CN116528951A - 电动滑板的悬挂系统 - Google Patents

Abstract

自推进式的单轮车辆，可以包括悬挂系统，所述悬挂系统被配置为当车辆遇到障碍物在路面上颠簸时，抑制车板相对于中央车轮组件的车轴的上下移动。示例性悬挂系统包括减震器、摇杆、推杆、双臂曲柄和/或将所述车轴耦接到所述车板上的摆臂。所述悬挂系统可以完全设置在所述车辆的脚踏板的下方。

Description

电动滑板的悬挂系统

交叉引用

出于所有目的，以下申请和材料的全部内容结合在本文中：第9,101,817号美国专利申请、第9,452,345号美国专利申请、第9,598,141号美国专利申请，以及2020年10月6日提交的第63/088,192号美国临时专利申请。

技术领域

本公开涉及用于使车辆车架免受不平坦地形的某些影响的系统和方法。更具体地说，所公开的实施例涉及用于单轮车辆的悬挂系统。

发明内容

本公开提供了与自推进式单轮车辆悬挂系统有关的系统、装置和方法。

在一些实施例中，自平衡电动车辆包括：具有旋转轴的车轮；车板，车板包括车架，车架具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；电动轮毂电机，其被配置为驱动所述车轮；电机控制器，其配置为接收指示所述车板方向的方向信息并使所述轮毂电机根据所述方向信息推动所述车板；以及悬挂系统，包括：摆臂，其将所述车轮的车轴耦接到所述车板的所述车架上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及减震器，横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；其中所述减震器整体设置在第一踏板部分的下方。

在一些实施例中，自平衡电动车辆包括；车板，包括车架，设置在所述车架的第一末端部分的第一踏板部分，以及设置在所述车架的第二末端部分的第二踏板部分，所述第一和第二踏板部分均被配置为容纳骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚；车轮组件，包括可在车轴上旋转的仅一个车轮，其中所述车轮设置在所述第一和所述第二踏板部分之间并在其上方和下方延伸；电机组件，其被配置为围绕所述车轴旋转所述车轮以推动所述车辆；电机控制器，其被配置为接收由至少一个传感器测量的车板方向信息，并使所述电机组件基于所述车板方向信息推动所述车辆；以及悬挂系统，其将所述车轮组件耦接到所述车板上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：摆臂，其围绕与所述车板耦接的支轴枢转；所述摆臂包括与所述车轴耦接的至少一条腿；第一双臂曲柄被设置为从第二双臂曲柄横跨车板的宽度，其中每个所述双臂曲柄(a)在各自的固定枢轴接头处耦接到所述车板上，(b)在第一移动枢轴接头处耦接到减震器，并且(c)在第二移动枢轴接头处耦接到对应的推杆上，使得每个双臂曲柄通过所述对应的推杆连接到所述摆臂上，以及所述减震器横向定向于行进方向；其中所述摆臂在所述支轴相对于所述推杆的对侧耦接到所述车轴，形成一级杠杆。

在一些实施例中，自平衡电动车辆包括；车轮，其由轮毂电机围绕旋转轴驱动；车板，包括车架，车架具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚；电机控制器，其被配置为使所述轮毂电机根据车板方向信息推动所述车板；以及悬挂系统包括：摆臂，其将所述车轮的车轴耦接到所述车板的所述车架上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及减震器，横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；其中所述减震器整体设置在第一踏板部分的下方。

特征、功能和优点可以在本公开的各个实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图。

附图说明

图1是根据本公开的多个方面的单轮车辆的轴测图。

图2是具有第一示例性悬挂系统的图1的单轮车辆的轴测图。

图2是图2的悬挂系统的轴测图。

图3是图2的悬挂系统的另一个轴测图。

图5是图2的悬挂系统的又一个轴测图。

图6是图2的悬挂系统的侧视图。

图7为图2的悬挂系统的平面图。

图8是根据本公开的多个方面的单轮车辆的轴测图。

图9是具有第二个示例性悬挂系统的图8的单轮车辆的轴测图。

图10是图9的悬挂系统的轴测图。

图11是图9的悬挂系统的另一个轴测图。

图12是图9的悬挂系统的侧视图。

图13是图9的悬挂系统的平面图。

图14是描述根据本公开的多个方面的适用于与车辆一起使用的示例性电气控制系统的示意图。

具体实施方式

单轮车辆摆臂悬挂系统的各个方面和示例以及相关方法在下文中进行描述并在相关附图中示出。除非另有说明，否则具有摆臂悬挂系统的单轮车辆，和/或其各种部件可以但不要求包含在此描述、说明和/或结合的结构、部件、功能和/或变型中的至少一个。此外，除非特别排除，本文中描述、说明和/或与本教导相结合的过程步骤、结构、组件、功能和/或变型可以包括在其他类似的装置和方法中，包括在所公开的实施例之间可互换。以下各种示例的描述本质上仅是示例性的，绝不旨在限制本公开、其应用或用途。另外，以下描述的示例和实施例提供的优点本质上是示例性的，并且并非所有示例和实施例都提供相同的优点或相同程度的优点。

该具体实施方式包括如下所示的以下节：(1)定义；(2)概述；(3)示例、部件和替代方案；(4)优点、特征和益处；以及(5)结论。示例、部件和替代方案节进一步分为小节A到E，每个小节都有相应的标签。

定义

除非另外指出，否则本文中使用以下定义。

“包括(comprising)、“包括(including)”和“具有”(及其组合)可交换地用于表示包括但不一定限于，并且是不旨在排除其他未引用的元件或方法步骤的开放式术语。

诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语用于区分或识别组的各个构件等，并且不旨在表示序列或数字限制。

“AKA”意指“也被称为(also known as)”，并且可以用来表示一个或多个给定元件的替代或对应术语。

“细长(Elongate)”或“细长的(elongated)”是指其长度大于自身宽度的对象或孔，尽管宽度不必是均匀的。例如，细长槽可以是椭圆形或体育场形的，并且细长烛台的高度可以大于其逐渐减小的直径。作为一个反面例子，不会认为圆形孔是细长孔。

术语“内板”、“外板”、“向前”和“向后”(及类似物)意在主车辆(如滑板)的上下文中理解，此处描述的系统可以安装在板上或以其他方式附接。例如，“外板”可以表示横向远离车辆中心线的相对位置，或远离车辆中心线的方向。相反，“内板”可能表示指向中心线的方向，或更接近中心线的相对位置。同样，“向前”是指朝向车辆的前部，“向后”是指朝向车辆的后部。在没有主车辆的情况下，可以使用相同的方向术语，就像车辆在场一样。例如，即使在单独查看时，部件也可能具有“向前”边缘，这是基于部件安装时所涉及的边缘将朝向主车辆前部的方向。

“耦接”意指通过中间部件直接或间地面接触永久或可释放地连接。

“有弹力的(Resilient)”描述了被配置为通过使原始形状或位置发生弹性变形并在卸载时恢复到原始形状或位置来响应正常作业负载(例如，压缩时)的材料或结构。

“刚性”描述了在正常作业条件下被配置为刚性、不可变形或基本上缺乏柔韧性的材料或结构。

“弹性(Elastic)”描述了被配置为在拉伸或膨胀后自发地恢复其先前形状的材料或结构。

方向性术语，如“向上”、“向下”、“垂直”、“水平”等，应该在特定对象的上下文中理解。例如，一个对象可能围绕已定义的X、Y和Z轴定向。在这些例子中，X-Y平面定义为水平，向上定义为正Z方向，向下定义为负Z方向。

“控制器”或“电子控制器”包括用指令编写的处理逻辑，以就控制元件执行控制功能。例如，可以配置电子控制器以接收输入信号，将输入信号与所选控制值或设定值进行比较，并确定向控制元件(例如，电机或执行器)输出信号，以根据比较提供纠正动作。在另一个示例中，电子控制器可以被配置在主机设备(例如，台式计算机、大型机等)和外围设备(例如，存储设备、输入/输出设备等)之间连接，以控制和/或监视进出外围设备的输入和输出信号。

在方法的上下文中，“提供”可以包括接收、获得、购买、制造、生成、处理、预处理等，使得所提供的对象或材料处于用于要执行的其他步骤的状态和配置总。

一份或多份出版物、专利和/或专利申请可以通过引用结合在本公开中。然而，此类材料仅在所结合的材料与本文所述的陈述和附图之间不存在冲突的范围内被结合在内。如果发生任何此类冲突，包括任何术语冲突，则以本公开为准。

概述

一般而言，根据本教导的悬挂系统被配置为与单轮电动车辆一起使用。本公开的单轮电动车辆是自稳定车板，在非悬挂方面与申请号为9,101,817的美国专利(第817号专利)描述的电动车辆基本相似。相应地，本公开的单轮车辆包括定义骑平面的车板和支持第一踏板部分和第二踏板部分(统称为脚踏板)的车架。每个踏板部分被配置为容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚。

本公开的单轮车辆包括车轮组件，该车轮组件具有一个可旋转的地面接触元件(例如，轮胎、车轮或连续的轨道)，该元件设置在第一和第二踏板部分之间并在其上方延伸。所述车轮组件还包括轮毂电机，其被配置为旋转地面接触元件以推动车辆。

如第817号专利所述，所述单轮车辆包括至少一个被配置为测量所述车板的方向信息的传感器，以及被配置为接收所述传感器测量的方向信息并使所述轮毂电机根据所述方向信息推动所述车辆的电机控制器。

所述车架可以包括任何合适的结构，配置为刚性支撑所述踏板部分，并被耦接到所述车轮组件的车轴上，使得骑行者的重量可以支持在倾斜车板上，在所述车轮组件轴上具有一个支轴。所述车架包括一个或多个车架构件，所述踏板部分安装在其上。该车架可支持车辆的一个或多个附加构件和特征，例如，充电端口、末端缓冲器、照明组件、电池和电气系统、电子设备、控制器等。

所述踏板部分可包括任何被配置为支持骑行者脚部的合适结构，例如防滑表面，以及车辆控制特征，例如在第817号专利和第9,352,245号美国专利描述的示例性踏板部分，包括合适的骑行者检测系统。

所述轮毂电机的轴通过悬挂系统耦接到所述车架上。所述悬挂系统是摆臂式悬架，具有一个由抑制器或减震器(例如，气体弹簧)抑制的摆臂。

如上所述，所述轮毂电机由被配置为接收关于所述车板的方向信息的电机控制器控制。本文所描述的电气控制系统(例如，所述电机控制器)的各方面可以体现为计算机方法、计算机系统或计算机程序产品。相应地，本发明控制系统的各方面可以包括处理逻辑，并且可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，所有这些在本文中通常可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，目前控制系统的各方面可以采取体现在计算机可读介质(或介质)中的计算机程序产品的形式，其上体现有计算机可读的程序代码/指令。

任何组合的计算机可读介质可以被利用。计算机可读介质可以是计算机可读的信号介质和/或计算机可读的存储介质。计算机可读存储介质可以包括电子、磁、光学、电磁、红外和/或半导体系统、设备或装置，或前述这些介质的任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括以下：具有一根或多根电线的电气连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备和/或这些设备和/或类似物的任何适当组合。在本公开的上下文中，计算机可读存储介质可以包括任何合适的非暂时性的、有形的介质，该介质可以包含或存储供指令执行系统、设备或设备使用或与指令执行系统、设备或设备连接使用的程序。

计算机可读信号介质可以包括传播数据信号，例如，包含在基带中或作为载波的一部分的计算机可读程序代码。这样的传播信号可以采取各种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光学和/或它们的任何适当组合。计算机可读信号介质可以包括任何计算机可读介质，该介质不是计算机可读存储介质，并且能够通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与之连接。

包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频和/或类似介质，和/或这些介质的任何适当组合。

用于执行当前控制系统各方面操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的组合编写，包括面向对象的编程语言，如Java、C++和/或类似语言，以及传统的过程式编程语言，如C。移动应用程序可以使用任何合适的语言开发，包括前面提到的语言，以及Objective-C、Swift、C#、HTML5等。程序代码可以完全在用户计算机上执行，部分在用户计算机上作为独立软件包执行，部分在用户计算机上执行，部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，和/或可以连接到外部计算机(例如，通过使用因特服务提供商的因特网)。

目前控制系统的各个方面参考方法、设备、系统和/或计算机程序产品的流程图和/或方框图在下文描述。流程图和/或框图中的每个块和/或块的组合可以由计算机程序指令实现。计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以生产机器，这样，通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的所述指令创建用于实现流程图和/或方框图块中指定的功能/行为的手段。在一些例子中，机器可读指令可以被编程到可编程逻辑设备上，例如现场可编程门阵列(FPGA)。

这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该介质可以指导计算机、其他可编程数据处理设备和/或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生一个制品，包括实现流程图和/或方框图中指定的功能/行为的指令。

计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理设备和/或其他设备上，导致在该设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或方框图中指定的功能/动作的过程。

附图中的任何流程图和/或方框图旨在根据当前控制系统的各个方面说明系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系结构、功能和/或操作。在这方面，每个块可以表示一个模块、段或代码部分，其包括一个或多个可执行指令，用于实现指定的逻辑函数。在某些实施中，块中所述的功能可能与图中所示的顺序不同。例如，连续显示的两个块实际上可能基本上是并发执行的，或者这些块有时可能以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。每个块和/或块的组合可以由基于特殊目的硬件的系统(或特殊目的硬件和计算机指令的组合)实现，以执行指定的功能或行为。下面将作更详细地描述。

示例、部件和替代方案

以下节描述了单轮车辆的示例性悬挂系统的选定方面，以及相关的系统和/或方法。这些节中的示例用于说明并不应被解释为限制本公开的整个范围。每节可以包括一个或多个不同的发明，和/或上下文或相关信息，功能和/或结构。

A.具有第一示例性悬挂系统的单轮车辆

参考图1至图7，本节描述了具有悬挂系统150的单轮车辆100，该车辆是上述悬挂系统的示例。

车辆100是一种单轮自稳定车板，包括车板102(也被称为车辆的可倾斜部分、平台、脚踏板)，其具有车架104，其支撑第一踏板部分106和第二踏板部分108，第一和第二踏板部分定义其两者之间的开口120。车板102一般可以定义一个平面。每个踏板部分106、108(例如，包括脚垫)被配置为容纳和支撑骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚。

车辆100还包括车轮组件122。车轮组件122包括设置在第一和第二踏板部件106、108之间并在其上方延伸的可旋转地面接触元件124(例如，轮胎、车轮或连续履带)和配置为旋转地面接触元件124以推动车辆的电机组件126。如图1和其他地方所示，车辆100可以包括仅一个设置在第一和第二踏板部分之间的地面接触元件。在一些例子中，车辆100可以包括多个(例如，同轴)地面接触元件。

车轮组件122设置在第一和第二踏板部分106和108之间。地面接触元件124连接到电机组件126。电机组件126的车轴128(也被称为轴)通过悬挂系统150耦接到车板102。电机组件126被配置成环绕(或围绕)车轴128旋转地面接触元件124以推动车辆100。例如，电机组件126可包括电机，如轮毂电机，其被配置为围绕车轴128旋转地面接触元件124以沿地面推动车辆100。为方便起见，尽管可以提供其他合适的实施例，地面接触元件124以下被称为轮胎或车轮。

第一和第二踏板部分106、108位于车轮组件122的相对两侧，且车板102的尺寸近似于滑板。在其他实施例中，车板可能近似于长板、滑板、冲浪板，或者可能具有其他所需的尺寸。在某些示例中，车板102的踏板部分106、108至少部分覆盖了防滑材料(例如，抓握胶带或其他有纹理的材料)，以帮助骑行者控制。

车架104可以包括任何合适的结构，其被配置为刚性支撑踏板部分，并通过悬挂系统耦接到车轮组件的轴上，使得骑行者的重量可以支撑在可倾斜车板102上。车架104通常在车轮组合轴上有一个支轴。车架104包括一个或多个车架构件130，在其上安装踏板部分106和108，并且可以进一步支持车辆的附加元件和特征，例如充电端口132和电源开关134。此外，末端缓冲器、照明组件和其他物理或电气系统可以由车架构件130支撑。

车辆100包括电气控制系统136。电气控制系统136是下面就图14所述的电气控制系统300的示例。电气控制系统136的各方面可结合至第一和/或第二踏板部分106、108。电气控制系统将在下面的C节中进一步描述。

车轮124被配置为脚跟-脚趾方向足够宽，骑行者可以手动平衡脚跟-脚趾方向，即通过移动他或她自己的重量，而不需要车辆的自动辅助。地面接触部件124可以是无内胎的，也可以与内胎一起使用。在某些示例中，地面接触部件124是非充气轮胎。例如，地面接触部件124可以是“无空气”的、固体的和/或可以包括泡沫。地面接触部件124可以具有这样的轮廓：骑行者可以通过脚后跟和/或脚尖压力将车辆100倾斜到地面接触部件的边缘之上，以方便车辆100转弯。

电机组件126可以包括地面接触部件124的任何合适的驱动器，例如安装在地面接触部件124内的轮毂电机。所述轮毂电机可以是内部齿轮传动，也可以是直接传动。轮毂电机的使用有助于消除链条和皮带的使用，并使一个形式因素成为可能，大大改善了机动性，重量分布，和美观性。将地面接触部件124安装到电机组件126上可以通过可用螺栓固定在电机组件126上的分岔环设计(例如，使用轮毂适配器)，通过铸造或以其他方式提供轮毂电机外壳使其直接在轮毂电机外壳上提供轮胎珠的安装法兰，或任何其他合适的方法来实现。

如图2和图3所示，电机组件126，因此地面接触部件124通过悬挂系统150耦接到车架104。

如上所述，悬挂系统150包括摆臂152和减震器154。摆臂152是刚性的、基本呈U型结构，且具有一对刚性的、分开的臂156、158。臂156和臂158从横向的、可枢转的横向构件159(也称为连接部件)纵向地(相对于所述车板)延伸到跨式电机组件126和地面接触部件124。

更具体地说，臂156和臂158各自的远端耦接到车轴128的相对端。臂156和臂158固定在车轴128上，使得所述摆臂和所述车轴一起旋转(即摆臂相对于轴不旋转)。如图2和其他地方所示，臂156、158的末端部分使用一对间隔的轴安装构件160、162均附接到车轴128的各自末端。在图2所示的示例中，轴安装构件160、162为可拆卸紧固件。在所述车轴的每一端使用两个安装构件使得所述车板可以倾斜或旋转(例如，在行驶时)但不会有安装构件从轴上脱落或以其他方式松动的风险。此外，两个安装构件将摆臂刚性连接到所述车轴上，这样摆臂就不能相对于所述车轴枢转或旋转。

摆臂152在臂156、臂158的近端通过支撑构件164在横向构件159上可枢转地附接到车辆100。支撑构件164被固定(例如，用螺栓固定)到车板102的车架构件130上，并且被配置成可枢转地保持横向构件159的末端部分。在一些示例中，所述支撑构件与车架构件130是一体的(例如，所述车架构件和所述支撑构件为单个一件)。

因此，摆臂152相对于车板102和车架104围绕支撑构件164枢转。这种枢轴结构有利于电机组件126(因此是车轮组件122)相对于板作摆动的、通常垂直的运动。换句话说，车轮可以相对于所述车板通过与延伸臂156和158所定义的半径相对应的弧线(即弧形运动，也称为弧形垂直运动)作上下移动。如图6中虚线167所示的弧形运动。

然而，车轮的这种运动通常只在需要时才可取，例如当车辆行驶在凹凸不平的路面上时。此外，运动应被控制或抑制以允许骑行者可以控制并有舒适感。相应地，悬挂系统150包括减震器154(例如，气体弹簧)，其被配置为包括当骑车人在车上时，将摆臂和车板偏向期望的骑行配置(例如，相对于所述轴板的高度和方向)。减震器154在第一端163上可枢转地耦接到摆臂152上，并在第二端165上可枢转地耦接到摇杆166上。减震器154可以包括任何合适的抑制装置。在本示例中，减震器154包括空气减震器。冲击的抑制特性可以调整或选择。在某些示例中，减震可能包括锁定功能。

如图6、图7所示，在第一端163处的减震器154的枢纽连接与在支撑构件164处的摆臂152的枢纽连接通过横向构件159共用一个旋转轴。

摆臂152包括垂直延伸168(见图5和图6)，通常从横向构件159下方的延伸臂156的近端向下延伸。推杆170在第一远端可枢转地附接到摆臂152的垂直延伸168，并在第二末端枢轴地连接到摇杆166。摇杆166在支撑构件172上可枢转地附接到至少车架构件130上。

在操作中，如图6所示，车轮组件122围绕支撑构件164的向上弧形运动引起垂直延伸168的相应旋转。这种旋转通常将推杆170拉向车轮组件122，从而导致摇杆166围绕支撑构件172旋转。相应地，如图7中虚线171所示，摇杆166的转动引起减震器154的压缩。

回到图1和图2，车轮组件126的弧形运动对应于臂156、臂158相对于车架构件130的旋转。相应地，缓冲器174、176设置在车架构件130的上唇上，每个缓冲器对应于臂156、158中的一个。在骑行者在骑行时经历足够大的颠簸的情况下，车轮组件122将如上述一般地相对于车板102向上移动，从而导致臂156、158接触或紧挨着缓冲器174、176并因此被拦截。这种结构可以防止臂156、158直接撞击车架构件130。缓冲器174、176可包括任何合适的冲击吸收材料，例如橡胶或其他弹性体。

B.具有第二示例性悬挂系统的单轮车辆

参考图8至图13，本节描述了具有悬挂系统250的单轮车辆200，该车辆是上述悬挂系统的示例。

车辆200是一种单轮自稳定车板，包括车板202(也被称为车辆的可倾斜部分、平台、脚踏板)，具有车架204，其支撑第一踏板部分206和第二踏板部分208，第一和第二踏板部分定义其两者之间的开口220。车板202一般可以定义一个平面。每个踏板部分206、208(例如，包括脚垫)被配置为接收和支撑骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚。

车辆200还包括车轮组件222。车轮组件222包括设置在第一和第二踏板部件106、108之间并在其上方延伸的可旋转地面接触元件224(例如，轮胎、车轮或连续履带)和配置为旋转地面接触元件224以推动车辆的电机组件226。如图8和其他地方所示，车辆200可以包括一个设置在第一和第二踏板部分之间的地面接触元件。在一些例子中，车辆200可以包括多个(例如，同轴)地面接触元件。

车轮组件222设置在第一和第二踏板部分206和208之间。地面接触元件224连接到电机组件226。电机组件226的车轴228(也被称为轴)通过悬挂系统250耦接到车板202。电机组件226被配置成环绕(或围绕)车轴228旋转地面接触元件224以推动车辆200。例如，电机组件226可包括电机，如轮毂电机，其被配置为围绕车轴228旋转地面接触元件224以沿地面推动车辆200。为方便起见，尽管可以提供其他合适的实施例，与地面接触元件224以下被称为轮胎或车轮。

第一和第二踏板部分206、208位于车轮组件222的相对两侧，且车板202的尺寸近似于滑板。在其他实施例中，该车板可能近似于长板板、滑板、冲浪板，或者可能具有其他所需的尺寸。在某些示例中，车板202的踏板部分206、208至少部分覆盖了防滑材料(例如，抓握胶带或其他有纹理的材料)，以帮助骑行者控制。

车架204可以包括任何合适的结构，其被配置为刚性支撑踏板部分，并通过悬挂系统耦接到车轮组件的轴上，使得骑行者的重量可以支撑在可倾斜车板202上。车架204通常在车轮组合轴上有一个支轴。车架204包括一个或多个车架构件230，在其上安装踏板部分206和208，并且可以进一步支持车辆的附加元件和特征，例如充电端口232和电源开关234。此外，末端缓冲器、照明组件和其他物理或电气系统可以由车架构件230支撑。

车辆200包括电气控制系统236。电气控制系统236是下面就图14所述的电气控制系统300的示例。电气控制系统236的各方面可并入第一和/或第二踏板部分206、208。电气控制系统将在下面的C节中进一步描述。

地面接触构件224被配置为脚跟-脚趾方向足够宽，骑行者可以手动平衡脚跟-脚趾方向，即通过移动他或她自己的重量，而不需要车辆的自动辅助。地面接触构件224可以是无内胎的，也可以与内胎一起使用。在某些示例中，地面接触构件224是非充气轮胎。例如，地面接触构件224可以是“无空气”的、固体的和/或可以包括泡沫。地面接触构件224可以具有这样的轮廓：骑行者可以通过脚后跟和/或脚尖压力将车辆200倾斜到地面接触构件的边缘之上，以方便车辆200转弯。

电机组件226可以包括地面接触构件224的任何合适的驱动器，例如安装在地面接触部件224内的轮毂电机。所述轮毂电机可以是内部齿轮传动，也可以是直接传动。轮毂电机的使用有助于消除链条和皮带的使用，并使一个形式因素成为可能，大大提高了机动性，重量分布，和美学。将地面接触部件224安装到电机组件226上可以通过可用螺栓固定在电机组件226上的分岔环设计(例如，使用轮毂适配器)，通过铸造或以其他方式提供轮毂电机外壳使其直接在轮毂电机外壳上提供轮胎珠的安装法兰，或任何其他合适的方法来实现。

如图9所示，电机组件226，因此地面接触构件224通过悬挂系统250耦接到车架204。

悬挂系统250包括摆臂252和横向安装的被配置为抑制摆臂的运动的减震器254。摆臂252基本呈U型结构，且具有一对刚性的、分开的臂256、258。臂256和臂258从横向的、枢转的横向构件259(也称为连接部件)纵向地(相对于所述车板)延伸到跨式电机组件226和地面接触构件224。

更具体地说，臂256和臂258各自的远端耦接到车轴228的相对端。臂256和臂258固定在车轴228上，使得所述摆臂和所述车轴一起旋转(即摆臂相对于轴不旋转)。如图9所示，臂256、258的末端部分使用一对间隔的轴安装构件260、262均附接到车轴228的各自末端。在目前的示例中，轴安装构件260、262为可拆卸紧固件。在所述车轴的每一端使用两个安装构件使得所述车板可以倾斜或旋转(例如，在行驶时)但不会有安装构件从轴上脱落或以其他方式松动的风险。此外，两个安装构件将摆臂刚性连接到所述车轴上，这样摆臂就不能相对于所述车轴枢转或旋转。

在臂258的近端，摆臂252在支轴273可枢转地耦接到车辆200(见图10、11)。支轴273由耦接到车板202的车架构件230的合适的旋转紧固件(例如，带有轴承的螺栓等)形成，并配置为可枢转地保持摆臂252。

因此，摆臂252相对于车板202和车架204围绕支轴273枢转。这种枢轴结构有利于电机组件226(因此是车轮组件222)相对于板作摆动的、通常垂直的运动。换句话说，车轮可以相对于所述车板通过与延伸臂256和258所定义的半径相对应的弧线(即弧形运动，也称为弧形垂直运动)作上下移动。如图12中虚线267所示的弧形运动。

然而，车轮的这种运动通常只在需要时才可取，例如当车辆行驶在凹凸不平的路面上时。此外，运动应被控制或抑制以允许骑行者可以控制并有舒适感。相应地，悬挂系统250包括减震器254(例如，气体弹簧)，其被配置为包括当骑车人在车上时，将摆臂和车板偏向所需的骑乘配置(例如，相对于所述轴板的高度和方向)。减震器254可以包括任何合适的抑制装置。在本示例中，减震器254包括空气减震器。冲击的抑制特性可以调整或选择。在某些示例中，减震可能包括锁定功能。

减震器254的第一端在第一枢轴接头268(又被称为移动枢轴接头)上可枢转地附接到第一双臂曲柄266。减震器254在第二端处可枢转地附接到位于第二枢轴接头272处的第二双臂曲柄270。双臂曲柄266、270每个都包括定义固定枢轴接头的枢转支撑构件274、276。支撑构件被配置为附接到车板202下面的支撑结构上。支撑构件274、276可枢转地将所述双臂曲柄保持在可旋转固定的位置，并彼此相对地横跨车板202的宽度。

如图8、图9所示，减震器254、双臂曲柄266、270设置在车板202平面下方的位置。换句话说，整个减震器254和双臂曲柄266、270设置在踏板部分206之下，且并不在脚踏板以上延伸。

第一推杆278将第一双臂曲柄266的第三枢轴接头280(移动枢轴接头)耦接到位于枢转负载部件275处的横向构件259。类似地，第二推杆282将第二双臂曲柄270的第四枢轴接头284(移动枢轴接头)耦接到位于枢转负载部件277处的横向构件259。如图13所示，第一推杆278和第二推杆282在枢转负载部件275和277处耦接到各自的横向构件259。换句话说，所述推杆至少部分嵌入横向构件259内。

如图12和图13所示，第一和第二推杆278、282相对于位于第一旋转方向上的横向构件259在负载构件275、277处是可枢转的，并且相对于位于第二正交旋转方向上的枢轴接头280、284处的双臂曲柄是可枢转的。换句话说，推杆278、282具有两个自由度，并且被配置成将摆臂252的一般垂直运动转换为关于双臂曲柄266、270围绕支撑构件274、276的一般水平旋转。

如图11和图12所示，摆臂252形成一个杠杆围绕支轴273旋转，该支轴在与车轴228的连接处施加力并在负载部件275和277具有负载。由于支轴的相对水平位置一般在施加的力和负载之间，摆臂252形成一级杠杆。这种结构提供了有利的机械优势。此外，这种配置能够更好地控制悬挂系统的减震性能，因为负载(即负载部件275、277)在一级杠杆配置中具有更大的行进距离(相对于二级杠杆配置)。换句话说，一级杠杆配置使悬挂系统具有比其他配置更大的可压缩距离。

在操作中，电机组件226的向上运动(因此车轮组件222)对摆臂252的远端施加力，导致其围绕支轴273旋转。该旋转将能量传递给负载部件275、277，导致推杆278、282在通常远离电机组件226的方向上被纵向推动。因此，如图13中的虚线271所示，推杆使双臂曲柄266、270围绕支撑构件274、276一般作向内旋转，如此压缩减震器254。

C.电气控制系统

图14显示了电气控制系统300的方框图，该方框图是电气控制系统136和236是上面简要描述的示例，包括车辆100、200的各种示例性电气部件。电气元件可包括电源管理系统302、DC/DC(DC/DC)转换器304、无刷直流电机(BLDC)驱动逻辑306、功率级308、一个或多个2轴加速度计310、一个或多个霍尔传感器312和/或电机温度传感器314。DC/DC转换器304、BLDC驱动逻辑306和功率级308可以包含在电机控制器316中和/或连接到电机控制器316。加速度计310可以包括在上述一个或多个方向或倾斜传感器318中。

电动车辆的主动平衡(或自稳定)可以通过使用反馈控制回路或机构来实现。反馈控制机构可以包括传感器320，其可以电耦接到和/或包括在电机控制器316中。优选地，反馈控制机制包括使用一个或多个陀螺仪322和一个或多个加速度计(例如，加速度计310)的比例-积分-导数(PID)控制方案。陀螺仪322可配置为测量电路板关于其节轴(也称为支轴)的旋转。陀螺仪322可被配置为测量所述车板关于其俯仰轴(也称为支轴)的枢转。陀螺仪322和加速度计310可以共同被配置为估计(或测量或感知)所述车板的倾斜角，例如脚踏板关于俯仰轴、滚转轴和/或偏航轴的方向。在一些实施例中，陀螺仪322和加速度计310可以共同被配置为感知足以估计车架的倾斜角的方向信息，包括关于围绕俯仰轴、滚转轴和/或偏航轴的枢转。

如上所述，所述车板的方向信息可以通过陀螺仪322和加速度计310来测量(或感知)。陀螺仪322和加速度计310的各自测量值(或传感信号)可以组合使用互补或卡尔曼滤波器(例如，围绕俯仰轴、滚转轴和/或偏航轴枢转，其中围绕俯仰轴枢转对应俯仰角，围绕滚转轴枢转对应滚转或脚跟-脚趾角，围绕偏航轴枢转对应左右偏航角)以估计所述车板的倾斜角度，同时过滤掉颠簸的影响，道路纹理和转向输入引起的干扰。例如，陀螺仪322和加速度计310可连接到微控制器324，微控制器324可配置为相应地测量所述车板围绕和沿俯仰轴、滚转轴和/或偏航轴的运动。

可替换地，所述电子车辆可以包括任何适当的传感器和反馈控制环，其被配置为自稳定车辆，例如配置为测量所述车板关于俯仰轴的枢转的单轴陀螺仪，配置为测量重力矢量的单轴加速度计，和/或任何其他适当的反馈控制环，例如闭环传递功能。额外的加速计和陀螺仪轴可以提高性能和功能，例如检测所述车板是否侧翻或骑行者是否在转弯。

所述反馈控制回路可配置为驱动所述电机以减小所述车板相对于地面的角度。例如，如果骑行者将所述车板向下倾斜，使得第一个踏板部分比第二个踏板部分“低”(例如，如果骑行者以第一旋转方向枢转所述车板)，那么反馈回路可能会驱动电机使得轮胎在第一旋转方向上围绕俯仰轴旋转，从而在第二相反的旋转方向上对所述车板产生力。

因此，电动车辆的运动可以通过骑行者将他或她的体重向选定的脚(例如，“前脚”)倾斜来实现。同样，减速可以通过骑行者向另一只脚倾斜(例如，“后脚”)来实现。再生制动可以用来降低车辆的速度。持续的操作可以实现在任何方向上，骑行者可以通过保持向任何选定的脚倾斜以实现在任何方向的持续的操作。

如图15所示，微控制器324可配置为向无刷直流电机(BLDC)驱动逻辑306发送信号，其可交流通信与所述车板的方向和运动相关的信息。然后，BLDC驱动逻辑306可以解释信号并与功率级308通信以相应地驱动电机。霍尔传感器312可向BLDC驱动逻辑发送信号，以提供关于电机转子的基本上瞬时转速的反馈。电机温度传感器314可以配置为测量电机的温度并将该测量温度发送到逻辑306。逻辑306可以根据电机的测量温度限制向电机供电的电量，以防止电机过热。

可以将对PID回路或其他合适的反馈控制回路的某些修改进行整合以提高电动车辆的性能和安全性。例如，可以通过限制最大积分器值来防止积分上卷，并且可以将指数函数应用于俯仰误差角(例如，对所述车板的测量或估计的俯仰角)。

可替换地或者可附加地，一些实施例可以包括神经网络控制、模糊控制、遗传算法控制、线性二次调节器控制、依赖状态的里卡蒂方程控制和/或其他控制算法。在一些实施例中，可以合并绝对编码器或相对编码器以提供关于电机位置的反馈。

在转弯过程中，俯仰角可以通过脚跟-脚趾角来调节(例如，所述车板围绕滚轴的枢转)，这可以提高性能并防止所述车板的前内侧边缘接触地面。在一些实施例中，如果所述车板围绕滚转轴和/或偏航轴枢转，则反馈回路可以配置为增加、减少或以其他方式调节轮胎的旋转速率。这种轮胎旋转速率的调节可能会在所述车板的一部分和骑行者之间施加更大的法向力，并可能在转弯时为骑行者提供一种“冲刷”的感觉，类似于在雪中冲刷滑板或在水中冲刷冲浪板的感觉。

一旦骑行者将自己适当地放置在所述车板上，控制回路可以被配置为直到骑行者将所述车板移动到预定的方向才激活。例如，可以将一种算法合并到反馈控制回路中，使得直到骑行者使用他们的重量将所述车板提高到近似水平方向(例如，0度俯仰角)控制回路才会活跃(例如，驱动电机)。一旦检测到这种预定的方向，可以启用(或激活)反馈控制环来平衡电动车辆，并促进电动车辆从静止模式(或配置，或状态，或方向)到移动模式(或配置，或状态，或方向)的过渡。

继续参考图14，所述各种电气部件可配置为管理电源326。例如，电源管理系统302可以是电池管理系统，其被配置为保护电源326的电池不被过度充电、过度放电和/或短路。系统302可以监测电池健康状况，可以监测电源326中的充电状态，和/或可以增加车辆的安全性。电源管理系统302可以连接在车辆的充电插头和电源326之间。骑行者(或其他用户)可以将充电器耦接到插头上，并通过系统302对电源326重新充电。

在操作中，电源开关328可能被激活(例如，由骑行者激活)。开关328的激活可能会发送一个通电信号到转换器304。作为对通电信号的响应，转换器304可以将直流从电源326提供的第一电压电平转换为一个或多个其他电压电平。其他电压等级可以不同于第一电压等级。转换器304可以通过一个或多个电气连接件连接到其他电气部件使得为这些电气部件提供合适的电压。

转换器304(或其他合适的电路)可以将通电信号传输到微控制器324。作为对通电信号的响应，微控制器可以初始化传感器320和骑行者检测设备330。

电动车辆可以包括一个或多个安全机制，例如电源开关328和/或骑行者检测设备330，以确保在接合反馈控制回路之前骑行者在所述车板上。在一些实施例中，可以配置骑行者检测设备330以确定骑行者的脚是否布置在脚踏板上，并且当骑行者的脚确定布置在脚踏板上时发送信号使电机进入活动状态。

骑行者检测设备330可以包括用于确定骑行者是否在电动车辆上的任何合适的机制、结构或装置。例如，设备330可以包括一个或多个机械按钮、一个或多个电容式传感器、一个或多个电感式传感器、一个或多个光学开关、一个或多个力电阻式传感器和/或一个或多个应变计。骑行者检测设备330可以位于第一和第二踏板部分其中一个踏板的上面或下面，或者位于两个踏板的上面或下面。在一些例子中，一个或多个机械按钮或其他设备可以直接(例如，如果在踏板部分上)或间接(例如，如果在踏板部分下)按下，以感知骑行者是否在所述车板上。

在一些示例中，一个或多个电容式传感器和/或一个或多个电感式传感器可以位于踏板部分的一个或两个部分的表面上或附近，并且可以通过电容的变化或电感的变化相应地检测骑行者是否在所述车板上。在一些示例中，所述一个或多个光开关可以位于所述踏板部分的一个或两个的表面上或附近。所述一个或多个光开关可基于光信号检测所述骑行者是否在所述车板上。在一些例子中，可以配置一个或多个应变计来测量由骑行者的脚传递的板或车轴的弹性，以检测骑行者是否在所述车板上。在一些实施例中，骑行者检测设备330可以包括手持“安全保护”开关。

如果设备330检测到骑行者位于电动车辆适当的位置上，则设备330可以向微控制器324发送骑行者在场信号。骑行者在场信号可能是导致电机进入活动状态的信号。作为对骑行者在场信号(和/或，例如，所述车板被移动到水平方向)的响应，微控制器324可以激活反馈控制回路以驱动电机。例如，作为对骑行者当前信号的响应，微控制器324可以将所述车板方向信息(或测量的数据)从传感器320发送到逻辑306，使得通过功率级308为电机供电。

在一些实施例中，如果设备338检测到骑行者不再位于或出现在电动车辆适当的位置上，设备338可以向微控制器324发送骑行者不出现信号。作为对骑行者不在场信号的响应，所述车辆的电路(例如，微控制器324、逻辑306和/或功率级308)可以配置为降低转子相对于定子的旋转速率以使车辆停止。例如，可以选择性地为转子的电子线圈供电以降低转子的旋转速率。在一些实施例中，为了响应骑行者不在场的信号，电路可以配置为用相对强的和/或基本上连续恒定的电压给电子线圈通电，以锁定相对于定子的转子，以防止转子相对于定子旋转，和/或使转子突然停止。

在一些实施例中，车辆可以配置为即使骑行者不在车上(例如，暂时地不在车上)也可以主动驱动电机，这样可以允许骑行者表演各种把戏。例如，骑行者检测设备330可被配置为在预定的持续时间内延迟向微控制器发送骑行者不在场信号，和/或微控制器可被配置为延迟向逻辑306发送信号以在预定的持续时间内切断对电机的电源。

D.示例性组合和其他示例

本节描述了本文所述悬挂系统的其他方面和特征，以一系列段落的形式呈现，但不限于此，为了清晰和高效，部分或全部段落可采用字母数字表示。这些段落中的每一段都可以以任何合适的方式与一个或多个其他段落和/或与本申请中其他地方的公开内容(包括通过引用结合到交叉引用中的材料)结合。下面的一些段落明确涉及并且进一步限制了其他段落，从而提供一些合适组合的示例，但不限于此。

A0.一种自平衡电动车辆，包括：

车板，包括车架，设置在所述车架的第一末端部分的第一踏板部分，以及设置在所述车架的第二末端部分的第二踏板部分，所述第一和第二踏板部分均被配置为容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；

车轮，其可绕车轴旋转，其中所述车轮设置在所述第一和所述第二踏板部分之间并在其上方和下方延伸；

电机组件，其被配置为围绕所述车轴旋转所述车轮以推动所述车辆；

至少一个传感器，其被配置为测量所述车板的方向信息：

电机控制器，其被配置为接收由至少一个传感器测量的方向信息，并使所述电机组件基于所述方向信息推动所述车辆；以及

悬挂系统，其将所述车轮的所述车轴耦接到所述车板上，使得所述车板能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：

摆臂，其具有在支轴处可枢转地耦接到所述车架的第一端和固定到所述车轴的第二端，其中所述摆臂包括与所述支轴间隔的第一移动枢轴接头；

摇杆，其耦接到位于固定枢轴接头处的所述车板，且包括与第三个枢轴接头间隔的第二移动枢轴接头；

推杆，其将所述摇杆的第二移动枢轴接头与所述摆臂的第一移动枢轴接头连接；以及

减震器，其连接在所述支轴与所述摇杆的第二移动枢轴接头之间；

其中，减震器设置在第一踏板部分的下方，并配置为抑制所述车板相对于所述车轴的运动。

A1.第A0段所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轮组件。

A2.第A0段所述的车辆，其中所述摆臂包括横向构件和从所述横向构件延伸出的至少一条腿。

A3.第A2段所述的车辆，其中所述摆臂为U型。

A4.第A0段所述的车辆，其中所述摇杆的所述第二移动枢轴接头设置在第三移动枢轴接头与固定枢轴接头之间。

A5.第A4段所述的车辆，其中所述摆臂的第一移动枢轴接头设置在低于所述支轴的高度。

A6.第A0段所述的车辆，其中所述减震器为气体减震器。

B0.一种自平衡电动车辆，包括：

车轮，其具有旋转轴；

车板，包括车架，其具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；

电动轮毂电机，其被配置为驱动所述车轮；

电机控制器，其配置为接收指示所述车板的方向的方向信息并使所述轮毂电机根据所述方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，包括：

摆臂，将所述车轮的车轴耦接到所述车板的所述车架，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及

减震器，其横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；

其中所述减震器整体设置在第一踏板部分的下方。

B1.第B0段所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄通过对应的推杆耦接到所述摆臂。

B2.第B0或B1段所述的车辆，其中所述摆臂的横向构件可枢转地连接到所述车架上。

B3.第B0至B2段中任何一段所述的车辆，其中所述摆臂的腿固定在所述车轴的各个末端部分的远端。

B4.第B3段所述的车辆，其中所述摆臂的每条腿形成一级杠杆，具有施加到所述车轴上的力和设置在将所述摆臂耦接到所述减震器的推杆上的负载。

B5.第B4段所述的车辆，其中所述摆臂的横向构件可枢转地耦接到所述车架并形成所述一级杠杆的支轴。

B6.第B0至B5段中任何一段所述的车辆，其中所述双臂曲柄完全设置在所述第一踏板部分的下方。

B7.第B0至B6段中任何一段所述的车辆，其中所述车架仅通过悬挂系统耦接到所述车轴。

B8.第B0至B7段中任何一段所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄在各自的固定枢轴接头处耦接到所述车板上。

B9.第B8段所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄具有第一移动枢轴接头，该第一移动枢轴接头可旋转地耦接到所述减震器的各自一端；以及第二移动枢轴接头，该第二移动枢轴接头可旋转地耦接到对应的推杆，每个推杆将所述各自的双臂曲柄连接到所述摆臂。

C0.一种自平衡电动车辆，包括：

车板，包括车架，设置在所述车架的第一末端部分的第一踏板部分，以及设置在所述车架的第二末端部分的第二踏板部分，所述第一和第二踏板部分均被配置为容纳骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚；

车轮组件，包括可在车轴上旋转的仅一个车轮，其中所述车轮设置在所述第一和所述第二踏板部分之间并在其上方和下方延伸；

电机组件，其被配置为围绕所述车轴旋转所述车轮以推动所述车辆；

电机控制器，其被配置为接收由至少一个传感器测量的板方向信息，并使所述电机组件基于所述车板方向信息推动所述车辆；以及

悬挂系统，其将所述车轮组件耦接到所述车板上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：

摆臂，其围绕与所述车板耦接的支轴枢转，所述摆臂包括与所述车轴耦接的至少一条腿；

第一双臂曲柄被设置为从第二双臂曲柄横跨板的宽度，其中每个所述双臂曲柄(a)在各自的固定枢轴接头处耦接到所述车板上，(b)在第一移动枢轴接头处耦接到减震器，并且(c)在第二移动枢轴接头处耦接到对应的推杆上，使得每个双臂曲柄通过所述对应的推杆连接到所述摆臂上，以及所述减震器横向定向于行进方向；

其中所述摆臂在所述支轴相对于所述推杆的对侧耦接到所述车轴，形成一级杠杆。

C1.第C0段所述的车辆，其中所述减震器完全设置在所述第一踏板部分的下方。

C2.第C0或C1段所述的车辆，其中所述支轴包括可枢转地连接到所述车架的所述摆臂的横向构件。

C3.第C0至C2段中任何一段所述的车辆，其中所述摆臂的至少一条腿包括第一和第二腿，其中所述第一和第二腿固定在所述车轴的各自末端部分的远端。

C4.第C0至C3段中任何一段所述的车辆，其中所述双臂曲柄完全设置在所述第一踏板部分的下方。

C5.第C0至C4段中任何一段所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轴。

D0.一种自平衡电动车辆，包括：

车轮，其由轮毂电机围绕旋转轴驱动；

车板，包括车架，其具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；

电机控制器，其被配置为使所述轮毂电机根据板方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，包括：

摆臂，其将所述车轮的车轴连接到所述车板的所述车架上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及

减震器，其横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；

其中所述减震器整体设置在第一踏板部分的下方。

D1.第D0段所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄通过对应的推杆耦接到所述摆臂，所述摆臂的横向构件可枢转地连接到所述车架上，以及所述摆臂的腿固定在所述车轴的末端部分。

D2.第D1段所述的车辆，其中所述摆臂在所述横向构件处形成具有支轴的一级杠杆，且所述推杆设置在所述支轴的与所述车轴相对的一侧。

D3.第D0至D2段中任何一段所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轴。

E0.一种自平衡电动车辆，包括：

车板，包括车架，设置在所述车架的第一末端部分的第一踏板部分，以及设置在所述车架的第二末端部分的第二踏板部分，所述第一和第二踏板部分均被配置为容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；

车轮组件，包括可围绕车轴旋转的一个车轮，其中所述车轮设置在所述第一和所述第二踏板部分之间并在其上方和下方延伸；

电机组件，其被配置为围绕所述车轴旋转所述车轮以推动所述车辆；

电机控制器，其被配置为接收由至少一个传感器测量的板方向信息，并使所述电机组件基于所述车板方向信息推动所述车辆；以及

悬挂系统，其将所述车轮组件耦接到所述车板上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：

摆臂，其具有在支轴处可枢转地耦接到所述车架的第一端和固定到所述车轴的第二端，其中所述摆臂包括与所述支轴间隔的第一移动枢轴接头；

摇杆，其耦接到位于固定枢轴接头处的所述车板，且包括与第三个枢轴接头间隔的第二移动枢轴接头；

推杆，其将所述摇杆的第二移动枢轴接头与所述摆臂的第一移动枢轴接头连接；以及

减震器，其连接在所述支轴与所述摇杆的第二移动枢轴接头之间；以及

其中，减震器设置在第一踏板部分的下方，并被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的运动。

E1.第E0段所述的车辆，其中所述车架仅由所述悬挂系统耦接到所述车轮组件。

E2.第E0或E1段所述的车辆，其中所述摆臂包括横向构件和从所述横向构件延伸出的至少一条腿。

E3.第E2段所述的车辆，其中所述摆臂为U型。

E4.第E0至E3段中任何一段所述的车辆，其中摇杆的所述第二移动枢轴接头设置在第三移动枢轴接头与固定枢轴接头之间。

E5.第E4段所述的车辆，其中所述摆臂的第一移动枢轴接头设置在低于所述支轴的高度。

E6.第E0至E5段中任何一段所述的车辆，其中所述减震器为气体减震器。

F0.一种自平衡电动车辆，包括：

车轮组件，包括具有旋转轴的车轮；

车板，包括车架，其具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向平行于所述车轴的左脚或右脚；

电动轮毂电机，其被配置为驱动所述车轮；

电机控制器，其配置为接收指示所述车板方向的方向信息并使所述轮毂电机根据所述方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，其将所述车轮组件耦接到所述车板上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：

摆臂，其形成与在支轴处的所述车架耦接的一级杠杆；

摇杆，其耦接到位于固定枢轴接头处的所述车板，且包括与第二个枢轴接头间隔的第一移动枢轴接头；

推杆，其将所述摇杆的第一移动枢轴接头与所述摆臂连接；以及

减震器，其连接在所述支轴与所述摇杆的第二移动枢轴接头之间；

其中，减震器设置在第一踏板部分的下方，并被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的运动。

F1.第F0段所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轮组件。

F2.第F0或F1段所述的车辆，其中所述摆臂包括横向构件和从所述横向构件延伸出的至少一条腿。

F3.第F2段所述的车辆，其中所述摆臂为U型。

F4.第F0至F3段中任何一段所述的车辆，其中所述摇杆的所述第一移动枢轴接头设置在第二移动枢轴接头与固定枢轴接头之间。

F5.第F4段所述的车辆，其中所述推杆在低于所述支轴高度的第三移动枢轴接头处连接到摆臂。

F6.第F0至F5段中任何一段所述的车辆，其中所述减震器为气体减震器。

G0.一种自平衡电动车辆，包括：

车轮组件，包括由轮毂电机围绕所述车轴驱动的车轮；

车板，包括车架，其具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板可以围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向平行于所述车轴的左脚或右脚；

电机控制器，其被配置为使所述轮毂电机根据板方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，包括：

摆臂，其具有在支轴处可枢转地耦接到所述车架的第一端和固定到所述车轴的第二端，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；

摇杆，其耦接到位于固定枢轴接头处的所述车板；

推杆，其连接所述摇杆与所述摆臂；以及

减震器，其抑制所述摆臂的运动；

其中所述减震器整体设置在第一踏板部分的下方。

G1.第G0段所述的车辆，其中所述车架仅由所述悬挂系统耦接到所述车轮组件。

G2.第G0或G1段所述的车辆，其中所述摆臂包括横向构件和从所述横向构件延伸出的至少一条腿。

G3.第G2段所述的车辆，其中所述摆臂为U型。

G4.第G0至G3段中任何一段所述的车辆，其中所述摆臂包括第一移动枢轴接头；

所述摇杆包括与第三移动枢轴接头间隔的第二移动枢轴接头，使得所述摇杆的第二移动枢轴接头设置在第三移动枢轴接头与固定枢轴接头之间。

其中所述推杆连接在所述摇杆的第二动枢接头与所述摆臂的第一动枢接头之间；

以及

其中所述减震器连接在所述支轴与所述摇杆的第三移动枢轴之间。

G5.第G4段所述的车辆，其中摆臂的第一移动枢轴接头设置在低于支轴的高度。

优点、特征和益处

本文所述的悬挂系统的不同实施例和示例提供了优于已知的用于为单轮车辆提供悬挂的解决方案的若干优点。例如，本文所述的示例性实施例和示例允许更敏感地调整减震特性。

此外，本文所述的示例性实施例和示例允许在悬挂系统和车轮组件之间建立更坚固的承重连接。

此外，本文所述的示例性实施例和示例允许脚垫/踏板的充分使用，而不会由于悬挂系统部分延伸到所述车板的上方或布置在所述车板的顶部表面而受到干扰。

没有已知的系统或装置可以执行这些功能。然而，并非本文所述的所有实施例和示例均提供相同的优点或相同程度的优点。

结论

上面阐述的公开内容可以包括具有独立效用的多个不同的示例。尽管已经以其优选形式公开了每一个示例，但是这里公开和示出的其特定实施例不应被认为是限制性的，因为可以进行多种变型。在本公开内使用章节标题的限度内，此类标题仅用于组织的目的。本公开的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。以下权利要求书特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。各特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可在要求本申请或相关申请优先权的申请中要求保护。这样的权利要求书，无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种自平衡电动车辆，包括：

具有旋转轴的车轮；

车板，所述车板包括车架，所述车架具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板能够围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一踏板部分和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚；

电动轮毂电机，所述电动轮毂电机被配置为驱动所述车轮；

电机控制器，所述电机控制器被配置为接收指示所述车板的方向的方向信息，并使所述轮毂电机根据所述方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，所述悬挂系统包括：

摆臂，所述摆臂将所述车轮的车轴耦接到所述车板的所述车架，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及

减震器，所述减震器横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；

其中，所述减震器整体设置在所述第一踏板部分的下方。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄通过对应的推杆耦接到所述摆臂。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述摆臂的横向构件可枢转地连接到所述车架上。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述摆臂的腿固定在所述车轴的各个末端部分的远端。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述摆臂的每条腿形成一级杠杆，所述一级杠杆具有施加到所述车轴上的力和设置在将所述摆臂耦接到所述减震器的推杆上的负载。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述摆臂的横向构件可枢转地耦接到所述车架并形成所述一级杠杆的支轴。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述双臂曲柄完全设置在所述第一踏板部分的下方。

8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轴。

9.根据权利要求1所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄在各自的固定枢轴接头处耦接到所述车板上。

10.根据权利要求9所述的车辆，每个所述双臂曲柄具有第一移动枢轴接头，所述第一移动枢轴接头可旋转地耦接到所述减震器的对应端；以及第二移动枢轴接头，所述第二移动枢轴接头可旋转地耦接到对应的推杆，每个推杆将对应的所述双臂曲柄连接到所述摆臂。

11.一种自平衡电动车辆，包括：

车板，所述车板包括车架、设置在所述车架的第一末端部分的第一踏板部分，以及设置在所述车架的第二末端部分的第二踏板部分，所述第一踏板部分和所述第二踏板部分均被配置为容纳骑行者的通常朝向所述车板的行进方向的垂直方向的左脚或右脚；

车轮组件，所述车轮组件包括仅一个的能够在车轴上旋转的车轮，其中所述车轮设置在所述第一踏板部分和所述第二踏板部分之间，并在所述第一踏板部分和所述第二踏板部分的上方和下方延伸；

电机组件，所述电机组件被配置为围绕所述车轴旋转所述车轮以推动所述车辆；

电机控制器，其被配置为接收由至少一个传感器测量的车板方向信息，并使所述电机组件基于所述车板方向信息推动所述车辆；以及

悬挂系统，所述悬挂系统将所述车轮组件耦接到所述车板上，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动，所述悬挂系统包括：

摆臂，所述摆臂能够围绕与所述车板耦接的支轴枢转，所述摆臂包括至少一条与所述车轴耦接的腿；

第一双臂曲柄，所述第一双臂曲柄从第二双臂曲柄横跨所述车板的宽度布置，其中每个所述双臂曲柄(a)在各自的固定枢轴接头处耦接到所述车板上，(b)在第一移动枢轴接头处耦接到减震器，并且(c)在第二移动枢轴接头处耦接到对应的推杆上，使得每个双臂曲柄通过所述对应的推杆连接到所述摆臂上，所述减震器横向定向于所述行进方向；

其中所述摆臂在所述支轴相对于所述推杆的对侧耦接到所述车轴，形成一级杠杆。

12.根据权利要求11所述的车辆，其中所述减震器完全设置在所述第一踏板部分的下方。

13.根据权利要求11所述的车辆，其中所述支轴包括可枢转地连接到所述车架的所述摆臂的横向构件。

14.根据权利要求11所述的车辆，其中所述摆臂的所述至少一条腿包括第一腿和第二腿，其中所述第一腿和所述第二腿固定在所述车轴的各个末端部分的远端。

15.根据权利要求11所述的车辆，其中所述双臂曲柄完全设置在所述第一踏板部分的下方。

16.根据权利要求11所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轴。

17.一种自平衡电动车辆，包括：

车轮，所述车轮由轮毂电机围绕旋转轴驱动；

车板，所述车板包括车架，所述车架具有容纳所述车轮的孔，使得所述车板能够围绕所述车轮倾斜，所述车板的第一踏板部分和第二踏板部分均被配置为可以容纳骑行者的通常朝向垂直于所述车板的行进方向的左脚或右脚；

电机控制器，所述电机控制器被配置为使所述轮毂电机根据车板方向信息推动所述车板；以及

悬挂系统，所述悬挂系统包括：

摆臂，所述摆臂将所述车轮的车轴耦接到所述车板的所述车架，使得所述车板被配置为能够相对于所述车轴上下移动；以及

减震器，所述减震器横向定向于所述车板的行进方向，并通过相应的双臂曲柄耦接到所述摆臂的每一端，使得所述减震器被配置为抑制所述车板相对于所述车轴的上下移动；

其中，所述减震器整体设置在所述第一踏板部分的下方。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中每个所述双臂曲柄通过对应的推杆耦接到所述摆臂，所述摆臂的横向构件可枢转地连接到所述车架上，所述摆臂的腿固定在所述车轴的末端部分。

19.根据权利要求18所述的车辆，其中所述摆臂在所述横向构件处形成具有支轴的一级杠杆，且所述推杆设置在所述支轴的与所述车轴相对的一侧。

20.根据权利要求17所述的车辆，其中所述车架仅通过所述悬挂系统耦接到所述车轴。