CN205854379U - 一种自平衡人力独轮车 - Google Patents

Abstract

一种可以骑乘的自平衡人力独轮车。它主要由动力部分和自平衡部分组成。动力部分中脚踏组、动力轮、承力轴的旋转轴共线，承力轴和动力轮由棘轮连接，脚踏组旋转带承力轴旋转进而通过棘轮带动动力轮旋转，为独轮车提供动力。自平衡部分中，传动轮两端为半径不同的圆台，圆台侧面即摩擦面，轮辋内侧和动力轮外侧均有与传动轮相契合的凹槽结构，传动轮与调节直线电机的次级通过轴承连接，陀螺仪控制器控制调节直线电机带动动力轮左右移动，使动力轮以不同端和轮辋接触时传递不同转速，进而实现独轮车前倾的调节；独轮车在后倾时，陀螺仪控制器控制缓刹直线电机带动刹车片频繁接触车辋，由于惯性，后倾趋势减小，实现独轮车后倾的调节。

Description

一种自平衡人力独轮车

技术领域

本实用新型涉及脚踏提供动力的车辆领域，特别是一种可以骑乘的自平衡独轮车。

背景技术

目前，市场上的普通自行车或电动自行车多为两轮模式，车体结构尺寸较大，整车较重，尤其在人口密集、经常堵车的城区，不方便骑行和停放；近期出现的独轮自平衡车，由电池提供动力，驾驶者需站立不断改变重心来控制车辆的速度，体积小而轻便，但是续航能力十分有限，而且驾驶者需站立驾驶舒适性不佳。

发明内容

为了克服两轮车体积大、独轮车续航里程小的不足，本实用新型提供一种自平衡人力独轮车，该独轮车不仅体积小，灵活轻巧，实现自平衡，而且由踏板提供动力，可以长远续航。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型提供一种自平衡人力独轮车，采用独轮结构，由人提供动力，行驶时可以实现自平衡。本独轮车主要由动力部分、自平衡部分和其他部分组成。

动力部分：脚踏组、动力轮、承力轴的旋转轴共线，并由承力轴两端处和车架相连接；脚踏组类似普通自行车，每组由脚踏和拐臂组成，分别连接在承力轴两端，可以交替承受并传递人提供的动力；动力轮曲面有和传动轮相契合的凹槽，承力轴和动力轮由棘轮连接，且棘轮位于动力轮的中心处、承力轴的中点处，实现由脚踏传递动力使动力轮连续旋转的目的。所有相对旋转的连接处均由轴承连接。

自平衡部分：由电池、传动轮、陀螺仪控制器、调节直线电机、缓刹直线电机组成。独轮车不需要电池提供前进动力，所以有较小耗电量。电池为控制电路和直线电机供电，电池、陀螺仪及控制电路均位于车座后的微型后备箱中。传动轮两端为半径不同的圆台，圆台侧面即摩擦面，动力轮曲面和轮辋内侧均有与传动轮相契合的凹槽作为摩擦面，传动轮在与动力轮和轮辋接触时传递转速，且不同端传递不同转速。调节直线电机位于右侧车架中心处，传动轮与调节直线电机的次级通过轴承连接，次级左右移动带动传动轮左右移动，进而实现不同转速的传递。缓刹直线电机位于右侧车架上且与轮辋对应。陀螺仪控制器检测独轮车前倾或后倾的角度，并以此角度来控制独轮车的平衡。在独轮车行驶时，当前倾角度和后倾角度均小于预设角度时，调节直线电机对传动轮有拉力，传动轮利用较大半径圆台传递转速，动力轮和轮辋有较小速比；当独轮车前倾角度大于预设角度时，调节直线电机对传动轮有推力，传动轮利用较小半径圆台传递速度，动力轮和轮辋有较大速比，车轮有更大的前进趋势，从而减小了独轮车的前倾角度；当独轮车后倾角度大于预设角度时，缓刹直线电机控制刹车片频繁接触轮辋，使车轮有更小的前进趋势，由于惯性，独轮车的后倾角度减小，实现了独轮车的自平衡。

其他部分：包括车轮、车座、车架车把等部分。车轮由轮辋、轮辐、轮毂和轮胎组成，轮辋内侧有和传动轮契合的凹槽结构，轮毂通过轴承和承力轴连接，轮副位于动力轮左侧，支撑整个轮辋，轮胎较为扁平，使车辆行驶更易控制；车座位于车轮正上方的车架上；车把通过横梁与车架相连，车把处有手刹可以操控车闸实现独轮车的制动。

本实用新型的有益效果是，可以减小车辆体积，实现自平衡，续航能力强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是自平衡独轮车整体结构左视轴测图。

图2是自平衡独轮车整体结构前视图。

图3是自平衡独轮车整体结构左视图。

图4是自平衡独轮车整体结构俯视图。

图5是自平衡独轮车拆解后结构左视轴测图。

图6是自平衡独轮车拆解后结构后视图。

图7是自平衡独轮车拆解后结构俯视图。

图中：1.车把，2.手刹，3.横梁，4.轮胎，5.轮辋，6.微型后备箱，7.车座，8.车架，9.脚踏，10.拐臂，11.传动轮，12.缓刹直线电机，13.调节直线电机，14.动力轮，15棘轮，16.承力轴，17.轮毂，18.轮辐，19.车闸，20.刹车片。

具体实施方式

本实施例为自平衡人力独轮车。动力轮（14）可采用HT或QT系列铸铁，其圆周斜面部分为摩擦片，摩擦材料可采用石棉摩擦材料或无石棉摩擦材料。动力轮（14）与承力轴（16）通过棘轮（15）连接，骑乘者通过脚踏（9）提供动力可使动力轮（14）持续旋转。

车架（8）在承力轴（16）两端处通过轴承与承力轴（16）连接，车座（7）固定在车架（8）上方，车把（1）通过横梁（3）与车架（8）相连，骑乘者骑乘时可利用车把（1）调整前进方向，车把（1）处有手刹（2），在需要停车时，可以通过手刹（2）操控车闸（19）实现独轮车的制动。

车轮由轮辋（5）、轮辐（18）、轮毂（17）和轮胎（4）组成，轮辋（5）内侧有和传动轮（11）契合的凹槽结构，轮毂（17）通过轴承和承力轴（16）连接，轮副位于动力轮（14）左侧，支撑整个轮辋（5），轮胎（4）较为扁平，使车辆行驶更易控制。车轮可以采用充气轮胎，也可以采用实心轮胎。

电池为控制电路和直线电机供电，电池、陀螺仪及控制电路均位于车座（7）后的微型后备箱（6）中，微型后备箱（6）与车架（8）固定连接。

传动轮（11）左端为半径较大的圆台，右端为半径较小的圆台，圆台侧面即摩擦面，摩擦面可采用石棉摩擦材料或无石棉摩擦材料，动力轮（14）也有和传动轮（11）契合的凹槽，传动轮（11）在与动力轮（14）和轮辋（5）接触时传递转速，且不同端传递不同转速。

调节直线电机（13）位于右侧车架（8）上，且恰好在轮辋（5）和动力轮（14）间隙的中心面上，传动轮（11）与调节直线电机（13）的次级通过轴承连接，次级左右移动带动传动轮（11）左右移动，进而可实现不同转速的传递。缓刹直线电机（12）位于右侧车架（8）上且与轮辋（5）对应。陀螺仪控制器检测独轮车前倾或后倾的角度，并以此角度来控制独轮车的平衡。在独轮车行驶时，当独轮车前倾角度大于预设角度时，调节直线电机（13）对传动轮（11）有推力，传动轮（11）利用较小半径圆台传递速度，动力轮（14）和轮辋（5）有更大速比，车轮有更大的前进趋势，从而减小独轮车的前倾角度；当独轮车后倾角度大于预设角度时，缓刹直线电机（12）控制刹车片（20）频繁接触轮辋（5），使车轮有更小的前进趋势，由于惯性，独轮车的后倾角度减小，实现了独轮车的自平衡。

车架（8）、横梁（3）、车把（1）、拐臂（10）等均采用高强度铝合金材料制作，以降低整车重量。

Claims (9)

1.一种自平衡人力独轮车，其特征是：采用独轮结构，由人提供动力，由动力部分、自平衡部分和其他部分组成，其中动力部分中脚踏组、动力轮、承力轴的旋转轴共线，并由承力轴两端处和车架相连接，自平衡部分由电池、传动轮、陀螺仪控制器、调节直线电机、缓刹直线电机组成，其他部分包括车轮、车座、车架、车把部分。

2.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：车轮左右两侧各有一个脚踏，脚踏通过拐臂与承力轴连接。

3.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：动力轮套在承力轴上，动力轮和承力轴由棘轮连接。

4.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：电池为控制电路和直线电机供电，电池、陀螺仪及控制电路均位于车座后的微型后备箱中，微型后备箱位于车座后，与车架固定连接。

5.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：传动轮两端为半径不同的圆台结构，圆台结构侧面为摩擦面，传动轮与调节直线电机的次级通过轴承连接。

6.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：动力轮的曲面和轮辋内侧均有与传动轮相契合的凹槽作为摩擦面。

7.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：缓刹直线电机位于车架右侧且与轮辋对应，缓刹直线电机可控制刹车片频繁接触轮辋。

8.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：车轮由轮辋、轮辐、轮毂和轮胎组成，轮毂通过轴承和承力轴连接，轮副位于动力轮左侧，支撑整个轮辋。

9.根据权利要求1的自平衡人力独轮车，其特征是：车把通过横梁与车架固定，车把处有手刹可以操控车闸实现独轮车的制动。