CN112693553A - 蓄能飞轮平衡驱动式滑板车 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/10—Rider propulsion of wheeled vehicles involving devices which enable the mechanical storing and releasing of energy occasionally, e.g. arrangement of flywheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor

Abstract

本发明公开了一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车，该装置的飞轮安装于滑板车的前叉上。轮圈上设置大内齿圈。飞轮上固定小齿轮，小齿轮与两个前轮圈啮合。当滑板车滑行时轮圈带动飞轮高速旋转蓄能，用来延长滑板车的行驶距离，一次滑行20—50米左右，是传统滑板车滑行距离的数倍。飞轮高速旋转的惯量，产生的陀螺效应，让滑板车方向稳定。飞轮由盘式永磁无铁芯电机的转子来替代，因为电枢定子只有线圈，所以转动无阻力的特性，用于滑板车正是绝配。以上的盘式永磁无铁芯电机应用，不但做到了无阻力滑行，还实现了助力滑行，在不用电池，电源的情况下实现滑板车续力滑行功能，做短途代步。

Description

蓄能飞轮平衡驱动式滑板车
技术领域
本发明涉及一种人力蹬踏转化为驱动力的滑板车。
背景技术
目前市场上滑板车依靠人力向前运动，用脚蹬踏产生的推力滑行方式，滑行原理主要是依靠踏步蹬踏的速度推进的。
普通滑板车一次蹬踏能滑行5—10米左右，只能作为玩具使用，很难作为交通工具使用。市场也有的滑板车是加脚踏链条驱动方式的，存在结构复杂，成本高等缺点。
市场上有采用电动驱动的滑板车，是在轮子上安装轮毂电机，其电机是有矽钢片线绕式电机，这种电机存在咬住力矩，铁芯有涡流损耗，转动阻力大，使滑板车丧失了原本的滑行功能，不能做到无阻力滑行。
滑板车因为产品特性，通常采用很小的轮子，只有6—8寸，带来的缺点是行驶平衡性能差，操控难度大，没有大轮自行车那么平稳。
为克服上述滑板车的不足，市场提出了要滑行距离远、轻便携带、行驶平稳的新需求。特别是将滑板车改造为可兼短途代步工具，成为户外山区丘陵徒步的辅助运动器材。
发明内容
本发明提供一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车。具体是在滑板车前轮的前叉腿位置处安装惯性陀螺蓄能式飞轮。所述的飞轮上设置小齿轮。前轮圈内侧设置大齿圈，齿圈为内齿式。飞轮经小齿轮与轮圈上大的内齿圈啮合，即飞轮转速大于轮圈，这样前轮圈旋转一圈，飞轮就能旋转很多圈。所述飞轮转速大于轮圈10倍转速。
所述飞轮和轮圈旋转方向一致，同时产生陀螺效应叠加态，在前轮轴向产生强大的稳定力，让滑板车行驶方向更加稳定。
所述飞轮高速旋转的情况下会产生巨大蓄能惯量，并且产生陀螺效应，超控更容易，以避免摔倒的安全风险，这一不倒翁效应能让滑板车载人稳定安全地下坡。
所述滑板车蹬踏加速滑行时，所述飞轮被带动高速旋转，能量储存在高速飞轮中。因飞轮被加速后高速旋转的巨大惯量，能够在人蹬踏停止后继续驱动滑板车行驶一段距离，从而延长了滑板车的滑行距离。
本发明所述滑板车一下多次蹬踏提升速度，由飞轮蓄能，提升运动惯量，能一次滑行20—50米左右，是传统滑板车滑行距离的数倍。
所述滑板车是将人体蹬踏力经蓄能式飞轮转化为驱动力的装置。
所述滑板车采用双前轮，中间夹心饼式方式，中间安装飞轮，给高速飞轮这一精密部件提供有效保护，免受外界冲击力而损坏。
所述小齿轮的两头分别与两个前轮圈啮合，强制带动两个前轮同步滚动旋转，提升前进方向的稳定性。
所述滑板车前轮为单臂前叉，所述飞轮安装在前叉腿线上。所述前叉为中空结构，中间放置飞轮。飞轮上的小齿轮穿过叉腿与前轮圈啮合。
所述前叉腿外部分别设置两个前轮。所述前叉立管上只安装一个外径比较大的轴承。所述轴承为四点接触球轴承。这样设计为前叉提供稳定的受力结构外，有效降低了前叉的安装高度，实现滑板车收纳包装尺寸的宽、高控制在滑板车轮径的尺寸，如200mm。
所述飞轮重量大于300克，所述飞轮重量大于500克。
进一步地，所述飞轮侧面设置永磁体，复数对永磁体S,N交叉环绕一周排列成磁轭，形成轴向磁场。所述的磁轭与对面隔空并列设置的铁轭形成磁路。
本发明采用盘式永磁无铁芯无刷电机，电机大重量的转子正好替代了飞轮。永磁体和铁轭、磁轭大的重量原本是无刷电机的缺点，这里将转子的高速旋转产生的高惯量作为蓄能飞轮，变缺点为优点。还有盘式永磁无铁芯电机，因为电枢定子只有线圈，所以转动无阻力的特性，用于滑板车正是绝配，两者相辅相成。
所述盘式电机就是飞轮，电机转子完全代替了飞轮的作用。
以上盘式永磁无铁芯电机应用，不但做到了滑行无阻力，还实现了助力滑行，在不用电池、电源的情况下实现滑板车续力延长滑行距离，适合作为短途代步使用。
所述滑板车采用盘式永磁无铁芯电机驱动的电动滑板车，即使没有电的情况下，也是很好的短途代步工具。
所述电机电枢线连接到车把上，实现手控开关线控电磁制动。所述电机电枢线连接到车架上，实现脚踏开关线控电磁制动。
所述滑板车只要滑行，盘式永磁无铁芯电机就发电，这一自发电功能可为随身设备提供电源，户外运动就不再需要携带充电宝了。
所述滑板车外加配置电池组，就是完整的电动滑板车了，玩法多样，为DIY用户提供了趣味选择。
本发明蹬踏驱动装置，结构简单，重量轻，不需要电池，滑行代步安全稳定，携带方便，可搭乘飞机，可兼做短途代步车，下坡车，是户外运动的理想健身器材。
本发明提供了六大功能创新：
1、 蓄能，延长滑行距离；
2、 平衡，前轮陀螺自动平衡；
3、 双前轮，同步直线行驶，免去了停车架；
4、 单碗组轴承，收纳包装宽、高尺寸小到了轮径的尺寸；
5、 前轮电磁制动，免抱死；
6、 无阻力滑行。
附图说明
图1为本发明一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车实施例一主透视图；
图2为本发明一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车实施例一俯视图；
图3为本发明一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车实施例一前轮视图；
图4为本发明一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车实施例二前轮视图；
图5为本发明一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车实施例盘式电机剖视图。
其中：1、轮圈；2、内齿圈；3、小齿轮；4、飞轮；5、前叉；6、轴承；7、盘式电机；8、车架；71、转子；72、永磁体；73、电枢。
具体实施方式
现结合附图，对本发明蓄能飞轮平衡驱动式滑板车作进一步说明。
实施例一：
如图1是揭去了一个前轮的视图，本发明为一种蓄能飞轮（4）平衡驱动式滑板车，采用双前轮并列方式。
如图1-3所述前叉（5）腿中间镂空，蓄能飞轮（4）安装在前叉（5）腿镂空位置上。叉腿连接前轮轴，轴两端分别安装两个前轮。
优选地，所述滑板车前轮为单臂前叉（5），所述飞轮（4）安装在前叉（5）腿线上。所述前叉（5）为中空结构，中间放置飞轮（4）。飞轮（4）上的小齿轮（3）穿过叉腿与前轮圈（1）啮合。
进一步地，所述前叉（5）腿上向轮轴向左右开孔，用于让小齿轮（3）穿过，与轮圈（1）啮合。轮圈（1）齿数是小齿轮（3）齿数的倍数，大于10倍。
优选地，本发明飞轮（4）架固定在前叉（5）腿上。飞轮（4）架固定在轮轴上。
如图5，本发明采用盘式永磁无铁芯无刷电机，电机转子（71）由盘片式铁轭，在铁轭侧面贴装一圈永磁体（72）。永磁体与两片铁轭间隔空气隙。气隙中设置电枢（73）绕组定子。永磁体与两片铁轭构成磁路。
所述永磁体（72）和磁轭、铁轭、小齿轮（3）共同旋转，构成转子（71）组件，替代了飞轮（4）。转子（71）上固定小齿轮（3）。所述小齿轮（3）分布在盘式电机（7）两侧，经过电机中间空心孔互连。
进一步地，本发明采用盘式永磁无铁芯无刷电机，即盘式电机（7），电机大重量的转子正好替代了飞轮（4）。
所述盘式电机（7）固定在轮轴上；所述盘式电机（7）固定在前叉上。
进一步地，所述电机电枢线连接到车把上。再在车把上设置开关，开关线直接接电机。当电机旋转发电经开关短路接通，长长的导线发热消耗能量来实现电磁制动，这是磁滞制动，实现开关线控电磁制动。
所述滑板车只要滑行，盘式永磁无铁芯电机就发电，为随身设备提供电源。
所述前叉（5）立管上只安装一个外径比较大的轴承（6）。所述轴承（6）为四点轴承。前叉（5）经轴承（6）与车架（8）连接。
这样设计为前叉（5）提供稳定的受力结构外，有效降低了前叉（5）的安装高度。以轮径8寸的滑板车常用轮，轮直径在200mm左右，实现滑板车收纳包装尺寸的宽、高控制在滑板车轮径的尺寸，如200mm。
所述前叉（5）由一根圆管镂空雕刻而成，上端固定轴承（6）作为转向，下端连接轮轴，叉腿就是前叉（5）立管，免去了一个零件，用一根圆管替代了前叉的立管和前叉腿。
实施例二：
如图4，本发明采用一个前轮方案，在滑板车前轮侧面前叉腿位置上安装飞轮（4）。飞轮（4）架连接前轮轴。飞轮（4）架连接前叉（5）。所述叉腿中间安装一个前轮。
所述飞轮（4）上固定小齿轮（3）。前轮圈（1）内侧设置大齿圈，齿圈为内齿式，飞轮（4）经小齿轮（3）与轮圈（1）上的内齿圈（2）啮合。
所述飞轮（4）是所述盘式电机（7），其固定在前轮轴上；所述盘式电机（7）固定在前叉上。
所述电机电枢（73）线连接到车把上，实现手控开关线控电磁制动。所述电机电枢线连接到车架（8）上，实现脚踏开关线控电磁制动。

Claims (10)

1.一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车，包括轮圈（1）、前叉（5）、飞轮（4）、小齿轮（3），其特征在于：所述飞轮（4）经小齿轮（3）与轮圈（1）啮合，当滑板车踏滑加速时轮圈（1）带动飞轮（4）同向旋转蓄能，延长滑行距离，同时产生陀螺效应叠加，让行驶方向稳定。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述飞轮（4）重量大于300克。
3.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述飞轮（4）转速大于轮圈（1）10倍转速。
4.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述小齿轮（3）两头分别与两个前轮圈（1）啮合。
5.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述前叉为单臂前叉（5），所述前叉（5）为中空结构，中间放置飞轮（4）。
6.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述前叉（5）腿上向轮轴平行同向左右开孔，用于让小齿轮（3）穿过，与轮圈（1）啮合。
7.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述前叉（5）立管上只安装一个轴承（6）。
8.一种蓄能飞轮平衡驱动式滑板车，包括轮圈（1），盘式电机（7），小齿轮（3），其特征在于：所述盘式电机（7）的转子（71）上固定的小齿轮（3）与轮圈（1）啮合，当滑板车踏滑加速时轮圈（1）带动转子（71）同向旋转蓄能，延长滑行距离，同时产生陀螺效应叠加，让行驶方向稳定。
9.根据权利要求8所述的，其特征在于：所述盘式电机（7）安装在两个前轮之间，转子（71）上固定的小齿轮（3）两头分别与两个前轮圈（1）啮合。
10.根据权利要求8所述的，其特征在于：所述电机电枢线连接到开关上，实现开关线控电磁制动。
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