CN207173844U - 一种平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平衡车，所述平衡车包括车架、万向轮、驱动轮及用于驱动所述驱动轮转动的动力机构，所述平衡车还包括转向控制机构，所述转向控制机构包括能够左右摆动设置在车架上的摆杆、用于检测所述摆杆摆动的传感器、用于驱动所述万向轮转动的执行机构以及与所述传感器和执行机构电气连接的控制器，所述传感器检测摆杆的摆动动作，并将检测结果发送给控制器，所述控制器根据检测结果控制所述执行机构动作，进而所述万向轮在执行机构的驱动下发生转动。本实用新型的平衡车利用摆杆的摆动对万向轮进行转向控制，结构简单，控制操作便捷，提高平衡车的使用安全性。

Description

一种平衡车

技术领域

本实用新型涉及代步工具领域，特别涉及一种平衡车。

背景技术

如今，平衡车的使用越来越普遍，逐渐成为用户偏好的代步工具，其原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。由于平衡车自身具有智能化、小型化、污染小等特点，因而，能够使用户的出行更为方便，且更有利于环保。

现有技术中，有以下方式对平衡车进行控制，第一种方式为脚控平衡车，平衡车中间需要转轴，使得左右踏板分别围绕转轴转动，通过踏板转动的角度来实现转向，但是由于转轴的存在，使得平衡车结构复杂，且空间受限，不利于平衡车的轻薄化；第二种方式为操作终端控制，通过在终端显示屏上进行操作，此方式容易分散用户的注意力，造成交通安全隐患。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种平衡车，技术方案如下：

本实用新型提供了一种平衡车，包括车架、万向轮、驱动轮及用于驱动所述驱动轮转动的动力机构，所述平衡车还包括转向控制机构，所述转向控制机构包括能够左右摆动设置在车架上的摆杆、用于检测所述摆杆摆动的传感器、用于驱动所述万向轮转动的执行机构以及与所述传感器和执行机构电气连接的控制器，所述传感器检测摆杆的摆动动作，并将检测结果发送给控制器，所述控制器根据检测结果控制所述执行机构动作，进而所述万向轮在执行机构的驱动下发生转动。

进一步地，所述传感器为角度传感器，所述角度传感器设置在摆杆上，所述控制器将角度传感器的角度检测值与判定阈值作比较，并根据比较结果控制执行机构动作。

进一步地，所述转向控制机构还包括平衡杆、安装板和弹簧件，所述平衡杆与摆杆固定连接，所述弹簧件的一端固定在安装板上，另一端与所述平衡杆相抵，所述摆杆摆动，进而带动平衡杆进一步压缩弹簧件，所述摆杆在弹簧件的应力作用下回复到初始位置。

进一步地，所述摆杆竖直设置在车架的前侧，所述平衡杆与所述摆杆的底部固定连接，所述安装板水平设置在平衡杆的上方。

进一步地，所述弹簧件包括第一弹簧件和第二弹簧件，所述第一弹簧件和第二弹簧件的下端分别与平衡杆的两端部的上表面相抵。

进一步地，所述传感器为压力传感器，所述压力传感器安装在所述弹簧件上。

进一步地，所述传感器为CCD传感器，所述CCD传感器安装在所述弹簧件的侧面。

进一步地，所述驱动轮包括第一驱动轮和第二驱动轮，所述第一驱动轮与第二驱动轮分别设置在所述车架的两侧，所述万向轮设置在所述车架的后侧或前侧。

进一步地，所述万向轮包括第一万向轮和第二万向轮，所述执行机构与万向轮一一对应，所述第一万向轮和第二万向轮能够在执行机构动作时发生转动。

进一步地，所述车架包括踏板和/或坐板，所述摆杆的顶端设有把手。

进一步地，所述转向控制机构还包括第一连接件，所述车架还包括底部支架，所述第一连接件能够转动地设置在所述底部支架上，所述摆杆与第一连接件固定连接。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

1)利用摆杆的摆动对万向轮进行转向控制，结构简单，有利于平衡车的轻薄化；

2)控制操作便捷，提高平衡车的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的平衡车的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的平衡车的正视图；

图3是本实用新型实施例提供的平衡车上传感器的连接结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的平衡车右转状态示意图；

图5是本实用新型实施例提供的平衡车左转状态示意图。

其中，附图标记为：1-把手，2-摆杆，31-踏板，32-坐板，4-万向轮，41-第一万向轮，42-第二万向轮，43-第一驱动轮，44-第二驱动轮，45-连接杆，46-安装横杆，5-平衡杆，61-第一弹簧件，62-第二弹簧件，63-安装板，71-第二连接件，72-第一连接件，73-圆管，74-传感器，75-固定片，76-第一方管，77-第二方管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种平衡车，参见图1和图2，所述平衡车包括车架、万向轮4、驱动轮及用于驱动所述驱动轮转动的动力机构，所述平衡车还包括转向控制机构，所述转向控制机构包括能够左右摆动设置在车架上的摆杆2、用于检测所述摆杆2摆动的传感器、用于驱动所述万向轮4转动的执行机构以及与所述传感器和执行机构电气连接的控制器，所述传感器检测摆杆2的摆动动作(在竖直平面内相对于所述车架左右摆动)，并将检测结果发送给控制器，所述控制器根据检测结果控制所述执行机构动作，进而所述万向轮4在执行机构的驱动下发生转动。

如图1所示，所述车架包括踏板31和坐板32，所述摆杆2竖直设置在踏板31前进方向的前侧，所述摆杆2通过第一连接件72与车架的底部支架连接，如图3所示，所述底部支架包括圆管73、第一方管76和第二方管77，所述圆管73、第一方管76和第二方管77焊接固定成图示Z型，即第二方管77竖直设置，其上端与圆管73的前端(以平衡车运动的前进方向为基准)固定，其下端与第一方管76的后端(以平衡车运动的前进方向为基准)固定，第一连接件72能够绕着底部支架的圆管73发生转动，所述摆杆2与第一连接件72固定连接，因此，可以实现摆杆2相对于平衡车的底部支架发生摆动；为了方便用户站在踏板31上或坐在坐板32上时对摆杆2进行操作，所述摆杆2的顶端优选设置有把手1，所述把手1供用户手持。

作为动力机构，优选设置在踏板31的下方(图中未示出)，所述踏板31的两侧还各设置了一个驱动轮，如图所示，在平衡车前进方向右侧设置第一驱动轮43，在左侧设置第二驱动轮44，动力机构用于驱动两个驱动轮同步转动。

在本实用新型实施例中，所述传感器为角度传感器74，所述角度传感器74设置在摆杆2上，如图3所示，安装方式如下：所述角度传感器74设置在第二连接件71上，所述第一连接件72与第二连接件71插接配合(固定连接)，即第一连接件72插入到第二连接件71的侧孔中，同时，利用固定片75对角度传感器74进行限位，具体实施方式如下：所述固定片75包括连接设置的水平固定片和竖直固定片，所述竖直固定片上设有套孔，将竖直固定片套设在角度传感器74上(使角度传感器74穿过所述套孔)，然后将所述水平固定片固定在第一方管76上，这样，所述竖直固定片对角度传感器74和第二连接件71起到限位作用(限制角度传感器74在平衡车前进方向和后退方向上发生前后移动)，同时，竖直固定片上的套孔具有使传感器摆动的空间，比如，所述套孔为弧形条孔，即摆杆2摆动时，所述第一连接件72、第二连接件71和角度传感器74一同摆动。

控制过程如下：所述角度传感器74随着摆杆2摆动，因此在摆杆2摆动时，角度传感器74能检测到摆动的方向和角度，可实施地，所述角度传感器优选为陀螺仪，陀螺仪将检测到摆杆2向左摆动或向右摆动的信号发送给控制器，优选地，为了防止误动作，所述控制器将传感器74的角度检测值与判定阈值作比较，并根据比较结果控制执行机构动作，具体为需要在陀螺仪检测到摆动超过一定幅值条件后，控制器相应地控制执行机构，执行机构相应地使万向轮4向左转动或向右转动，进而控制平衡车左转或右转，比如，陀螺仪检测转动角度未超过10°，则执行机构不发生动作，需要说明的是，此处幅值条件设为10°不应作为限定保护范围的依据，具体的幅值限制应当根据实际用户体验数据进行调节确定。

在本实用新型的一个实施例中，所述万向轮4为一个，可以设置在驱动轮之前或者之后，使形成三轮平衡车。

在本实用新型的优选实施例中，为了提高转向效率和转向驱动的平稳性，所述万向轮4的数量为两个，所述万向轮4设置在车架的后侧，所述万向轮4包括第一万向轮41和第二万向轮42，所述第一万向轮41和第二万向轮42安装在安装横杆46上，并能够在执行机构动作下发生转动，所述安装横杆46通过连接杆45与车身主体连接。所述执行机构与万向轮4一一对应，所述第一万向轮41和第二万向轮42能够在执行机构动作时发生转动。所述执行机构可以选用在不同方向顶出的机械块，所述机械块可以对万向轮4的侧面进行不同方向的顶出，从而使万向轮4向顶出方向转动。

作为一个优选的实施例，所述摆杆2在用户作用力下发生摆动，而在外力作用消失后，所述摆杆2自动回归到竖直状态，具体的实施方式如下：

所述车架的踏板31下方还设有平衡杆5和弹簧件，所述平衡杆5与摆杆2固定连接，所述弹簧件的一端固定在安装板63上，另一端与所述平衡杆5相抵，所述摆杆2摆动，进而带动平衡杆5进一步压缩弹簧件，所述摆杆2能够在弹簧件的应力作用下(没有人为外力情况下)回复到初始位置，如图2所示，所述平衡杆5与所述摆杆2的底部固定连接，所述安装板63水平设置在平衡杆5的上方，所述弹簧件包括第一弹簧件61和第二弹簧件62，所述第一弹簧件61和第二弹簧件62的下端分别与平衡杆5的两端部的上表面相抵，所述第一驱动轮43靠近第一弹簧件61，所述第二驱动轮44靠近第二弹簧件62，当摆杆2向第一驱动轮43方向摆动，所述平衡杆5压紧第二弹簧件62；当摆杆2向第二驱动轮44方向摆动，所述平衡杆5压紧第一弹簧件61。

在本实用新型的另一个实施例中，所述安装板63水平设置在平衡杆5的下方，第一弹簧件61和第二弹簧件62的下端固定在安装板63上，上端分别与平衡杆5的两端部的下表面相抵，并同时调整对应的控制逻辑，同样可以实现本实用新型的技术方案，本实用新型对弹簧件的具体设置不作限定。

实施例2

与实施例1中不同的是，所述传感器不是角度传感器，设置的位置也与摆杆2无关，在本实施例中，所述传感器为压力传感器，所述压力传感器安装在所述弹簧件上，具体的控制逻辑如下：

比如，所述压力传感器安装在上述的第一弹簧件61上，当摆杆2向第一驱动轮43方向摆动时，第一弹簧件舒张，所述压力传感器检测到压力值减小，当减小到一定阈值，则控制器判断摆杆2向右摆动，从而控制执行机构驱动万向轮4向右转(左右方向是从站在平衡车踏板上向前进方向站立角度得到的左右方向，下同)，如图4所示；当所述压力传感器检测到压力值增大，当增大到一定阈值，则控制器判断摆杆2向左摆动，从而控制执行机构驱动万向轮4向左转，如图5所示，所述的阈值应当根据实际用户体验及用户驾驶习惯而可调设定。

实施例3

与实施例1和2不同的是，本实施例中，所述传感器为CCD传感器，所述CCD传感器优选安装在所述弹簧件的侧面，具体的控制逻辑如下：

所述CCD传感器对第一弹簧件61、第二弹簧件62或者平衡杆5进行摄像，并对摄取的图像进行解析，如图4所示，检测到第一弹簧件61的长度大于第二弹簧件62的长度(差值查过一定阈值)，或者检测到平衡杆5向第一驱动轮43方向向下倾斜(倾斜超过一定角度值)，此处设置阈值和角度制均是为了防止误动作，且阈值和角度制可以由用户设置，阈值设置得越小，则平衡车转向越灵活，否则越迟钝，在此情况下，控制执行机构驱动万向轮4向右转(左右方向是从站在平衡车踏板上向前进方向站立角度得到的左右方向，下同)；参见图5：检测到第一弹簧件61的长度小于第二弹簧件62的长度(差值查过一定阈值)，或者检测到平衡杆5向第二驱动轮44方向向下倾斜(倾斜超过一定角度值)，则控制执行机构驱动万向轮4向右转。

本实用新型中的平衡车提供了多种对平衡车转向调节的优选解决方案，结构简单，操作便捷。

进一步地，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种平衡车，包括车架、万向轮(4)、驱动轮及用于驱动所述驱动轮转动的动力机构，其特征在于，所述平衡车还包括转向控制机构，所述转向控制机构包括能够左右摆动设置在车架上的摆杆(2)、用于检测所述摆杆(2)摆动的传感器、用于驱动所述万向轮(4)转动的执行机构以及与所述传感器和执行机构电气连接的控制器，所述传感器检测摆杆(2)的摆动动作，并将检测结果发送给控制器，所述控制器根据检测结果控制所述执行机构动作，进而所述万向轮(4)在执行机构的驱动下发生转动。

2.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述传感器为角度传感器(74)，所述角度传感器设置在摆杆(2)上，所述控制器将角度传感器(74)的角度检测值与判定阈值作比较，并根据比较结果控制执行机构动作。

3.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述转向控制机构还包括平衡杆(5)、安装板(63)和弹簧件，所述平衡杆(5)与摆杆(2)固定连接，所述弹簧件的一端固定在安装板(63)上，另一端与所述平衡杆(5)相抵，所述摆杆(2)摆动，进而带动平衡杆(5)进一步压缩弹簧件，所述摆杆(2)在弹簧件的应力作用下回复到初始位置。

4.根据权利要求3所述的平衡车，其特征在于，所述摆杆(2)竖直设置在车架的前侧，所述平衡杆(5)与所述摆杆(2)的底部固定连接，所述安装板(63)水平设置在平衡杆(5)的上方。

5.根据权利要求4所述的平衡车，其特征在于，所述弹簧件包括第一弹簧件(61)和第二弹簧件(62)，所述第一弹簧件(61)和第二弹簧件(62)的下端分别与平衡杆(5)的两端部的上表面相抵。

6.根据权利要求3所述的平衡车，其特征在于，所述传感器为压力传感器，所述压力传感器安装在所述弹簧件上。

7.根据权利要求3所述的平衡车，其特征在于，所述传感器为CCD传感器，所述CCD传感器安装在所述弹簧件的侧面。

8.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述驱动轮包括第一驱动轮(43)和第二驱动轮(44)，所述第一驱动轮(43)与第二驱动轮(44)分别设置在所述车架的两侧，所述万向轮(4)设置在所述车架的后侧或前侧。

9.根据权利要求8所述的平衡车，其特征在于，所述万向轮(4)包括第一万向轮(41)和第二万向轮(42)，所述执行机构与万向轮(4)一一对应，所述第一万向轮(41)和第二万向轮(42)能够在执行机构动作时发生转动。

10.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述车架包括踏板(31)和/或坐板(32)，所述摆杆(2)的顶端设有把手(1)。

11.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于，所述转向控制机构还包括第一连接件(72)，所述车架还包括底部支架，所述第一连接件(72)能够转动地设置在所述底部支架上，所述摆杆(2)与第一连接件(72)固定连接。