CN205131283U - 电动助力推车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动助力推车，包括一车体；位于车体下方适于驱动车体前进或后退的第一轮体、第二轮体，该两个轮体相对设置；适于驱动所述第一轮体运动的第一电机；适于驱动所述第二轮体运动的第二电机；耦接到设置在车体上的转轴上并可旋转的一对连杆，该连杆被设置成在受力后相对于所述车体旋转一定角度；与所述连杆接合的扭转弹性装置，该每个扭转弹性装置具有使所述连杆回转到初始状态的趋势；位于转轴附近的角度检测装置，分别用于检测每个连杆相对车体的旋转，输出包含了连杆转动方向和角度信息的电信号；以及控制装置，根据前述电信号以及设定的助力条件控制第一电机和/或第二电机旋转。

Description

电动助力推车

技术领域

本实用新型涉及运载设备技术领域，尤其是电动助力推车。

背景技术

手推车是人类常用的运载工具之一，在诸如医疗康复、建筑施工、矿石运输、加工业生产等领域，具有广泛的应用。从最原始的依靠使用者的人力推动，逐步发展到依靠电动、气动和/或液动等方式来驱动轮体，实现物品的短途搬运。

早期的手推车，基本上是依靠人力推动，使用者在推动重载手推车，或者上、下坡时，会由于体力不支而导致危险或者运载效力下降，而借助于电动、气动和/或液动驱动系统可以减轻使用者的负担。

现有技术中已经开发出多种电动、液动或者气动的手推车，诸如通过旋钮/按钮控制档位的电动手推车，依靠电池驱动电机转动，进而驱动车辆使得手推车前进或者后退，但是这种通过旋钮或者按钮控制档位式的调节，其驱动力大小是固定的，不能迅速响应操作者意图和现场情况、调整驱动力，控制困难，容易造成碰撞事故。

另一些改进的手推车，诸如日本专利特开平2012-166748公开的一种电动助力手推台车，通过检测作业者推压台车的力，通过电动马达而施加与人力相应的辅助动力。如图8a、8b，电动助力手推台车设置有一个扭矩检测部用于检测在操作部被按压操作下作用于车身框架的驱动扭矩，并通过一个控制部来根据扭矩检测部检测出的驱动扭矩而运算施加于轮体的辅助力。该电动助力手推台车还具有转向助力功能，但是从其设计结构来看，整个承受作业者手推力的推杆机构复杂，不能承受较大的力；而且传感机构采用基于直线行程方式设计的角度感应，机构复杂，影响了系统的可靠性、稳定性和成本控制。

又如中国公开专利申请201210547667公开一种助力手推车，如图9a、9b所示，其助力系统包括一个力采集模块、力信号放大模块，设置成与电机控制模块连接。通过力采集模块的力传感器21获取人推动光杆13时的力，力信号放大模块将前述力变换成电信号并进行信号放大后传输给电机控制模块，电机控制模块由此控制电机的速度和扭矩输出，从而达到人力的放大与人位移的跟随。

实用新型内容

本实用新型的第一方面提供一种电动助力推车，包括一车体，还包括：

位于车体下方适于驱动车体前进或后退的第一轮体、第二轮体，该两个轮体相对设置；

适于驱动所述第一轮体运动的第一电机；

适于驱动所述第二轮体运动的第二电机；

耦接到设置在车体上的转轴并可绕转轴旋转的一对连杆，该转轴固定在车体上，所述每个连杆被设置成在受力后围绕所述转轴相对于车体旋转一定角度；

与所述连杆接合的扭转弹性装置，该每个扭转弹性装置具有使连杆回转到初始状态的趋势；

位于转轴附近的角度检测装置，分别用于检测每个连杆相对车体的旋转，输出含有连杆转动方向和角度信息的电信号；以及

控制装置，根据前述电信号以及设定的助力条件控制第一电机和/或第二电机旋转。

进一步的例子中，所述电动助力推车更加包括：

用于接收操作者对车体施加力的推杆机构，该推杆机构的两端分别通过万向机构连接至所述连杆上，使得推杆机构在受力后驱动连杆与所述转轴相对于车体旋转一定角度

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1a、1b分别是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的整体示意图，其中图1b是图1a所示电动助力推车的电路及驱动系统示意图。

图1a、1b分别是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的整体示意图，其中图1b是图1a所示电动助力推车的电路及驱动系统的原理示意图，图1b中某些组件的位置是示例性的，并非表达图1a所示的组件组合的侧视图。

图2是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的推杆机构的示意图。

图3是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的推杆机构被操作后的示意图。

图4是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的连杆与轴连接部的局部示意图。

图5是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的连杆与轴连接部在另一方向的局部示意图。

图6是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的车体与轴连接部的局部示意图。

图7是说明根据本实用新型某些实施例的电动助力推车的车体与轴连接部在另一方向的局部示意图。

图8a、8b是现有技术中电动助力手推台车的示意图。

图9a、9b是现有技术中助力手推车的示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

根据本实用新型的实施例，一种电动助力推车100，包括一车体101，构造成诸如方形体、三角状体或者其他形状的车体结构。在车体101下方设置了多个轮体(110a、110c、110d)，用于支撑车体，并且其中的一个或者多个轮体被设置用来驱动车体101的前进或后退运动，此类轮体也被称为驱动轮，而车体下方安装的另一些轮体则作为从动轮。

如图1a、1b所示，示例性地表示了一种具有四个轮体的电动助力推车100(图中绘示了3个轮体，由于视角导致与轮体110a相对设置的另一个轮体未在图示中表达出)，在另一些例子中，电动助力推车还可以包括更多或者更少的轮体，诸如具有两个轮体(通常也被称为两轮手推车)、三个轮体(通常也被称为三轮助力车)、五个轮体、六个轮体，甚至更多的轮体，这些电动助力推车中的至少一个轮体是被设置成可根据人施加的控制力(诸如通过适当的或有利的检测装置)而被辅以放大的驱动力使得车体作前进或后退运动。

如图1a、1b所示，在以下的描述中以电动助力推车100的轮体110a以及与其相对设置的轮体(未示出)为驱动轮(即具有两个驱动轮)，说明如图1a、1b所示的电动助力推车的实现。这两个驱动轮在以下描述中也被称为第一轮体110a和第二轮体(未表示出)，该两个轮体，将在下面加以更加具体地描述，经由分别设置的第一电机、第二电机而驱动，例如第一电机102驱动第一轮体110a，第二电机驱动第二轮体。由于第一轮体与第二轮体的相对设置，且基本上具有相同的结构配置，因此并未在本公开的各个图示中表示。并且，由于第一电机102和第一轮体110a的组合配置以及第二电机和第二轮体的组合配置基本相同，且优选是对称配置的，因此在本公开的以下描述中，均以第一电机102驱动第一轮体110a为例进行说明。在本公开内容涉及第二电机和第二轮体的描述时，应当理解，是指与该第一轮体110a相对设置的轮体以及驱动该轮体的第二电机。

结合图1a、1b、4、5所示，电动助力推车还包括一对连杆106a和106b，分别固定在电动助力推车100的车体上的两个轴111上，每个轴111均可旋转地安装在车体101上，例如通过轴承(未表示)支撑，或者直接套设在车体101内(优选在二者之间加润滑剂或润滑油)。

每个轴111与对应的连杆之间被设置成一起旋转，也即，连杆(106a、106b)在受力后与对应的轴相对于车体101旋转一定角度。

如图1a结合图4、5、6、7所示，电动助力推车100还设置了位于轴111附近的扭转弹性装置105，每个转弹性装置105具有使连杆(106a、106b)在受力旋转后回转到初始状态的趋势。

这些每个扭转弹性装置105优选与连杆(106a、106b)直接抵接，其一端固定到车体101，由于连杆(106a、106b)在受力旋转时，轴111随着其一起旋转，因此扭转弹性装置105的另一端可固定到对应的连杆(106a、106b)。

在另一些例子中，每个扭转弹性装置105的一端固定到车体101，其另一端固定到对应的轴111上。

在一些例子中，如图4、5、6、7所示，扭转弹性装置105构造为一个扭转弹簧，套设在轴111上，并可围绕该轴111与其大致同轴地扭转。每个扭转弹簧具有使连杆(106a、106b)在受力旋转后回转到初始状态的趋势。

结合图4、5、6、7，本例子中，前述扭转弹簧的一端固定到所述车体101，另一端固定到对应的连杆106a上。

如图4、5、6、7所示，连杆106a上设置了一个固定部，图中所示的固定部构造为一个卡槽106a-1，用于固定所述的扭转弹簧。应当理解，连杆106a上的固定部可以采用任意构造，包括但不限于卡槽、压块、压片、固定卡位机构、螺纹、螺栓等任意形式，以使得扭转弹簧的一端与该连杆106a的位置固定。

当然，在另外的例子中，扭转弹簧还可以通过焊接等工艺固定到连杆106a上。

结合图6、7所示，在所述车体101上，扭转弹簧可以采用与以上描述的固定方式相同或者不同的方式与该车体101相固定。

在另一些例子中，为了增强稳定性，可以采用包括前述至少两种方式固定所属的扭转弹簧。

应当理解，前述描述的扭转弹簧与车体101和连杆106a之间的固定，并非一定是指绝对的固定，由于这里的固定是为了让扭转弹簧提供使得连杆回转到初始状态的回转力，因此，只要使得扭转弹簧与车体101和连杆106a之间保持一个相对固定的位置即可，使其不要发生脱离或者容易脱离的状况。当然，扭转弹簧与车体101和连杆106a之间保持绝对的位置固定也是可行的。以上描述的实例中，均以扭转弹簧为例描述扭转弹性装置105的实现。

在另一些实施方式中，扭转弹性装置105还可以被构造成其他形式的机构，诸如弹片、螺旋弹簧、橡胶件等，抵接至每个连杆，用于提供每个连杆(106a、106b)在受力后恢复到初始状态的恢复力。

为了防止连杆受力后操作幅度过大或者扭转弹性装置105过度受力而导致的失效问题，电动助力推车100还包括一连杆限位机构，用于限制连杆(106a、106b)的操作幅度。

优选地，连杆限位机构包括位于轴111上的固定块118a以及设置在车体上的至少一个限位块(118b、118c)，所述限位块与所述固定块间隔开一定距离。

在一些实例中，结合图5、6、7所示，作为优选的方案，前述连杆限位机构包括位于轴111上的固定块118a，以及设置在车体101上并位于前述固定块118a两侧的第一限位块118b和第二限位块118c，即设置了两个限位块，第一限位块118b和第二限位块118c分别与所述固定块118a间隔开一定距离。

如此，当连杆(106a、106b)受力例如推力或者拉力时，连杆的旋转区间被限制在由第一限位块118b和第二限位块118c所限定的位置空间内，而不至于因为频繁的大幅度旋转或者过度压缩扭转弹性装置105而导致其失效，因而不能及时地使连杆(106a、106b)恢复到初始状态，例如在所施加的推力/拉力消除或者减小时。

在一些例子中，在前述的固定块118a和/或至少一个限位块(118b、118c)上，尤其是在相互之间的接触面上设置缓冲部，例如橡胶件等，以非刚性接触(吸收碰撞力度)，改善二者之间的碰撞尤其是剧烈碰撞(诸如不良操作工况或者意外事故时)。

在另一些例子中，前述关于限位块和固定块位置设定是可以互换的。诸如，轴111上设置至少一个的限位块(118b、118c)，车体上设置所述的固定块118a，且使得所述限位块与所述固定块间隔开一定距离。应当理解，同样，可起到限制连杆(106a、106b)的操作幅度的作用。

结合图1b以及图4、5、6、7所示，电动助力推车100在受到人的控制力而使其前进或者后退时，提供这些控制力例如推力或者拉力，通过一电机102的运行驱动至少一个轮体运动，因此驱动整个车体101前进或者后退。

结合图1b所示，电动助力推车100包括位于轴111附近的角度检测装置104，分别用于检测连杆(106a、106b)相对车体101的旋转信息，输出含有连杆转动方向和转动角度信息的电信号。

在以上各个实施例以及以下描述的各个实施例中，每个连杆(106a、106b)均配置一个对应的角度检测装置104，用于获取连杆在受力旋转时所转过的相对于车体的角度。

结合图1a、1b以及图2所示的示例中，电动助力推车100包括了一对连杆(106a、106b)，相应地也设置了两个角度检测装置104。

在一些实施例中，前述的角度检测装置104包括一旋转变压器(resolver，简称旋变，也称为同步分解器、同步解算器)，检测连杆相对车体的旋转方向和角度，输出含有连杆转动方向和角度信息的电信号。旋转变压器包括转子和定子，该旋转变压器的输出信号，是随转子转角作某种函数(例如成正弦、余弦、比例或者线性等函数关系)变化的电信号，因此可解算获得转子的转动角度。

结合图5、6、7所示，旋转变压器的定子(未表示出)安装在邻近轴111位置的车体101上，转子104a安装在所述轴111上，因此，当连杆(106a、106b)受到推力或者拉力而发生旋转时，前述轴111与该连杆一起旋转，因此通过每个旋转变压器获得每个对应连杆的旋转信息。

在另一些实施例中，前述的角度检测装置104还可以通过其他检测机构来实现，诸如光学编码器、磁性编码器、电阻/电容/电感等形式的角度传感器，以及以上检测机构的组合和变形，这些检测机构用于感知轴111和/或连杆(106a、106b)的旋转运动并输出含有轴111和/或连杆(106a、106b)的旋转信息的电信号。

如图1a、1b，电动助力推车100还包括一控制装置103，与所述角度检测装置104电连接，根据前述电信号以及设定的助力条件控制第一电机102和/或第二电机的输出，例如输出扭矩、转速等。

前述角度检测装置104，输出的电信号，应当理解，其本身即包含了表达连杆受到推力或者拉力而发生转动的信息，这些信息不仅包含角度值信息而且包含有转动方向信息，这些转动方向信息即表达了连杆所受到的力是推力或者拉力。

因此，通过角度检测装置104将人操作推车100(的连杆)的控制力转变为连杆旋转的检测，由此获取到人操作推车100所希望的推车运动需求，例如可以表现为控制力。这个控制力是可以根据旋转角度、方向以及已知的连杆、轴的参数而确定的。

如图1b所示，前述的第一电机102、第二电机的输出由控制装置103进行控制，例如控制装置103输出的控制信号，经由电机驱动器103a输出电机驱动信号至第一电机102、第二电机。在一些例子中，电机驱动器103a也可以与控制装置103集成地设计，诸如设计在一个微控制器上，或者通过分立的电路实现。

电机驱动器103a，可以采用诸如MOSFET、IGBT驱动器实现。

前述的助力条件，例如表现为多级助力设定，每一级分别对应不同的助力比，例如1∶1，1∶2.5，1∶5等等，当然并不以此为限制。也即，当连杆(106a、106b)受力旋转一定角度时，在不同的助力条件下，控制装置103所控制的第一电机和/或第二电机的输出将不同。

在一些示例中，电动助力推车100还包括一个连接至前述控制装置103的、用于设定阻力条件的装置，诸如旋钮、开关等。更加优选地，为了直观的向人提供设定的助力条件的可视反馈，电动助力推车100还可以设置一个显示装置(未示出)连接至控制装置103，以提供电动助力推车100的运行参数的可视反馈，例如当前所设定的助力条件、推车的运行速度等。

结合图1a、1b所示，控制装置103基于前述角度检测装置104检测到的两个连杆(106a、106b)相对车体的旋转角度朝向同一方向而控制使得第一电机和第二电机具有朝向同一方向的旋转趋势，并且基于前述角度检测装置检测到的两个连杆相对车体的旋转角度朝向不同控制使得第一电机和第二电机具有朝向不同方向的旋转趋势。

结合附图以及以上描述的电动助力推车，利用角度检测装置将人操作连杆而所要求的控制力的检测通过检测连杆的旋转方向和角度来实现，并基于此而控制驱动电机的运行，由电机驱动轮体运动，使车体实现人所希望的前进或者后退的操作目的。由于采用了更加简单的旋转角度检测的方式，克服传统的检测方式的缺陷，例如容易导致连杆卡住、需要较大的推力或者拉力以及通过复杂的传感机构设计来获得人所要求控制力，如日本专利特开平2012-166748中所涉及的通过复杂机构实现的力检测以及中国公开专利申请201210547667中所提到的通过连杆(即推杆13)的水平行程实现力的采集，如果采用此方式，则要求人以基本上水平的控制力来推动/拉动推车，方可容易的推动/拉动，否则，将存在连杆的运动障碍，不利于控制力的检测，对于不同身高的人进行操作的适应性较差。

利用前述实施例的电动助力推车，不仅可实现正常前进或者后退运行的电动助力，还可方便的实现转向助力，通过左右两个连杆受到的不同的力而导致的旋转角度差异，因此由控制装置使得两个电机的输出差异，如此以实现转向助力。相对于日本专利特开平2012-166748所公开的方案中的复杂的转向助力设计，本公开所提出的电动助力推车的转向助力设计更加简单可靠。

在以上描述的一个或多个实施例的基础上，结合图2、3所示，在更进一步的实施例中，电动助力推车100还可以更加包括一推杆机构108，用于接收操作者对车体101施加的力，该推杆机构108的两端可分别通过例如万向机构连接至所述连杆(106a、106b)上，使得推杆机构108在受力后驱动连杆(106a、106b)相对于车体旋转一定角度。

如此，通过万向连接至连杆而设置的推杆机构108，方便操作者(人)推动车体，将所施加的力传递到连杆上，以此驱动连杆旋转一定角度。而且，方便人以单手操作，这在多种需要单手操作的场合，诸如手持送货单的快递货物运输等，都是极为重要的。如果推车仅仅允许单手操作的话，那么其应用将受到极大的限制。

在一些实施例中，所述推杆机构108被配置成具有分段式结构，例如两段式、三段式，甚至更多段的配置，其中靠近连杆(106a、106b)的部分万向连接至前述连杆中的一个。在此类实施例中，推杆机构108的段之间可相对运动。如此，使得推杆机构108在受力时可进行伸缩运动，也就是说，推杆机构108的长度是可变化的，尤其是在收到操作者的转向操作控制时。通过推杆机构108的伸缩运动，可进一步通过万向机构将操作者的操作控制(例如转向)的力直接传递到两个连杆使得两个连杆的旋转角度不一致，正如以上所描述的，达到助力转向的效果。

如图2和图3表示了前述分段式设计推杆结构的示例性实现及其在受到操作者的控制(例如转向)的力时的运动状况。结合图3所示，前述推杆机构108被配置两段式构造，每一段均万向连接至前述连杆中一个，两段之间可相对运动，因此利于单手操作推车时的转向。

在具体的实例中，前述推杆机构108构造为嵌套式结构。结合图2、图3所示，例如，推杆机构108包括万向连接至所述连杆的第一推杆108a、第二推杆108b以及嵌套于二者之间连接部108c，所述第一推杆108a和/或第二推杆108b可相对该连接部108c运动，实现第一推杆108a、第二推杆108b(即推杆机构108的不同段)之间的相对运动。

结合图2、图3，在一些例子中，前述的万向机构构造为球轴承108d，所述第一推杆108a、第二推杆108b分别通过该球轴承108d连接至所述连杆(106a、106b)。

在另外的例子中，前述的万向机构还可以构造成万向节(也称为万向接头)等用于实现万向连接的装置来实现，例如十字轴式万向节、球叉式万向节等。

图2所示为说明电动助力推车在不发生转向时前述推杆机构的状态图，第一推杆108a、第二推杆108b结合在一起，以接受操作者施加的力，此时将驱动前述的两个连杆(106a、106b)产生相同的旋转角度，因此控制装置103基于两个连杆的旋转角度相同而驱动前述第一电机和第二电机具有相同的输出，因此驱动电动助力推车以基本上直线运动的形式前进或者后退。

如图3所示，当操作者希望电动助力推车转向时，其通过操作推杆机构108使其第一推杆108a与第二推杆108b的位置关系发生变化，两个连杆(106a、106b)受力而产生的旋转角度变得不再是一致的，因此控制装置103基于两个连杆的旋转角度的不相同而驱动前述第一电机/第二电机具有不同的输出，从而实现转向助力。

在另一些例子中，所述推杆机构108的至少一部分被设置成采用弹性构造，使得推杆机构可伸缩。例如，推杆机构108的至少一部分被设置通过橡胶材料形成的结构件(如橡胶棒)来实现。

在一些例子中，诸如，推杆机构108采用分段式设计，且其中的至少一端构造为由弹性材料形成，例如橡胶材料，从而使得整个推杆机构108具有伸缩的能力。

在本实用新型前述公开的各个实施例中，前述的第一电机102与第二电机被配置成当通过推杆机构108施加的推力或者拉力方向与相应轮体运动方向相反或者当连杆(106a、106b)处于接近初始位置时进入再生制动模式，将动能转换成电能。

尤其，采用本公开的以上关于推杆机构108的实施例，利于单手操作的转向助力的实现。

结合图1b所示，电动助力推车100更加包括一电源系统112，用于为电动助力推车100提供电力供应。尤其是向电机、控制装置以及角度检测装置等组件提供电力供应。

优选地，电源系统112具有至少一个可二次充电的蓄电池，例如能量密度大、重量轻的锂基质电池，或者镍氢电池，一方面利于通过与电源系统112电连接的充电接口114接收外部诸如110V、220V、230V等市电输入对蓄电池充电，另一方面也利于当第一电机102和/或第二电机处于再生制动模式时，存储由其所输出的电能，以利对能源的合理回收和最大化应用。当然，前述电源系统112还可以包括其他形式的电池，例如燃料电池等。

优选地，前述描述的电源系统112所包括的可二次充电的蓄电池、燃料电池等，均以可拆卸的方式安装在车体上，以利于随时更换/维护等。

在以上描述的各个实施例中，均以电动助力推车100具有两个驱动轮(并相应地配置了第一电机和第二电机作为驱动电机)为例进行的说明，应当理解，根据本实用新型的多个实施例的教导，电动助力推车100还可以设置更多的成对设置的驱动轮，同时配合多个驱动轮而设置与之相应的多个驱动电机，并使位于车体同一侧(例如左侧)的驱动电机基于同一个连杆(优选的是与这些电机位于同侧)的旋转角度而驱动，保持同一侧的驱动电机的运动的一致性，同理对于另一侧(例如右侧)的多个驱动电机亦如此配置。

如此，当配置了四个或者更多成对设置的驱动电机的情况下，如果有一个电机或者驱动器失效，还可以重新分配各电机扭矩，以求两侧平衡，或者说以求左右按照操作者要求来分配扭矩。

结合图1a、1b所示，尤其是1b所示，尽管图中所示为第一电机102的输出通过诸如皮带、链条等机构直接传输至前述作为驱动轮的第一轮体110a上，在另一些实施例中，第一电机102的输出还可以通过诸如变速机构尤其是减速机构来传递到前述第一轮体110a上。当然，还可以采用变速机构与前述所描述的皮带/链条等的组合形式进行电机输出的传输。

根据本实用新型的改进，结合前述内容描述的一个或多个实施例的电动助力推车，其中的连杆(106a、106b)，分别耦接到电动助力推车100的车体上的两个转轴111上，并且，每个转轴111固定且不可旋转地安装在车体101上。

连杆(106a、106b)例如通过轴承(未表示)套接在转轴111的圆周上，或者直接套设在转轴111上(优选在二者之间加润滑剂或润滑油)。

每个转轴111与对应的连杆(106a、106b)之间被设置成当连杆(106a、106b)在受力后围绕对应的转轴111相对于车体101旋转一定角度。

同样的，在这些例子中，电动助力推车100还可以设置了位于转轴111附近的扭转弹性装置105，每个转弹性装置105具有使连杆(106a、106b)在受力旋转后回转到初始状态的趋势。

这些每个扭转弹性装置105优选与连杆(106a、106b)直接接合，其一端固定到车体101，另一端固定到对应的连杆(106a、106b)。

在另一些例子中，由于转轴111是固定、不随连杆的旋转而旋转的，因此，每个扭转弹性装置105的一端还可以被设置成固定到转轴111上，其另一端固定到对应的连杆(106a、106b)。

在一些例子中，结合图4、5、6、7所示，扭转弹性装置105构造为一个扭转弹簧，套设在转轴111上，并可围绕该转轴111与其大致同轴地扭转。每个扭转弹簧具有使连杆(106a、106b)在受力旋转后回转到初始状态的趋势。

结合图4、5、6、7，本例子中，前述扭转弹簧的一端固定到所述车体101，另一端固定到对应的连杆106a上。

结合图4、5、6、7所示，连杆106a上设置了一个固定部，图中所示的固定部构造为一个卡槽106a-1，用于固定所述的扭转弹簧。应当理解，连杆106a上的固定部可以采用任意构造，包括但不限于卡槽、压块、压片、固定卡位机构、螺纹、螺栓等任意形式，以使得扭转弹簧的一端与该连杆106a的位置固定。

当然，在另外的例子中，扭转弹簧还可以通过焊接等工艺固定到连杆106a上。

结合图6、7所示，在所述车体101上，扭转弹簧可以采用与以上描述的固定方式相同或者不同的方式与该车体101相固定。

在另一些例子中，为了增强稳定性，可以采用包括前述至少两种方式固定所属的扭转弹簧。

应当理解，前述描述的扭转弹簧与车体101和连杆106a之间的固定，并非一定是指绝对的固定，由于这里的固定是为了让扭转弹簧提供使得连杆回转到初始状态的回转力，因此，只要使得扭转弹簧与车体101和连杆106a之间保持一个相对固定的位置即可，使其不要发生脱离或者容易脱离的状况。当然，扭转弹簧与车体101和连杆106a之间保持绝对的位置固定也是可行的。

以上描述的实例中，均以扭转弹簧为例描述扭转弹性装置105的实现。在另一些实施方式中，扭转弹性装置105还可以被构造成其他形式的机构，诸如弹片、螺旋弹簧、橡胶件等，抵接至每个连杆，用于提供每个连杆(106a、106b)在受力后恢复到初始状态的恢复力。

为了防止连杆受力后操作幅度过大或者扭转弹性装置105过度受力而导致的失效问题，电动助力推车100还包括一连杆限位机构，用于限制连杆(106a、106b)的操作幅度。

结合图1b以及图4、5、6、7所示，电动助力推车100在受到人的控制力而望使其前进或者后退时，提供这些控制力例如推力或者拉力，通过一电机102的运行驱动至少一个轮体运动，因此驱动整个车体101前进或者后退。

结合图1b所示，电动助力推车100包括位于转轴111附近的角度检测装置104，分别用于检测连杆(106a、106b)相对车体101的旋转信息，输出含有连杆转动方向和转动角度信息的电信号。

在以上各个实施例以及以下描述的各个实施例中，每个连杆(106a、106b)均配置一个对应的角度检测装置104，用于获取连杆在受力旋转时所转过的相对于车体的角度。

结合图1a、图2、图3所示的示例中，电动助力推车100包括了一对连杆(106a、106b)，相应地也设置了两个角度检测装置104。

在一些实施例中，前述的角度检测装置104包括一旋转变压器(resolver，简称旋变，也称为同步分解器、同步解算器)，检测连杆相对车体的旋转方向和角度，输出含有连杆转动方向和角度信息的电信号。旋转变压器包括转子和定子，该旋转变压器的输出信号，是随转子转角作某种函数(例如成正弦、余弦、比例或者线性等函数关系)变化的电信号，因此可解算获得转子的转动角度。

结合图5、6、7所示，旋转变压器的定子(未表示出)安装在邻近连杆的转轴111或者车体101上，转子安装在连杆(106a、106b)上。因此，当连杆(106a、106b)受到推力或者拉力而围绕转轴111旋转时，通过每个旋转变压器获得每个对应连杆(106a、106b)的旋转信息。

在另一些实施例中，前述的角度检测装置104还可以通过其他检测机构来实现，诸如光学编码器、磁性编码器、电阻/电容/电感等形式的角度传感器，以及以上检测机构的组合和变形，这些检测机构用于感知转轴111和/或连杆(106a、106b)的旋转运动并输出含有连杆(106a、106b)的旋转信息的电信号。

参考图1a、1b，电动助力推车100还包括一控制装置103，与所述角度检测装置104电连接，根据前述电信号以及设定的助力条件控制第一电机102和/或第二电机的输出，例如输出扭矩、转速等。

前述角度检测装置104，输出的电信号，应当理解，其本身即包含了表达连杆受到推力或者拉力而发生转动的信息，这些信息不仅具有角度值信息而且具有转动方向信息，这些转动方向信息即表达了连杆所受到的力是推力或者拉力。

因此，通过角度检测装置104将人操作推车100(的连杆)的控制力转变为连杆旋转的检测，由此获取到人操作推车100所希望的推车运动需求，例如可以表现为控制力。这个控制力是可以根据旋转角度、方向以及已知的连杆、转轴的参数而确定的。

结合图1b所示，前述的第一电机102、第二电机的输出由控制装置103进行控制，例如控制装置103输出的控制信号，经由电机驱动器103a输出电机驱动信号至第一电机102、第二电机。在一些例子中，电机驱动器103a也可以与控制装置103一体设计，诸如设计在一个微控制器上，或者通过分立的电路实现。

电机驱动器103a，可以采用诸如MOSFET、IGBT驱动器实现。

前述的助力条件，例如表现为多级助力设定，每一级分别对应不同的助力比，例如1∶1，1∶2.5，1∶5等等，当然并不以此为限制。也即，当连杆(106a、106b)受力旋转一定角度时，在不同的助力条件下，控制装置103所控制的第一电机和/或第二电机的输出将不同。

在一些示例中，电动助力推车100还包括一个连接至前述控制装置103的、用于设定阻力条件的装置，诸如旋钮、开关等。更加优选地，为了直观的向人提供设定的助力条件的可视反馈，电动助力推车100还可以设置一个显示装置(未示出)连接至控制装置103，以提供电动助力推车100的运行参数的可视反馈，例如当前所设定的助力条件、推车的运行速度等。

结合图1a、1b所示，控制装置103基于前述角度检测装置104检测到的两个连杆(106a、106b)相对车体的旋转角度朝向同一方向而控制使得第一电机和第二电机具有朝向同一方向的旋转趋势，并且基于前述角度检测装置检测到的两个连杆相对车体的旋转角度朝向不同方向控制使得第一电机和第二电机具有朝向不同方向的旋转趋势。

结合附图以及以上描述的电动助力推车，利用角度检测装置将人操作连杆而所要求的控制力的检测通过检测连杆的旋转方向和角度来实现，并基于此而控制驱动电机的运行，由电机驱动轮体运动，使车体实现人所希望的前进或者后退的操作目的。由于采用了更加简单的旋转检测的方式，克服传统的检测方式的缺陷，例如容易导致连杆卡住、需要较大的推力或者拉力以及通过复杂的传感机构设计来获得人所要求控制力，如日本专利特开平2012-166748中所涉及的通过复杂机构实现的力检测以及中国公开专利申请201210547667中所提到的通过连杆(即推杆13)的水平行程实现力的采集，如果采用此方式，则要求人以基本上水平的控制力来推动/拉动推车，方可容易的推动/拉动，否则，将存在连杆的运动障碍，不利于控制力的检测，对于不同身高的人进行操作的适应性较差。

利用前述实施例的电动助力推车，不仅可实现正常前进或者后退运行的电动助力，还可方便的实现转向助力，通过左右两个连杆受到的不同的力而导致的旋转角度差异，因此由控制装置使得两个电机的输出差异，如此以实现转向助力。相对于日本专利特开平2012-166748所公开的方案中的复杂的转向助力设计，本公开所提出的电动助力推车的转向助力设计更加简单可靠。

在以上描述的一个或多个实施例的基础上，结合图2、3所示，在更进一步的实施例中，电动助力推车100还可以更加包括一推杆机构108，用于接收操作者对车体101施加的力，该推杆机构108的两端分别通过万向机构连接至所述连杆(106a、106b)上，使得推杆机构108在受力后驱动连杆(106a、106b)围绕转轴111相对于车体旋转一定角度。

如此，通过万向连接至连杆而设置的推杆机构108，方便操作者(人)推动车体，将所施加的力传递到连杆上，以此驱动连杆旋转一定角度。而且，方便人以单手操作，这在多种需要单手操作的场合，诸如手持送货单的快递货物运输等，都是极为重要的。如果推车仅仅允许单手操作的话，那么其应用将受到极大的限制。

在一些实施例中，所述推杆机构108被配置成具有分段式结构，例如两段式、三段式，甚至更多段的配置，其中靠近连杆(106a、106b)的部分万向连接至前述连杆中的一个。在此类实施例中，推杆机构108的段之间可相对运动。如此，使得推杆机构108在受力时可进行伸缩运动，也就是说，推杆机构108的长度是可变化的，尤其是在收到操作者的转向操作控制时。通过推杆机构108的伸缩运动，可进一步通过万向机构将操作者的操作控制(例如转向)的力直接传递到两个连杆使得两个连杆的旋转角度不一致，正如以上所描述的，达到助力转向的效果。

如图2和图3表示了前述分段式设计推杆结构的示例性实现及其在受到操作者的控制(例如转向)的力时的运动状况。结合图3所示，前述推杆机构108被配置两段式构造，每一段均万向连接至前述连杆中一个，两段之间可相对运动，因此利于单手操作推车时的转向。

在一些实例中，前述推杆机构108构造为嵌套式结构。结合图2、图3所示，例如，推杆机构108包括万向连接至所述连杆的第一推杆108a、第二推杆108b以及嵌套于二者之间连接部108c，所述第一推杆108a和/或第二推杆108b可相对该连接部108c运动。

结合图2、图3，在这些例子中，前述的万向机构构造为球轴承108d，所述第一推杆108a、第二推杆108b分别通过该球轴承108d连接至所述连杆(106a、106b)。

在另外的例子中，前述的万向机构还可以构造成万向节(也称为万向接头)等用于实现万向连接的装置来实现，例如十字轴式万向节、球叉式万向节等。

图2所示为说明电动助力推车在不发生转向时前述推杆机构的状态图，第一推杆108a、第二推杆108b结合在一起，以接受操作者施加的力，此时将驱动前述的两个连杆(106a、106b)产生相同的旋转角度，因此控制装置103基于两个连杆的旋转角度相同而驱动前述第一电机和第二电机具有相同的输出，因此驱动电动助力推车以基本上直线运动的形式前进或者后退。

如图3所示，当操作者希望电动助力推车转向时，其通过操作推杆机构108使其第一推杆108a与第二推杆108b的位置关系发生变化，两个连杆(106a、106b)受力而产生的旋转角度变得不再是一致的，因此控制装置103基于两个连杆的旋转角度的不相同而驱动前述第一电机/第二电机具有不同的输出，从而实现转向助力。

在本实用新型前述公开的各个实施例中，前述的第一电机102与第二电机被配置成当通过推杆机构108施加的推力或者拉力方向与相应轮体运动方向相反或者当连杆(106a、106b)处于接近初始位置时进入再生制动模式，将动能转换成电能。

尤其，采用本公开的以上关于推杆机构108的实施例，利于单手操作的转向助力的实现。

结合图1b所示，电动助力推车100更加包括一电源系统112，用于为电动助力推车100提供电力供应。尤其是向电机、控制装置以及角度检测装置等组件提供电力供应。

优选地，电源系统112具有至少一个可二次充电的蓄电池，例如能量密度大、重量轻的锂基质电池，或者镍氢电池，一方面利于通过与电源系统112电连接的充电接口114接收外部诸如110V、220V、230V等市电输入对蓄电池充电，另一方面也利于当第一电机102和/或第二电机处于再生制动模式时，存储由其所输出的电能，以利对能源的合理回收和最大化应用。当然，前述电源系统112还可以包括其他形式的电池，例如燃料电池等。

优选地，前述描述的电源系统112所包括的可二次充电的蓄电池、燃料电池等，均以可拆卸的方式安装在车体上，以利于随时更换/维护等。

在以上描述的各个实施例中，均以电动助力推车100具有两个驱动轮(并相应地配置了第一电机和第二电机作为驱动电机)为例进行的说明，应当理解，根据本实用新型的多个实施例的教导，电动助力推车100还可以设置更多的成对设置的驱动轮，同时配合多个驱动轮而设置与之相应的多个驱动电机，并使位于车体同一侧(例如左侧)的驱动电机基于同一个连杆(优选的是与这些电机位于同侧)的旋转角度而驱动，保持同一侧的驱动电机的运动的一致性，同理对于另一侧(例如右侧)的多个驱动电机亦如此配置。

如此，当配置了四个或者更多成对设置的驱动电机的情况下，如果有一个电机或者驱动器失效，还可以重新分配各电机扭矩，以求两侧平衡，或者说以求左右按照操作者要求来分配扭矩。

结合图1a、1b所示，尤其是1b所示，尽管图中所示为第一电机102的输出通过诸如皮带、链条等机构直接传输至前述作为驱动轮的第一轮体110a上，在另一些实施例中，第一电机102的输出还可以通过诸如变速机构尤其是减速机构来传递到前述第一轮体110a上。当然，还可以采用变速机构与前述所描述的皮带/链条等的组合形式进行电机输出的传输。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种电动助力推车，包括一车体，其特征在于，还包括：

位于车体下方适于驱动车体前进或后退的第一轮体、第二轮体，该两个轮体相对设置；

适于驱动所述第一轮体运动的第一电机；

适于驱动所述第二轮体运动的第二电机；

耦接到设置在车体上的转轴上并可旋转的一对连杆，该连杆被设置成在受力后相对于所述车体旋转一定角度；

与所述连杆接合的扭转弹性装置，该每个扭转弹性装置具有使所述连杆回转到初始状态的趋势；

位于转轴附近的角度检测装置，分别用于检测每个连杆相对车体的旋转，输出包含了连杆转动方向和角度信息的电信号；以及

控制装置，根据前述电信号以及设定的助力条件控制第一电机和/或第二电机旋转。

2.根据权利要求1所述的电动助力推车，其特征在于，所述转轴固定在车体上，并且所述每个连杆被设置成在受力后围绕所述转轴相对于车体旋转一定角度。

3.根据权利要求2所述电动助力推车，其特征在于，所述扭转弹性装置的一端固定到所述车体或转轴，另一端固定到对应的连杆上。

4.根据权利要求1所述的电动助力推车，其特征在于，所述转轴可旋转地安装在车体上，并且每个连杆被配置成在受力后与所述转轴一起旋转一定角度。

5.根据权利要求4所述的电动助力推车，其特征在于，所述扭转弹性装置的一端固定到所述车体，另一端固定到对应的连杆或轴上。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的电动助力推车，其特征在于，所述电动助力推车更加包括：

用于接收操作者对车体施加力的推杆机构，该推杆机构的两端分别通过万向机构连接至所述连杆，使得推杆机构在受力后可驱动连杆旋转一定角度。

7.根据权利要求6所述的电动助力推车，其特征在于，所述推杆机构被配置成具有分段式结构，其中靠近连杆的部分万向连接至前述连杆中的一个，推杆机构的段之间可相对运动。

8.根据权利要求6的所述电动助力推车，其特征在于，所述推杆机构的至少一部分被设置成采用弹性构造，使得推杆机构可伸缩。

9.根据权利要求1的所述电动助力推车，其特征在于，所述电动助力推车还包括连杆限位机构，用于限制连杆的操作幅度。

10.根据权利要求1的所述电动助力推车，其特征在于，所述第一电机与第二电机被配置成当通过推杆机构施加的推力或者拉力方向与相应轮体运动方向相反或者当连杆处于接近初始位置时进入再生制动模式，将动能转换成电能。

11.根据权利要求1的所述电动助力推车，其特征在于，所述电动助力推车更加包括一连接至所述控制装置、并从外部可接近地操作以设定助力条件的装置。