CN209521798U - 平衡车及其单边独轮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种平衡车及其单边独轮结构，其中，单边独轮结构包括车架和设置于车架底部的车轮，车轮的轮心处设置有轮毂电机，车架向车轮的一侧延伸有侧板，车轮以及轮毂电机位于侧板的对侧开放，侧板上设置有一踏板，车架上且位于踏板的一侧设置有靠腿板，车架内设置有电池和用于控制车轮正反转的控制器，电池、控制器以及轮毂电机电气连接，控制器上设置有用于获取车轮姿态信息的姿态传感器。本实用新型提供的单边独轮结构，可左右脚各操作一台车，独立的进行平衡控制，当两个车体有速度差的时候，总体呈现为转弯操作。用户可根据实际的路况对车架进行俯仰角度和侧倾角度的调节，以实现对路障的避让和车速的控制，相比双踏板独轮车更易学会，更容易调节左右平衡。

Description

平衡车及其单边独轮结构

技术领域

本实用新型属于代步工具技术领域，更具体地说，是涉及一种单边独轮结构。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，工作的节奏日渐加快，各种各样的代步车逐渐成为人们工作或者娱乐的代步工具，例如代步方便而且经济实惠的独轮车。

目前的独轮车多在车轮的两侧设置脚踏板供用户双脚踩踏，用户的双腿位于车轮的两侧。这种独轮车内设置有电子平衡系统。

但是电子平衡系统只能控制车轮在前后方向上的平衡，左右方向的平衡是无法控制的，由于只有一个接地点，左右方向上必须依赖类似自行车一样边行走边人为动态调整。用户虽然学会之后非常紧凑灵活，但是学习难度非常大，并且在驾驶骑行的过程中，遇到速度过低、路障较多或者突发意外的路况，都会有失去左右平衡的危险，很容易造成摔车事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单边独轮结构，以解决现有技术中存在的车轮两侧的平衡难以控制的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种单边独轮结构，包括车架和设置于所述车架底部的车轮，所述车轮的轮心处设置有轮毂电机，所述车架向所述车轮的一侧延伸有侧板，所述车轮以及所述轮毂电机位于所述侧板的对侧开放，所述侧板上设置有一踏板，所述车架上且位于所述踏板的一侧设置有靠腿板，所述车架内设置有电池和用于控制所述车轮正反转的控制器，所述电池、所述控制器以及所述轮毂电机电气连接，所述控制器上设置有用于获取所述车轮姿态信息的姿态传感器。

进一步地，所述侧板上水平设置有第一转动轴，所述踏板转动连接于所述第一转动轴上以使所述踏板上下转动时收纳或打开。

进一步地，所述轮毂电机的一端与所述侧板连接，所述轮毂电机的另一端开放。

进一步地，所述车架上且位于所述侧板的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架配合的第一卡合结构。

进一步地，所述车架上且位于所述侧板的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架配合的磁吸结构。

进一步地，所述踏板位于所述车轮的轴心线的下方。

进一步地，所述侧板靠近所述踏板的一端还设置有支板，所述踏板转动连接在所述支板的端部，所述支板的宽度小于所述侧板的宽度，所述踏板朝向所述支板的一侧开设有用于扣合所述支板的凹槽。

进一步地，所述车架上设有第二转动轴，所述靠腿板转动连接于所述第二转动轴上以使所述靠腿板折叠时与所述车架贴靠，打开时垂直于所述车架的一侧。

进一步地，所述靠腿板与另一单边独轮结构的所述车架之间设有第二卡合结构。

进一步地，所述车架在所述侧板一侧上设置有和第二台单边独轮结构配合的卡合组件或磁吸组件。

进一步地，所述车架的顶部设置有提手。

进一步地，所述车架上设置有用于与所述提手连接的拉杆，所述拉杆与所述车架可伸缩连接。

本发明的另一目的在于提供一种平衡车，包括两个上述单边独轮结构。

进一步地，工作状态下，两所述单边独轮结构在地面的相对位置以及航向夹角可自由调整。

本实用新型提供的单边独轮结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型在车架的侧板一侧设置踏板，用户在使用时可成对使用，电池驱动控制器和轮毂电机运动，控制器的可通过软件算法获得车架和车轮的姿态信息、例如相对重力方向的俯仰角度和侧倾角度，控制器根据当前车架和车轮的角度和重力角度的偏差，控制车轮正反转，从而保障车架和车轮一直保持竖直的状态。用户驾驶时，对于每一条腿和一个车体来说，依靠脚部踩踏在踏板上，并依靠车架进行支撑，防止车体侧倾。用户每次左右脚各操作一台车，分别独立的进行平衡控制，当两个车体有速度差的时候，总体呈现为转弯操作。用户可根据实际的路况对车架进行俯仰角度和侧倾角度的调节，以实现对路障的避让和车速的控制，相比单轮双踏板的独轮车更加容易学会，更容易调节左右平衡，更加安全可靠，降低了摔车事故的概率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的单边独轮结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的单边独轮结构的另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的单边独轮结构的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的两架单边独轮结构在收纳状态的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的具有支板的单边独轮结构的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的具有支板的单边独轮结构另一视角的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的具有支板的单边独轮结构又一视角的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的两架具有支板的单边独轮结构收纳状态的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-车架；2-车轮；3-轮毂电机；4-侧板；5-踏板；6-电池；7-控制器；8-第一转动轴；9-卡扣；10-卡槽；11-靠腿板；12-支板；13-凹槽；14-第二转动轴；15-卡片；16-卡合槽；17-提手；18-凸块；19-凸台；20-拉杆。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的单边独轮结构进行说明。所述单边独轮结构，包括车架1和设置于车架1底部的车轮2，车轮2的轮心处设置有用于驱动车轮2转动的轮毂电机3，车架1靠近车轮2的一端延伸成型有侧板4，侧板4的厚度小于车架1的厚度且位于车轮2的一侧，车轮2、轮毂电机3位于侧板4的对侧开放，侧板4上设置有一块用于用户脚踏的踏板5。车架1位于踏板5的一侧设置有靠腿板11，靠腿板11一般采用具有一定摩擦力的柔性的材料制成，以减少用户的腿部受到车架1的摩擦，使得用户在使用的过程中腿部更加舒适。车架1内设置有电池6和用于控制车轮2正反转的控制器7，电池6电气连接控制器7以及轮毂电机3，控制器7上设置有通过软件算法用于获得车架1和车轮2的姿态信息的姿态传感器，姿态传感器选用陀螺仪和加速度计集成的芯片，通过软件算法测量车架1和车轮2的相对重力方向的俯仰角和侧倾角度等。电池6、控制器7、轮毂电机3电气导通后形成一个完整的控制系统，当控制系统启动后，控制器7根据车架1和车轮2的角度与重力角度的偏差，控制车轮2的正反转，从而保证车架1和车轮2一直处于竖直的状态。当车架1受到扰动前倾，则控制器7控制车轮2向前转动和加速，反之则向后转动和反向加速，如果前进中车架1后倾，则会减速，如果速度为零时，车架1竖直，则整机的车体保持原地悬停。

本实用新型提供的单边独轮结构，与现有技术相比，在车架1的侧板4一侧设置踏板5，用户在使用时可成对使用，电池6驱动控制器7和轮毂电机3运动，控制器7的可通过软件算法获得车架1和车轮2的姿态信息、例如相对重力方向的俯仰角度和侧倾角度，控制器7根据当前车架1和车轮2的角度和重力角度的偏差，控制车轮2正反转，从而保障车架1和车轮2一直保持竖直的状态。用户驾驶时，对于每一条腿和一个车体来说，依靠脚部踩踏在踏板5上，并依靠车架1进行支撑，防止车体侧倾。轮毂电机3的一端与侧板4连接，轮毂电机3的另一端开放。用户每次左右脚各操作一台车，分别独立的进行平衡控制，当两个车体有速度差的时候，总体呈现为转弯操作。用户可根据实际的路况对车架1进行俯仰角度和侧倾角度的调节，以实现对路障的避让和车速的控制，相比单轮双踏板5的独轮车更加容易学会，更容易调节左右平衡，更加安全可靠，降低了摔车事故的概率。

进一步地，请一并参阅图3及图4，侧板4上水平设置有第一转动轴8，踏板5转动连接于第一转动轴8上以使踏板5上下转动时收纳或打开。用户在不使用的时候可将踏板5转至与侧板4贴合，以减少收纳时所占用的横向尺寸。

进一步地，请参阅图2，车架1上且位于侧板4的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架1配合的第一卡合结构。卡合结构具体如下：车架1位于踏板5的对侧设置有卡扣9和/或卡槽10，另一车架1位于其上踏板5的对侧相应设置有卡槽10和/或卡扣9。便于将两成对使用的两架单边独轮结构组装在一起收纳或者根据喜好将两架单边独轮结构组合成一个并排的双轮车，可在其中一架单边独轮结构的车架1设置卡扣9，在另一架单边独轮结构的车架1的对应位置开设卡槽10，或者在其中一架单边独轮结构的车架1设置卡扣9和卡槽10，另一架单边独轮结构的对应位置设置卡槽10和卡扣9。

进一步地，在本实施例中，车架1上且位于侧板4的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架1配合的磁吸结构，卡扣9和/或卡槽10处设置有磁性件，使得两架单边独轮结构在收纳时更加紧密，用户在需要使用的时候只需稍加用力即可使得两架单边独轮结构分开。

进一步地，请参阅图1，踏板5位于车轮2的轴心线以下，以便用户在使用时尽可能的降低脚与地面之间的距离，便于用户在使用时保持平衡。

进一步地，请参阅图5及图6，作为另一种具体的实施方式，侧板4靠近踏板5的一端还设置有支板12，支板12和侧板4连接在轮心处，踏板5转动连接在支板12的端部，支板12的宽度小于侧板4的宽度，踏板5朝向支板12的一侧开设有凹槽13，在此种情况下，用户可将两架单边独轮结构设置有踏板5一侧的面进行收纳，收纳时，将踏板5转至支板12，凹槽13与踏板5卡合，减少了踏板5转向支板12后所占用的横向空间。踏板5背向踩踏的一面还设置有凸块18，在收纳时，两凸块18直接接触，避免了两踏板5发生直接接触，凸块18可以采用磁铁吸合或者与第一卡合结构相同的扣合等方式。

进一步地，请参阅图7，车架1上设有第二转动轴14，靠腿板11转动连接于第二转动轴14上以使靠腿板11折叠时与车架1贴靠，打开时垂直于车架1的一侧。

进一步地，请一并参阅图7及图8，靠腿板11与另一单边独轮结构的车架1之间设有第二卡合结构，第二卡合结构具体如下：靠腿板11靠近车架1的一面设置有卡片15，另一车架1的上设置有用于扣合卡片15的卡合槽16，在收纳时，可将靠腿板11打开，将卡片15与另一车架1上的卡合槽16卡接，使得两架单边独轮结构的固定更加牢固，靠腿板11打开后，有助于减小两车架1贴合的空间。车架1与靠腿板11之间还设置有凸台19，靠腿板11打开后，两车架1的凸台19相互贴合，避免两车架1直接发生接触，凸台19可采用磁铁吸合或者凹凸结构扣合的方式。

进一步地，车架1在侧板4一侧上设置有和第二台单边独轮结构配合的卡合组件或磁吸组件，卡接组件或磁吸组件可分别设置成与第一卡合结构、磁吸结构相同的结构。

进一步地，请参阅图1，车架1的顶部设置有提手17，在不使用的时候，为了便于两台车体一起存放和搬运，可以将两车体相互扣合。图中的方案是将车轮2侧相互扣合。此时如果两个把手都在车体相近的边缘位置，则可以一起提起两个把手，便于提起两台车，方便携带。

进一步地，请一并参阅图7及图8，提手17与车架1可伸缩连接，在两架单边独轮结构扣合完成后，可以将可伸缩的拉杆20拉出，在车体启动的状态下，由于其仍然保持自平衡动态工作，所以用户可以操作拉杆20，实现助力推行的效果。在推行模式下，车体的携带非常轻松，用户仅用很小的力量推动，即可控制车体运行和转弯，甚至通过斜坡和凹凸路面，使用非常的方便和轻松。

本实用新型还公开了一种平衡车，包括两个上述单边独轮结构。

进一步地，载人工作状态下，两个单边独轮结构之间没有任何机械连接和约束，两单边独轮结构在地面投影的相对位置和航向夹角可以根据用户自由调整。

综上，本实用新型具有以下优势，较大的车轮2直径保证了用户使用时轮毂电机3有足够的力量和速度，以及便于通过不平的路面，增加了产品的实用性。

两车体一起的使用方式便于用户学习，以及应对低速情况，左右方向上一直是有两点支撑的稳定结构。

单边车体结构更为简单，车轮2和其他结构安装和维护方便，成本低，可靠。

相互扣合的车体和提手17，拉杆20解决了两个车体一起搬运的不便利的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.单边独轮结构，包括车架和设置于所述车架底部的车轮，其特征在于：所述车轮的轮心处设置有轮毂电机，所述车架向所述车轮的一侧延伸有侧板，所述车轮以及所述轮毂电机位于所述侧板的对侧开放，所述侧板上设置有一踏板，所述车架上且位于所述踏板的一侧设置有靠腿板，所述车架内设置有电池和用于控制所述车轮正反转的控制器，所述电池、所述控制器以及所述轮毂电机电气连接，所述控制器上设置有用于获取所述车轮姿态信息的姿态传感器。

2.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述侧板上水平设置有第一转动轴，所述踏板转动连接于所述第一转动轴上以使所述踏板上下转动时收纳或打开。

3.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述轮毂电机的一端与所述侧板连接，所述轮毂电机的另一端开放。

4.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架上且位于所述侧板的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架配合的第一卡合结构。

5.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架上且位于所述侧板的对侧设置可与另一单边独轮结构的车架配合的磁吸结构。

6.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述踏板位于所述车轮的轴心线的下方。

7.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述侧板靠近所述踏板的一端还设置有支板，所述踏板转动连接在所述支板的端部，所述支板的宽度小于所述侧板的宽度，所述踏板朝向所述支板的一侧开设有用于扣合所述支板的凹槽。

8.如权利要求7所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架上设有第二转动轴，所述靠腿板转动连接于所述第二转动轴上以使所述靠腿板折叠时与所述车架贴靠，打开时垂直于所述车架的一侧。

9.如权利要求7所述的单边独轮结构，其特征在于：所述靠腿板与另一单边独轮结构的所述车架之间设有第二卡合结构。

10.如权利要求7所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架在所述侧板一侧上设置有和第二台单边独轮结构配合的卡合组件或磁吸组件。

11.如权利要求1所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架的顶部设置有提手。

12.如权利要求11所述的单边独轮结构，其特征在于：所述车架上设置有用于与所述提手连接的拉杆，所述拉杆与所述车架可伸缩连接。

13.一种平衡车，其特征在于：包括两个如权利要求1至11中任一项所述的单边独轮结构。

14.如权利要求13所述的平衡车，其特征在于：工作状态下，两所述单边独轮结构在地面的相对位置以及航向夹角可自由调整。