CN204642013U - 可组合的独轮平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可组合的独轮平衡车，属于新型电动车技术领域，解决了独轮平衡车组合后，各个平衡车存在转速差的问题。本实用新型包括车身、车轮、踏板、控制杆和把手，车身内包括驱动电路，驱动电路包括电池和电机，在车身两侧的踏板，其一侧的内部设有能伸出的支撑杆，另一侧内部设有能插入支撑杆的空心槽，踏板一侧的外端面上设有两个柔性电极连接装置，另一侧的外端面上设有两个磁铁，把手一端的端面上设有串口发送端口和串口接收端口，在另一端的端面上，与串口发送端口和串口接收端口相同的水平高度位置对应设置有串口接收端口和串口发送端口，本实用新型属于一种代步工具。

Description

可组合的独轮平衡车

技术领域

本实用新型涉及一种可组合的独轮平衡车，属于新型电动车技术领域。

背景技术

目前，电动平衡车分为独轮车和双轮车两种。平衡方面：独轮平衡车由陀螺仪侦测车身的前倾和后仰，控制加速与减速，保持车身前后的平衡，但其本身无法保持直立，需要用户在行进中控制左右平衡；双轮车不需要控制横向的平衡，仅通过前倾后倾的控制即可实现直立。转向方面：独轮车由用户控制车身的左右横向平衡，在行进时利用左右倾角与路面产生横向的反作用力，实现转向。独轮车的转向与双轮平衡车不同，双轮车利用控制杆的左右倾斜，控制左右轮产生转速差，从而实现转向，其原理类似于坦克转向。特点方面：独轮车体积小、携带方便、运动，但是上手难度较大；双轮平衡车简单易学，能载重，但是体较大、重量大，两者各有优缺点。

由于两者在原理上存在根本不同，用户如果想体验两种平衡车的乐趣，必须分别购置，成本较高，使用也不够灵活。曾有实用新型利用一些机械连接装置将两个独轮平衡车组合在一起，形成并列连接、前后连接、多个平衡车连接，例如实用新型CN 203975082 U和实用新型CN 203958483 U。但是，此类发明没有解决各个平衡车的转速差问题。受传感器、电机质量、电池电量等各种因素影响，即使是同一品牌同一批次的独轮平衡车，在同一时间的转速也会有差别。简单的机械连接会造成组合车辆的直线跑偏、转向偏差，对驾驶技术的要求很高。经测试，简单机械连接的两个独轮车在高速行驶中会造成跌倒事故，存在严重的安全隐患，不能够实用化。现有实用新型CN 203698535 U，公开了一种可双调转轴的两轮平衡车，但是车体无法分离为独立的两个独轮平衡车。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可组合的独轮平衡车，能实现了独轮平衡车与双轮平衡车的自由组合、拆分，并解决了独轮平衡车组合后，各个平衡车存在转速差的问题，其具有结构简单，使用安全，连接方便等特点。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种可组合的独轮平衡车，包括车身、车轮、踏板、控制杆和把手，所述车身内包括驱动电路，驱动电路包括电池和电机，所述车轮安装在车身上，所述踏板分为左踏板和右踏板，左踏板和右踏板对称安装在车身的两侧，所述的控制杆是空心的，其下端通过控制杆连接轴与车身前端连接，上端通过把手连接轴连接有把手，所述的在车身两侧的踏板，其一侧的内部设有能伸出的支撑杆，另一侧内部设有能插入支撑杆的空心槽，踏板一侧的外端面上设有两个柔性电极连接装置，另一侧的外端面上设有两个磁铁，所述的两个柔性电极连接装置和两个磁铁均通过导线接入所述的驱动电路；所述的把手一端的端面上设有串口发送端口和串口接收端口，在另一端的端面上，与串口发送端口和串口接收端口相同的水平高度位置对应设置有串口接收端口和串口发送端口；所述的车身内设有单片机，单片机与所述车身内的驱动电路连接，所述把手两端面上的两个串口发送端口和单片机通过发送端线路串联在一起，把手两端面上的两个串口接收端口和单片机通过接收端线路串联在一起，所述的发送端线路和接收端线路均布置在把手内部，然后经过控制杆内部，通向车身。

所述的支撑杆和对应的空心槽设置在两侧的踏板外端部，支撑杆和空心槽无论设在左侧还是右侧都可以。所述的两个柔性电极连接装置和两个磁铁，同样，只要设置在两侧即可，无论左侧还是右侧。所述的把手两端的两组端口，同样，不分左侧还是右侧。但是上述结构一旦确定具体位置(即确定是设置在左侧还是右侧)，那么之后所有的产品必须要按照这个模板进行制造，这样任何两个独轮车均可以实现连接，两个独轮车连接时必须是一个独轮车的左(右)侧与另一个独轮车的右(左)侧相连接。本实用新型将线路均布置在相应结构内部，使得结构紧凑，外表美观。

所述的支撑杆为可伸缩或可折叠的杆件，这样在不连接两个独轮车的时候，支撑杆可以内藏于踏板内部，需要连接时，则伸出支撑杆，插入另一个独轮车的空心槽，实现两车的连接。

所述的把手两端和踏板两端均设有锁紧装置，两独轮车连接后，主要是把手和踏板两处的连接，因此锁紧装置的设置是为了保证连接后的可靠性。

所述的锁紧装置可以为金属扣、套接螺母或强磁铁，以保证连接处的牢固程度，这些连接方式方便拆卸组装。

所述的车身上表面设有能为电池供电的太阳能光伏电板，可以利用太阳能对本实用新型所述的电池进行充电，绿色环保，也可作应急之用。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在踏板上支撑杆和空心槽的设置，巧妙的将两个独轮车连接在一起，而且拆卸、组装简单方便，把手和踏板处锁紧装置的设置，则使两个独轮车的连接更为可靠牢固。

2、本实用新型在把手处串口接收端口和串口发送端口的设置，使两个独轮车在组合时，相应端口对接，并通过相应的通信线路，将相应的信号传给单片机，经单片机控制，实现了对组合后的双轮车的基准电压、差速电压和转向电压的智能控制。

3、本实用新型柔性电极连接装置和磁铁的设置，使两个独轮车组合时，一个独轮车的磁铁可以吸引另一个独轮车的柔性电极连接装置，使得原本独立供电的电池并联为一个电池组，同时为两个电机供电，实现了电压的同步，同时当一个电池没电无法启动时，可以利用另一个平衡车的电池供电，实现短距离行驶。

4、本实用新型设有太阳能光伏电板，可以利用太阳能对电池进行充电，一方面节能环保，另一方面，当周边没有充电设施的时候，可以利用太阳能进行充电，起到了应急的作用。

5、本实用新型实现了独轮平衡车与双轮平衡车的自由组合、拆分，真正解决了独轮平衡车组合后，各个平衡车存在转速差的问题，且具有结构简单，使用安全，连接方便等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是两个独轮平衡车组合后的结构示意图。

图3是两个独轮平衡车组合后通信部分连线示意图。

图4是两个独轮平衡车组合后电池并联连接示意图。

图中：1、把手  2、把手连接轴  3、控制杆连接轴  4、支撑杆  5、车轮  6、控制杆7、车身  8、踏板  9、串口发送端口  10、串口接收端口  11、单片机  12、发送端线路13、接收端线路  14、电池  15、电机  16、磁铁  17、柔性电极连接装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图3和图4所示，本实用新型所述的可组合的独轮平衡车，包括车身7、车轮5、踏板8、控制杆6和把手1，所述车身7内包括驱动电路，驱动电路包括电池14和电机15，所述车轮5安装在车身7上，所述踏板8分为左踏板和右踏板，左踏板和右踏板对称安装在车身7的两侧，所述的控制杆6是空心的，下端通过控制杆连接轴3与车身7前端连接，控制杆6上端通过把手连接轴2连接有把手1，所述在车身7两侧的踏板8，其一侧的内部设有能伸出的支撑杆4，另一侧内部设有能插入支撑杆4的空心槽，踏板8一侧的外端面上设有两个柔性电极连接装置17，另一侧的外端面上设有两个磁铁16，所述的两个柔性电极连接装置17和两个磁铁16均通过导线接入所述的驱动电路；所述的把手1一端的端面上设有串口发送端口9和串口接收端口10，在另一端的端面上，与串口发送端口9和串口接收端口10相同的水平高度位置对应设置有串口接收端口10和串口发送端口9；所述的车身7内设有单片机11，单片机11与所述车身7内的驱动电路连接，所述把手1两端面上的两个串口发送端口9和单片机11通过发送端线路12串联在一起，把手1两端面上的两个串口接收端口10和单片机11通过接收端线路13串联在一起，所述的发送端线路12和接收端线路13均布置在把手1内部，然后经过控制杆6内部，通向车身7。

所述的支撑杆4为可伸缩或可折叠的杆件，所述的把手1两端和踏板8两端均设有锁紧装置，所述的锁紧装置可以为金属扣、套接螺母或强磁铁，所述的车身7上表面设有能为电池14供电的太阳能光伏电板(图中未示出)。

其工作原理如下：由于独轮平衡车和双轮平衡车在行驶原理上存在本质不同，所以本实用新型采取了两套控制程序。当单独使用独轮车时，独轮车的单片机11不停地向串口发送端口9发送本车的当前转速，同时不断读取串口接收端口10数据，通信间隔为毫秒级。因为独轮车单独运行，串口接收端口10无法读到数据，认为车辆运行于单轮模式，此时设置在车身7内的陀螺仪侦测前后倾角，生成基准电压。基准电压控制车轮5速度，实现独轮车的行驶、加速、减速。左右平衡需要用户调整身体。转向时，用户倾斜身体，实现转向。

如图2、图3和图4所示，当将两个独轮车进行组合时，将把手1和踏板8两处分别进行连接，两独轮车的两个把手1两端面处，将两组串口发送端口9和串口接收端口10对接，利用锁紧装置，将其锁紧。踏板8处，将一个独轮车的支撑杆4伸出，插入到另一个独轮车的空心槽内，实现定位连接，这时一个独轮车上的两个磁铁16，正好与另一个独轮车上的两个柔性电极连接装置17对接，磁铁16吸引柔性电极连接装置17，将两车的电池14并联为一个电池组，同时供电，最后利用锁紧装置进行锁紧，实现两独轮车的组合连接。

当两车合并后，组成双轮车，串口接收端口10可以读到另一个独轮车串口发送端口9发来的车轮5转速数据，车辆将切换到双轮模式，启动另一套控制程序。此时双轮车运行取决于三个方面的因素：

第一是基准电压：陀螺仪侦测前后倾角，生成基准电压以控制车轮5主要速度。

第二是差速电压：单片机11将计算自身车轮5转速和对方车轮5转速，求出平均转速，根据平均转速计算差速电压。如果自身车轮5转速小于平均转速，则根据差值略微增大差速电压；如果自身车轮5转速大于平均转速，则根据差值略微减小差速电压。基准电压与差速电压求和，得到直进电压，即组合双轮车不产生左右偏转的电压。此时组合双轮车可以保持直线行驶、后退、或直立静止。

第三是转向电压：转向时，用户将控制杆6向左或向右平移，根据平移角度，单片机11计算转向电压。用户将控制杆6水平向左推动，组合双轮车左转向，左侧独轮车转向电压为负值，转速减慢。用户将控制杆6水平向右推动，组合双轮车右转向，右侧独轮车转向电压为负值，转速减慢。将转向电压附加到直进电压中，实现两车轮5的实际运行电压，从而实现组合双轮车的行驶动作。

双轮车模式下左右平衡无需用户调整。

这里需要特别说明的是：上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型专利涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种可组合的独轮平衡车，包括车身(7)、车轮(5)、踏板(8)、控制杆(6)和把手(1)，所述车身(7)内包括驱动电路，驱动电路包括电池(14)和电机(15)，所述车轮(5)安装在车身(7)上，所述踏板(8)分为左踏板和右踏板，左踏板和右踏板对称安装在车身(7)的两侧，所述的控制杆(6)是空心的，其下端通过控制杆连接轴(3)与车身(7)前端连接，上端通过把手连接轴(2)连接有把手(1)，其特征在于：所述的在车身(7)两侧的踏板(8)，其一侧的内部设有能伸出的支撑杆(4)，另一侧内部设有能插入支撑杆(4)的空心槽，踏板(8)一侧的外端面上设有两个柔性电极连接装置(17)，另一侧的外端面上设有两个磁铁(16)，所述的两个柔性电极连接装置(17)和两个磁铁(16)均通过导线接入所述的驱动电路；

所述的把手(1)一端的端面上设有串口发送端口(9)和串口接收端口(10)，在另一端的端面上，与串口发送端口(9)和串口接收端口(10)相同的水平高度位置对应设置有串口接收端口(10)和串口发送端口(9)；

所述的车身(7)内设有单片机(11)，单片机(11)与所述车身(7)内的驱动电路连接，所述把手(1)两端面上的两个串口发送端口(9)和单片机(11)通过发送端线路(12)串联在一起，把手(1)两端面上的两个串口接收端口(10)和单片机(11)通过接收端线路(13)串联在一起，所述的发送端线路(12)和接收端线路(13)均布置在把手(1)内部，然后经过控制杆(6)内部，通向车身(7)。

2.根据权利要求1所述的可组合的独轮平衡车，其特征在于：所述的支撑杆(4)为可伸缩或可折叠的杆件。

3.根据权利要求1所述的可组合的独轮平衡车，其特征在于：所述的把手(1)两端和踏板(8)两端均设有锁紧装置。

4.根据权利要求3所述的可组合的独轮平衡车，其特征在于：所述的锁紧装置可以为金属扣、套接螺母或强磁铁。

5.根据权利要求1所述的可组合的独轮平衡车，其特征在于：所述的车身(7)上表面设有能为电池(14)供电的太阳能光伏电板。