CN207826427U - 并轮平衡车 - Google Patents

Abstract

一种并轮平衡车(10)包括驱动机构(100)、车轮(200)、传动机构(300)及脚踏板(400)。车轮(200)设有两个，驱动机构(100)的一侧与其中一个车轮(200)传动连接，驱动机构(100)的另一侧与另一个车轮(200)传动连接。传动机构(300)与驱动机构(100)连接，并与车轮(200)一一对应设置。驱动机构(100)通过传动机构(300)驱动车轮(200)相对于地面旋转。脚踏板(400)设有两个，两个车轮(200)均位于两个脚踏板(400)之间。

Description

并轮平衡车

技术领域

本实用新型涉及一种并轮平衡车。

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。平衡车采用了一种被称为“动态稳定”的基本原理，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，并配合伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保证车体的平衡。

传统的独轮平衡车中，通常会采用轮毂电机直接驱动车轮的方式，来实现独轮平衡车的行驶。但这就会造成平衡车与地面的接触面积较小，而不利于驾驶者掌握平衡，加大了驾驶难度。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种更为平稳的并轮平衡车。

一种并轮平衡车，包括：

驱动机构；

车轮，设有两个，所述驱动机构的一侧与其中一个所述车轮传动连接，所述驱动机构的另一侧与另一个所述车轮传动连接；

传动机构，与所述驱动机构连接，并与所述车轮一一对应设置，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述车轮相对于地面旋转；以及

脚踏板，设有两个，两个所述车轮均位于两个所述脚踏板之间。

在其中一个实施例中，所述车轮为中空结构，具有内表面，所述传动机构与所述内表面配合以带动所述车轮相对于所述地面旋转。

在其中一个实施例中，所述驱动机构驱动所述传动机构时，所述传动机构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所述地面旋转。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括动力轮、第一辅助轮及车架，所述动力轮与所述驱动机构连接，并通过所述车架与所述第一辅助轮连接，所述动力轮与所述第一辅助轮均能相对于所述车架旋转，且所述动力轮与所述第一辅助轮均与所述内表面抵接，所述车架与所述脚踏板连接。

在其中一个实施例中，所述动力轮的轴心以及所述第一辅助轮的轴心均低于所述车轮的轴心。

在其中一个实施例中，所述传动机构还包括第二辅助轮、支臂及弹性件，所述第二辅助轮的轴心高于所述车轮的轴心，所述支臂的一端与所述第二辅助轮转动连接，另一端与所述车架转动连接，所述弹性件与所述支臂连接，且与所述车架抵接，所述弹性件能使得所述动力轮、所述第一辅助轮及所述第二辅助轮始终与所述内表面抵接。

在其中一个实施例中，所述动力轮的轴心与所述车轮的轴心之间的连线和所述第一辅助轮的轴心与所述车轮的轴心之间的连线的夹角大于120°且小于180°。

在其中一个实施例中，所述动力轮由弹性材质制成。

在其中一个实施例中，两个所述车轮分别为第一车轮及第二车轮，两个所述脚踏板分别为第一脚踏板及第二脚踏板，所述第一车轮位于所述第一脚踏板与所述第二车轮之间；

所述第一脚踏板包括相对设置的连接端及自由端，所述连接端与所述驱动机构连接，所述第二车轮腾空，所述第一车轮与地面之间存在第一接触点时，所述自由端能触及所述地面，且所述自由端上与所述地面相交的点为第二接触点，所述自由端触及所述地面时，所述第一车轮的顶点在所述地面的投影点位于所述第一接触点与所述第二接触点之间。

在其中一个实施例中，所述第一车轮的轴线平行于所述地面时，所述第二接触点与所述地面之间的距离小于50mm。

上述的并轮平衡车，设置了两个车轮，增大了并轮平衡车与地面之间的接触面积，提高了并轮平衡车的稳定性，从而更利于驾驶者掌握平衡。而且，每个车轮都对应设置一套传动机构，还能提高驱动可靠性。

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为一实施方式的并轮平衡车的立体示意图；

图2为图1所示的并轮平衡车的右视图；

图3为图1所示的并轮平衡车的局部爆炸图；

图4为图1所示的并轮平衡车的主视图；

图5为图1所示的并轮平衡车的受力简图。

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并轮平衡车进行更全面的描述。附图中给出了并轮平衡车的首选实施例。但是，并轮平衡车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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对并轮平衡车的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在并轮平衡车的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图3，一实施方式的并轮平衡车10包括驱动机构100、车轮200、传动机构300及脚踏板400，驱动机构100通过传动机构300驱动车轮200相对于地面旋转，以实现并轮平衡车10的行驶，脚踏板400设有两个，分别位于车轮200的两侧，以供驾驶者站立。

驱动机构100为盘式电机，包括转子110、位于转子110内的定子以及贯穿定子与转子110的中轴120，转子110能相对于定子及中轴120旋转。转子110包括主体部112及连接部114，连接部114设有两个，分别位于主体部112的两侧，主体部112与连接部114均呈圆柱状，主体部112的直径大于连接部114的直径。在其他实施方式中，驱动机构100还可以为其他种类的电机，比如轮毂电机。

车轮200为中空结构，具有与传动机构300配合的内表面210。车轮200设有两个，分别为第一车轮200a及第二车轮200b，其中一个连接部114穿过第一车轮200a，另一个连接部114穿过第二车轮200b。两个车轮200增大了并轮平衡车10与地面之间的接触面积，提高了并轮平衡车10的稳定性，从而更利于驾驶者掌握平衡。

传动机构300与驱动机构100连接，驱动机构100驱动传动机构300时，传动机构300与内表面210之间会产生驱动摩擦力，该驱动摩擦力大于车轮200与地面之间的摩擦力，从而能驱动车轮200相对于传动机构300旋转。

在本实施方式中，传动机构300设有两套，一套传动机构300与其中一个连接部114连接，以驱动第一车轮200a旋转，另一套传动机构300则与另一个连接部114连接，以驱动第二车轮200b旋转。由于第一车轮200a与第二车轮200b共用一个驱动机构100，从而能实现同步旋转。而且，并轮平衡车10采用摩擦传动的方式驱动车轮200旋转，能进一步提高并轮平衡车10的稳定性。同时，摩擦传动的方式能大大减小甚至消除传送过程中产生的噪音，还能简化结构，减轻整车的体积和质量，提高并轮平衡车10的便携性。在其他实施方式中，还可以采用齿轮传动的方式驱动车轮200旋转，或是利用电机直接驱动车轮200旋转。

两个脚踏板400分别为第一脚踏板400a及第二脚踏板400b，两个车轮200均位于第一脚踏板400a与第二脚踏板400b之间，且第一车轮200a位于第一脚踏板400a及第二车轮200b之间。

由于本实施方式的并轮平衡车10为对称结构，为方便描述，下面仅以对称面12的左半部分结构进行说明。

请参考图3及图4，传动机构300包括动力轮310、第一辅助轮320及车架330，动力轮310与驱动机构100连接，并通过车架330与第一辅助轮320连接，车架330与中轴120连接，第一脚踏板400a也设置在车架330上。具体地，动力轮310套设在连接部114上，在连接部114的旋转作用下，动力轮310会随着连接部114一起旋转。动力轮310与第一辅助轮320均与内表面210抵接，动力轮310旋转时，动力轮310与内表面210之间会产生驱动摩擦力，驱动摩擦力驱动第一车轮200a旋转。第一车轮200a旋转时，会带动第一辅助轮320转动。因此，在本实施方式中，动力轮310为主动轮，第一辅助轮320为从动轮。在其他实施方式中，动力轮310与第一辅助轮320均可以作为主动轮，第一辅助轮320由驱动机构100直接驱动或是通过传动机构间接驱动。

在本实施方式中，如图4及图5所示，当驾驶者能平稳地站立在并轮平衡车上时，动力轮310的轴心以及第一辅助轮320的轴心均低于第一车轮200a的轴心。这里所说的轴心也就是几何中心。进一步，动力轮310的轴心与第一车轮200a的轴心之间的连线和第一辅助轮320的轴心与第一车轮200a的轴心之间的连线的夹角大于120°且小于180°，也即图5中的夹角a的大小在区间(120°，180°)内。

假设，驾驶者和车架330等负载产生的重力为G，第一车轮200a受到的动力轮310的压力为F1，第一车轮200a受到的第一辅助轮320的压力为F2，为方便分析，F1＝F2，则，G＝2F1cos(a/2)。当a大于120°且小于180°时，F1大于G，从而动力轮310对第一车轮200a施加的压力大于第一车轮200a受到的正压力，这样也就能增大动力轮310与内表面210之间的驱动摩擦力，防止动力轮310在内表面210上打滑，提高并轮平衡车10的可靠性。

不仅如此，夹角a角度的设定还能使得传动机构300在第一车轮200a内的径向跳动尽可能小，以防止传动机构300脱离第一车轮200a。

在其他实施方式中，在保证驱动摩擦力大于第一车轮200a与地面之间的摩擦力的前提下，也可以将动力轮310设置在第一车轮200a的轴心的下方区域，将第一辅助轮320设置在第一车轮200a的轴心的上方区域，只要保证动力轮310的轴心、第一车轮200a的轴心及第一辅助轮320的轴心共线即可。

为进一步提高并轮平衡车10的可靠性，内表面210设计为磨砂面，增大内表面210的粗糙程度，以达到增大驱动摩擦力的目的。

请参考图3及图4，动力轮310的直径大于第一辅助轮320的直径。而且，动力轮310的直径小于转子110的最大直径，也即动力轮310的直径小于主体部112的直径。这样，驱动机构100能产生较大的转矩。再加上动力轮310的轴心位于第一车轮200a的轴心的斜下方，主体部112在对称面12上的投影有部分位于第一车轮200a在对称面12上的投影之外，从而能进一步增大驱动机构100的转矩。

具体地，在本实施方式中，动力轮310的直径大于30mm，轴向延伸尺寸大于20mm，以提高动力轮310与内表面210之间摩擦的可靠性。

另外，动力轮310由弹性材料制成，比如橡胶，也就是说，动力轮310能够发生一定的形变。通过改变动力轮310的有效半径能够实现转弯的功能，例如，驾驶者重心偏向左侧时，位于该侧的动力轮310受到挤压，有效半径会小于右侧的动力轮310的有效半径，从而实现左转弯的效果。

在本实施方式中，在第一车轮200a的轴向截面上，内表面210呈向外凸的曲线型，例如V字型，动力轮310的形状与第一辅助轮320的形状均与第一车轮200a的形状互补。也即，动力轮310上与内表面210接触的外表面以及第一辅助轮320上与内表面210接触的外表面的轴向截面均呈V字型，从而第一车轮200a能在轴向上限制动力轮310和第一辅助轮320，以防止动力轮310和第一辅助轮320在轴向上脱出第一车轮200a。在其他实施方式中，也可以设计其他限位结构，比如在内表面210的两侧设置沿径向延伸的挡圈。

除了轴向限位，还对动力轮310及第一辅助轮320设置了径向限位。具体地，如图3及图4所示，传动机构300还包括第二辅助轮340、支臂350及弹性件360，第二辅助轮340的轴心高于第一车轮200a的轴心，也即，第一车轮200a的轴心位于动力轮310的轴心与第二辅助轮340的轴心之间，也位于第一辅助轮320的轴心与第二辅助轮340的轴心之间。支臂350的一端与第二辅助轮340转动连接，另一端与车架330转动连接，可以与动力轮310连接，也可以与第一辅助轮320连接。弹性件360与支臂350连接，且与车架330抵接。弹性件360为U型扭簧，能使得动力轮310、第一辅助轮320及第二辅助轮340始终与内表面210抵接。

当车架330有上升的趋势时，也即动力轮310和第一辅助轮320有上升的趋势时，弹性件360会使得支臂350具有朝向车架330所在的方向旋转的趋势。当车架330有下降的趋势时，也即动力轮310和第一辅助轮320有下降的趋势时，弹性件360会使得支臂350具有朝远离车架330所在的方向旋转的趋势，以保证动力轮310、第一辅助轮320及第二辅助轮340始终张紧在第一车轮200a内，以防止动力轮310及第一辅助轮320在径向上脱离出第一车轮200a。

进一步，请参考图3，第一脚踏板400a包括相对设置的连接端410及自由端420，连接端410与车架330连接，第二车轮200b腾空，第一车轮200a与地面之间存在第一接触点时，自由端420能触及地面，且自由端420上与地面相交的点为第二接触点。自由端420触及地面时，第一车轮200a的顶点在地面的正投影位于第一接触点与第二接触点之间。

本实施方式的并轮平衡车10无靠腿板结构，脚踏板400能直接与地面接触，在地面的支撑作用下，驾驶者无需借助靠腿板便能顺利地上车或是下车。在行驶过程中，即使出现倾斜的状况，脚踏板400也能与地面接触，以防脚踏板400处于悬空状态而导致驾驶者摔倒。也即，即使并轮平衡车10倾斜，驾驶者也能平稳地站立在脚踏板400上。因此，该并轮平衡车10大大提高了驾驶者在学习阶段的安全性。

一实施例中，第一车轮200a的轴线平行于地面时，连接端410与地面之间的距离小于等于第一车轮200a的半径，从而能够尽量减小并轮平衡车10的倾斜角度，提高并轮平衡车10的稳定性。

一实施例中，第一车轮200a的轴线平行于地面时，第二接触点与地面之间的距离小于50mm。该距离的设定不仅能减小并轮平衡车10的倾斜角度，还能防止第二接触点与地面的距离过小而导致转弯时第一脚踏板400a剐蹭地面。

一实施例中，第一车轮200a的半径小于300mm。第一车轮200a的体积较小，不仅能减小并轮平衡车10的体积，减少并轮平衡车10占用的空间和生产成本，还能减轻并轮平衡车10的重量，使得并轮平衡车10便于携带。另外，第一车轮200a的半径较小，驾驶者用脚踩踏第一脚踏板400a，使得自由端420触及地面时，第一车轮200a的上边缘不会挤压驾驶者的小腿。

一实施例中，脚踏板400相对于车轮200可折叠，也即，脚踏板400能相对于车架330旋转。驾驶者在使用并轮平衡车10时，可以将脚踏板400展开，使用完后，就可以将脚踏板400折叠，以减少并轮平衡车10占用的空间。当然，在其他实施方式中，脚踏板400还可以与车架330固定连接。

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)

1.一种并轮平衡车，其特征在于，包括：

驱动机构；

车轮，设有两个，所述驱动机构的一侧与其中一个所述车轮传动连接，所述驱动机构的另一侧与另一个所述车轮传动连接；

传动机构，与所述驱动机构连接，并与所述车轮一一对应设置，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述车轮相对于地面旋转；以及

脚踏板，设有两个，两个所述车轮均位于两个所述脚踏板之间。

2.根据权利要求1所述的并轮平衡车，其特征在于，所述车轮为中空结构，具有内表面，所述传动机构与所述内表面配合以带动所述车轮相对于所述地面旋转。

3.根据权利要求2所述的并轮平衡车，其特征在于，所述驱动机构驱动所述传动机构时，所述传动机构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所述地面旋转。

4.根据权利要求3所述的并轮平衡车，其特征在于，所述传动机构包括动力轮、第一辅助轮及车架，所述动力轮与所述驱动机构连接，并通过所述车架与所述第一辅助轮连接，所述动力轮与所述第一辅助轮均能相对于所述车架旋转，且所述动力轮与所述第一辅助轮均与所述内表面抵接，所述车架与所述脚踏板连接。

5.根据权利要求4所述的并轮平衡车，其特征在于，所述动力轮的轴心以及所述第一辅助轮的轴心均低于所述车轮的轴心。

6.根据权利要求5所述的并轮平衡车，其特征在于，所述传动机构还包括第二辅助轮、支臂及弹性件，所述第二辅助轮的轴心高于所述车轮的轴心，所述支臂的一端与所述第二辅助轮转动连接，另一端与所述车架转动连接，所述弹性件与所述支臂连接，且与所述车架抵接，所述弹性件能使得所述动力轮、所述第一辅助轮及所述第二辅助轮始终与所述内表面抵接。

7.根据权利要求5所述的并轮平衡车，其特征在于，所述动力轮的轴心与所述车轮的轴心之间的连线和所述第一辅助轮的轴心与所述车轮的轴心之间的连线的夹角大于120°且小于180°。

8.根据权利要求4所述的并轮平衡车，其特征在于，所述动力轮由弹性材质制成。

9.根据权利要求1所述的并轮平衡车，其特征在于，两个所述车轮分别为第一车轮及第二车轮，两个所述脚踏板分别为第一脚踏板及第二脚踏板，所述第一车轮位于所述第一脚踏板与所述第二车轮之间；

所述第一脚踏板包括相对设置的连接端及自由端，所述连接端与所述驱动机构连接，所述第二车轮腾空，所述第一车轮与地面之间存在第一接触点时，所述自由端能触及所述地面，且所述自由端上与所述地面相交的点为第二接触点，所述自由端触及所述地面时，所述第一车轮的顶点在所述地面的投影点位于所述第一接触点与所述第二接触点之间。

10.根据权利要求9所述的并轮平衡车，其特征在于，所述第一车轮的轴线平行于所述地面时，所述第二接触点与所述地面之间的距离小于50mm。