CN207790183U - 空心轮装置及平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空心轮装置及平衡车。空心轮装置包括车轮、传动机构及驱动机构，车轮为中空结构，具有内表面，传动机构与内表面配合。驱动机构包括同轴设置的主体部及输出轴，在车轮的轴向上，主体部与车轮间隔设置。输出轴与传动机构连接，输出轴的轴线与车轮的轴线平行，主体部在参照面上的投影部分位于内表面在参照面上的投影之外，参照面垂直于车轮的轴线。驱动机构的主体部设置在车轮的外侧，也就解除了驱动机构和车轮在尺寸上的限制关系，不仅能够降低车轮的加工难度，还能采用更为高速的驱动机构来获得更大的调速范围，并减小驱动机构的体积，提高空心轮装置及应用了该空心轮装置的平衡车的便携性。

Description

空心轮装置及平衡车

技术领域

本实用新型涉及代步工具技术领域，尤其涉及一种空心轮装置及平衡车。

背景技术

随着人们环保意识的加强，平衡车逐步成为人们首选的代步工具。传统的平衡车中，多利用轮毂电机作为动力源，车轮直接套设在轮毂电机的转子上，转子旋转时，车轮会同步旋转。因此，车轮的内径就需要与转子的外径相适配，在加工车轮时，车轮的尺寸便要根据选用的轮毂电机的型号来确定，从而会加大车轮的加工难度。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统平衡车的车轮加工难度大的问题，提供一种便于加工的空心轮装置及平衡车。

一种空心轮装置，包括：

车轮，为中空结构，具有内表面；

传动机构，与所述内表面配合；以及

驱动机构，通过所述传动机构驱动所述车轮旋转，所述驱动机构包括同轴设置的主体部及输出轴，在所述车轮的轴向上，所述主体部与所述车轮间隔设置，所述输出轴与所述传动机构连接，所述输出轴的轴线与所述车轮的轴线平行，所述主体部在参照面上的投影部分位于所述内表面在所述参照面上的投影之外，所述参照面垂直于所述车轮的轴线。

在其中一个实施例中，所述主体部在所述参照面上的投影部分位于所述车轮的外侧轮廓线在所述参照面上的投影之外。

在其中一个实施例中，所述车轮在地面上旋转且所述车轮的轴线平行于所述地面时，所述输出轴的轴线始终位于所述车轮的轴线与所述地面之间。

在其中一个实施例中，所述车轮在所述地面上旋转且所述车轮的轴线平行于所述地面时，所述输出轴的轴线在所述参照面上的投影与所述车轮的轴线在所述参照面上的投影之间的连线为参考线，所述参考线与所述地面之间的夹角为锐角。

在其中一个实施例中，所述主体部呈圆柱状，且所述主体部的直径小于所述车轮的内径。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括动力轮，所述动力轮与所述输出轴同轴连接，所述输出轴带动所述动力轮旋转时，所述动力轮与所述内表面之间会产生驱动摩擦力，所述驱动摩擦力能驱动所述车轮相对于地面旋转。

在其中一个实施例中，所述传动机构采用齿轮传动的形式。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括相互啮合的齿轮及齿条，所述齿轮与所述输出轴同轴连接，所述齿条呈环形，且设置在所述内表面上。

在其中一个实施例中，还包括限位机构，所述限位机构与所述传动机构连接，并能使得所述传动机构抵紧在所述内表面上。

一种平衡车，包括：

车轮，为中空结构，具有内表面；

传动机构，与所述内表面配合；以及

驱动机构，通过所述传动机构驱动所述车轮旋转，所述驱动机构包括同轴设置的主体部及输出轴，在所述车轮的轴向上，所述主体部与所述车轮间隔设置，所述输出轴与所述传动机构连接，所述输出轴的轴线与所述车轮的轴线平行，所述主体部在参照面上的投影部分位于所述内表面在所述参照面上的投影之外，所述参照面垂直于所述车轮的轴线；

其中，所述车轮设有两个，所述主体部位于两个所述车轮之间，所述传动机构与所述车轮一一对应，所述输出轴贯穿所述主体部，且一端与其中一个所述传动机构连接，另一端与另一个所述传动机构连接。

上述的空心轮装置，驱动机构的主体部设置在车轮的外侧，也就解除了驱动机构和车轮在尺寸上的限制关系，不仅能够降低车轮的加工难度，还能采用更为高速的驱动机构来获得更大的调速范围，并减小驱动机构的体积，提高空心轮装置及应用了该空心轮装置的平衡车的便携性。在采用更为高速的驱动机构的基础上，还可以使得主体部的外侧轮廓线超出内表面的轮廓线，也即适当增大驱动机构的体积，从而增大驱动机构的扭矩，进而提高驱动机构的功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实施例的附图。

图1为一实施方式的空心轮装置的结构示意图；

图2为图1所示的空心轮装置的右视图；

图3为图1所示的空心轮装置中车轮及主体部在参照面上的示意简图；

图4为另一实施方式的空心轮装置的结构示意图；

图5为图1所示的空心轮装置应用在平衡车中的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1及图2所示，一实施方式的空心轮装置10包括车轮100、传动机构200以及驱动机构300，其中，车轮100为中空结构，具有内表面110，传动机构200与内表面110配合，驱动机构300通过传动机构200驱动车轮100旋转。驱动机构300包括同轴设置的主体部310及输出轴320，在车轮100的轴向上，主体部310与车轮100间隔设置，也即，主体部310位于车轮100的外侧。输出轴320与传动机构200连接，输出轴320的轴线与车轮100的轴线平行。

本实施方式的空心轮装置10，驱动机构300的主体部310设置在车轮100的外侧，也就解除了驱动机构300和车轮100在尺寸上的限制关系，从而能够降低车轮100的加工难度。通常来说，在同等功率条件下，驱动机构300的转速越大，扭矩就越小，体积也越小。因此，当主体部310位于车轮100外侧时，就能采用更为高速的驱动机构300来获得更大的调速范围，并减小驱动机构300的体积，提高空心轮装置10的便携性。

请参考图1及图3，定义一垂直于车轮100的轴线的参照面20，主体部310在参照面20上的投影部分位于内表面110在参照面20上的投影之外。在本实施方式中，驱动机构300为盘式电机，主体部310呈圆柱状，且主体部310的直径小于车轮100的直径。主体部310在参照面20上的投影为第一圆形312，内表面110在参照面20上的投影为第二圆形112，第一圆形312与第二圆形112之间存在两个交点。在采用更为高速的驱动机构300的基础上，还可以适当增大驱动机构300的体积，从而增大驱动机构300的扭矩，进而提高驱动机构300的功率。当然，在其他实施方式中，主体部310在参照面20上的投影还可以为其他形状，比如矩形。

进一步，主体部310在参照面20上的投影部分位于车轮100的外侧轮廓线在参照面20上的投影之外，以进一步增大驱动机构300的扭矩。反映在图3中，车轮100的外侧轮廓线在参照面20上的投影为第三圆形114，第三圆形114与第一圆形312之间也存在两个交点。在其他实施方式中，也可以使得主体部310在参照面20上的投影落在车轮100的外侧轮廓线在参照面20上的投影内，也即第一圆形312落在第三圆形114内。

在本实施方式中，车轮100在地面上旋转且车轮100的轴线平行于地面时，输出轴320的轴线始终位于车轮100的轴线与地面之间。也即，以图2所示为观察视角，输出轴320位于车轮100的下半部分。

另外，请参考图1及图3，输出轴320的轴线在参照面20上的投影与车轮100的轴线在参照面20上的投影之间的连线为参考线30，参考线30与地面之间的夹角为锐角。也即，参考线30不与地面垂直，输出轴320的轴线并不会位于车轮100的轴线的正下方，而以防主体部310超出车轮100外侧轮廓线的基础上，车轮100在旋转的过程中，主体部310超出车轮100外侧轮廓线的部分磕碰地面。当然，当主体部310在参照面20上的投影落在车轮100的外侧轮廓线在参照面20上的投影内时，参考线30可以与地面垂直，也即，在这种情况下，输出轴320的轴线可以位于车轮100的轴线的正下方。

如图1所示，传动机构200包括动力轮210，动力轮210与输出轴320同轴连接，输出轴320带动动力轮210旋转时，动力轮210与内表面110之间会产生驱动摩擦力，驱动摩擦力能驱动车轮100相对于地面旋转。因此，本实施方式的空心轮装置10采用摩擦传动的方式驱动车轮100旋转，能提高传动的稳定性。同时，与齿轮传动的方式相比，摩擦传动的方式不仅能简化结构，进一步减轻整车的体积和质量，还能大大减小甚至消除传动过程中产生的噪音，提高用户体验。

当然，可以理解，在其他实施方式中，传动机构200也可以采用齿轮传动的形式。具体地，传动机构200包括相互啮合的齿轮(图未示)及齿条(图未示)，齿轮与输出轴320同轴连接，齿条呈环形，且设置在内表面110上。

为了防止传动机构从车轮100内脱出，还可以设置与传动机构连接的限位机构，限位机构能使得传动机构200抵紧在内表面110上。比如，如图4所示，限位机构包括第一辅助轮410、第二辅助轮420、第一支臂430、第二支臂440及弹性件450。第一支臂430的一端与第一辅助轮410转动连接，另一端与输出轴320转动连接，第二支臂440的一端与第二辅助轮420转动连接，另一端与输出轴320转动连接。弹性件450的两端分别与第一支臂430和第二支臂440连接，在弹性件450的作用下，第一辅助轮410、第二辅助轮420以及传动机构200均抵紧在内表面110上。当然，限位机构并不限于上述描述，还可以仅用一个辅助轮及一个支臂而将传动机构200抵紧在内表面110上，该支臂经过车轮100的轴心即可。

值得一提的是，本实施方式的空心轮装置10能应用于平衡车上。如图5所示，在一个实施例中，平衡车40为并轮平衡车，包括两个车轮100，主体部310位于两个车轮之间。相对应地，传动机构200也设有两个，分别与两个车轮100传动连接。输出轴320贯穿主体部310，且一端与其中一个传动机构200连接，另一端与另一个传动机构200连接。在其他实施例中，空心轮装置10还可以应用在仅有一个车轮的独轮平衡车上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空心轮装置，其特征在于，包括：

车轮，为中空结构，具有内表面；

传动机构，与所述内表面配合；以及

驱动机构，通过所述传动机构驱动所述车轮旋转，所述驱动机构包括同轴设置的主体部及输出轴，在所述车轮的轴向上，所述主体部与所述车轮间隔设置，所述输出轴与所述传动机构连接，所述输出轴的轴线与所述车轮的轴线平行，所述主体部在参照面上的投影部分位于所述内表面在所述参照面上的投影之外，所述参照面垂直于所述车轮的轴线。

2.根据权利要求1所述的空心轮装置，其特征在于，所述主体部在所述参照面上的投影部分位于所述车轮的外侧轮廓线在所述参照面上的投影之外。

3.根据权利要求1所述的空心轮装置，其特征在于，所述车轮在地面上旋转且所述车轮的轴线平行于所述地面时，所述输出轴的轴线始终位于所述车轮的轴线与所述地面之间。

4.根据权利要求3所述的空心轮装置，其特征在于，所述车轮在所述地面上旋转且所述车轮的轴线平行于所述地面时，所述输出轴的轴线在所述参照面上的投影与所述车轮的轴线在所述参照面上的投影之间的连线为参考线，所述参考线与所述地面之间的夹角为锐角。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空心轮装置，其特征在于，所述主体部呈圆柱状，且所述主体部的直径小于所述车轮的内径。

6.根据权利要求1-4任一项所述的空心轮装置，其特征在于，所述传动机构包括动力轮，所述动力轮与所述输出轴同轴连接，所述输出轴带动所述动力轮旋转时，所述动力轮与所述内表面之间会产生驱动摩擦力，所述驱动摩擦力能驱动所述车轮相对于地面旋转。

7.根据权利要求1-4任一项所述的空心轮装置，其特征在于，所述传动机构采用齿轮传动的形式。

8.根据权利要求7所述的空心轮装置，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合的齿轮及齿条，所述齿轮与所述输出轴同轴连接，所述齿条呈环形，且设置在所述内表面上。

9.根据权利要求1所述的空心轮装置，其特征在于，还包括限位机构，所述限位机构与所述传动机构连接，并能使得所述传动机构抵紧在所述内表面上。

10.一种平衡车，其特征在于，包括：

车轮，为中空结构，具有内表面；

传动机构，与所述内表面配合；以及

驱动机构，通过所述传动机构驱动所述车轮旋转，所述驱动机构包括同轴设置的主体部及输出轴，在所述车轮的轴向上，所述主体部与所述车轮间隔设置，所述输出轴与所述传动机构连接，所述输出轴的轴线与所述车轮的轴线平行，所述主体部在参照面上的投影部分位于所述内表面在所述参照面上的投影之外，所述参照面垂直于所述车轮的轴线；

其中，所述车轮设有两个，所述主体部位于两个所述车轮之间，所述传动机构与所述车轮一一对应，所述输出轴贯穿所述主体部，且一端与其中一个所述传动机构连接，另一端与另一个所述传动机构连接。