面的一对的位置处附接到所述平台的下侧，以便对应于所述平台的倾斜而实现与所述前轮的机械制动接触且不改变所述制动衬片的形状，所述平台联接到所述至少一个电动马达并且基于从所述计算模块接收的所述制动命令由所述至少一个电动马达倾斜。
13.如权利要求12所述的制动转向设备，其还包括细长手柄，所述细长手柄独立于所述电动踏板车的所述可旋转平台直立地安装在所述电动踏板车上。
14.如权利要求12所述的制动转向设备，其中在所述电动踏板车上的所述车轮包括所述一对前轮以及位于所述一对前轮中间并且与其向后间隔开的后轮。
15.如权利要求11所述的制动转向设备，其还包括平台，所述平台相对于所述电动踏板车的前后轴线固定地安装在所述电动踏板车上，所述制动衬片在从所述前后轴线以相反的方向移位并且靠近前面的一对车轮的位置处附接到所述平台的下侧，所述制动衬片适于被电致动以基于从所述计算模块接收的所述制动命令来改变其相应形状，以在相对于彼此的差速摩擦的基础上实现与所述电动踏板车的所述车轮的相应车轮的对应的机械制动接触，以提供对所述电动踏板车的导航转向。
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