CN210284491U - 平衡车用转向控制装置及平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平衡车用转向控制装置及平衡车，其中平衡车用转向控制装置包括转轴、固定部、磁铁和霍尔元件，所述转轴安装在固定部内且相对于固定部可转动，所述磁铁相对于转轴固定设置，所述霍尔元件相对于固定部固定设置，所述磁铁为一个，位于霍尔元件的旁边。本实用新型的平衡车用转向控制装置中，转轴和固定部相对位置固定，霍尔元件和固定部相对位置固定，磁铁和转轴相对位置固定，从而能够保证磁铁和霍尔元件的相对位置和安装精度，相比使用双磁铁的装置，本实用新型可以保证检测精度的同时，降低结构的复杂性，安装方便，且提高了平衡车的安全性和使用性能，有利于平衡车的推广使用。

Description

平衡车用转向控制装置及平衡车

技术领域

本实用新型涉及一种平衡车用转向控制装置及平衡车。

背景技术

现在平衡车内部大多具有转向控制装置，现有转向控制装置结构复杂，难以保证其安装精度，直接影响其转向检测的精度和稳定性，造成左右转向信号出现偏差，且会占用平衡车内部空间，复杂的结构也导致转向控制装置安装不便，降低了平衡车的使用性和安全性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是要克服现有技术缺陷，提供一种平衡车用转向控制装置及平衡车，通过以下技术方案解决：

本实用新型提供一种平衡车用转向控制装置，包括转轴、固定部、磁铁和霍尔元件，所述转轴安装在固定部内且相对于固定部可转动，所述磁铁相对于转轴固定设置，所述霍尔元件相对于固定部固定设置，所述磁铁为一个，位于霍尔元件的旁边。

通过采用上述技术方案，磁铁为一个，位于霍尔元件的旁边且不相互干涉的位置，霍尔元件处于磁铁的磁场中，转轴转动时，磁铁随转轴转动，磁场产生变化，霍尔元件即可产生电信号。而两块磁铁的方案，因固定双磁铁的固定件的精度有限，使用双磁铁时，两块磁铁的平行度会有一定程度的偏差，直接影响霍尔元件对转向角度的输出精度，造成左右转向信号出现偏差。本申请采用一个磁铁的方案，无需设置对称的磁铁，不用保证两磁铁的平行度，提高了转向控制装置的安装便利性，且采用一个磁铁，并简化霍尔元件的固定方式，使得磁铁及霍尔元件的安装精度得以提升，可使霍尔元件更加灵敏地检测转轴相对于固定部的转向角度，降低了结构复杂性的同时，使得安装方便，也提高了测量精度，可提高平衡车的安全性和使用性能，有利于平衡车的推广使用。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁铁为方形、圆柱体形或弧形。通过采用上述技术方案，磁铁的形状可多种多样，需保证磁铁位于霍尔元件的旁边，转动时不相互干涉即可。具体来说，磁铁为方形时，磁铁可设置成长方体或正方体，磁极方向沿转轴的径向方向设置，磁铁为弧形时，弧形磁铁的圆心可与转轴的轴心重合，磁铁可设置成截面为圆形的圆柱体状，磁极方向沿转轴的径向方向设置，便于霍尔元件相对于磁铁转动时不相互干涉，也便于霍尔元件的安装，使霍尔元件能较方便地安装于磁铁所形成的磁场中。在其他方案中，磁铁形状可为其他多边形柱体或圆柱体形等。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁铁通过一磁铁安装座安装于转轴的端面，磁铁安装座可拆卸地连接于转轴的端部，磁铁安装座上设有用于安装磁铁的磁铁容纳部。通过采用上述技术方案，安装之后，转轴转动带动磁铁安装座发生角度变化，霍尔元件可以及时感测到磁铁的磁场变化。当然，磁铁可通过下述方式之一连接至转轴：

磁铁安装至磁铁安装座，磁铁安装座与转轴通过螺钉固定连接；

磁铁安装至磁铁安装座，磁铁安装座嵌入转轴槽内；

磁铁安装至磁铁安装座，磁铁安装座用胶水固定至转轴；

磁铁嵌入转轴槽内；

磁铁用胶水固定至转轴。

作为本实用新型的进一步改进，磁铁容纳部上开设有用于放置磁铁的安装槽一。通过采用上述技术方案，磁铁放置于安装槽一内，便于磁铁的固定，一定程度上了起到了保护磁铁的作用。

作为本实用新型的进一步改进，所述转轴的端面开设有用于磁铁安装座连接固定的螺纹孔。通过采用上述技术方案，螺纹孔的设置，有利于磁铁安装座通过螺钉等紧固件安装于转轴的端面，固定方便可靠，且可保证安装精度。

作为本实用新型的进一步改进，所述霍尔元件焊接于一线路板上，且处于线路板上的靠近磁铁的一侧，线路板可拆卸地安装于固定部上。通过采用上述技术方案，线路板安装于固定部上，霍尔元件处于靠近磁铁的位置，一方面使得霍尔元件的安装方便，提高安装精度，另一方面，可保证霍尔元件及时感测出转轴的转动角度。

作为本实用新型的进一步改进，所述霍尔元件为插件式霍尔元件或贴片式霍尔元件。通过采用上述技术方案，采用插件式霍尔元件，则霍尔元件的引脚插入线路板上，通过焊接的方式将霍尔元件固定于线路板上，采用贴片式霍尔元件，则霍尔元件的引脚贴在线路板的一侧表面，两种方案均可实现本方案的目的。霍尔元件可与转轴的轴心重合或不重合，同样均可实现本方案的目的。

作为本实用新型的进一步改进，所述转轴通过润滑部件或者润滑剂安装于固定部上，所述润滑部件为轴承或石墨环或铜环，所述润滑剂为润滑油或润滑脂。通过采用上述技术方案，转轴与固定部相对转动地安装，两者之间可设置润滑部件或润滑剂，提高相对转动的灵活性和顺畅度。

一种平衡车用转向控制装置，包括转轴、固定部、磁铁和霍尔元件，所述转轴安装在固定部内且相对于固定部可转动，所述霍尔元件相对于转轴固定设置，所述磁铁相对于固定部固定设置，所述磁铁为一个，位于霍尔元件的旁边。通过采用上述技术方案，霍尔元件相对于转轴固定设置，磁铁相对于固定部固定设置，为另一种方案，此方案中，磁铁也为一个，位于霍尔元件的旁边，同样可保证安装精度的同时，简单安装结构，提高稳定性。

一种平衡车，包括上述任意一项方案所述的平衡车用转向控制装置，还包括用于安装固定部的车架，以及，用于和转轴连接的腿控杆或手控杆或座控杆，固定部可通过紧固件安装于车架，也可与车架一体成型，而平衡车的操控方式多种多样，腿控、手控或座控均可。通过采用上述技术方案，平衡车安装转向控制装置之后可以实现转向动作，安装便利，精度可靠，便于推广应用。

相对于现有技术，本实用新型的有益之处，至少有：仅需设置一个磁铁，使磁铁处于霍尔元件的旁边且不相互干涉的位置，简化霍尔元件的固定方式，一方面可保证两者的安装精度，提高转轴转向角度的检测的效果，另一方面，简化了安装结构，使得安装便利，而此种安装结构，又可保证及促进其安装精度。有利于推广应用。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的平衡车用转向控制装置的整体示意图。

图2为图1固定座的部分剖面示意图。

图3为图1的转轴结构示意图。

图4为图1的爆炸分解结构示意图。

图5为图1的磁铁安装座正面结构示意图。

图6为图1的磁铁安装座背面结构示意图。

图7为图1的线路板结构示意图。

图8为本实用新型另一个实施例提供的磁铁安装座的正面结构示意图。

图9为本实用新型另一个实施例提供的磁铁安装座的背面结构示意图。

图中：转轴1；第一轴段11；第二轴段12；第三轴段13；螺纹孔14；固定部2；通孔一21；安装槽二22；安装槽三23；安装柱24；磁铁安装座3；通孔三31；磁铁容纳部32；安装槽一33；通孔二34；线路板4；霍尔元件41；通孔四42；轴承5。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下扣合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

如图1和图2所示,本实用新型提供一种平衡车用转向控制装置, 包括转轴1、固定部2、磁铁和霍尔元件41，转轴1安装在固定部2内且相对于固定部可转动，磁铁相对于转轴1固定设置，霍尔元件41相对于固定部2固定设置，磁铁为一个，位于霍尔元件41的旁边。磁铁为方形，具体为长方体状，长方体状的磁铁的磁极方向沿转轴的径向方向设置或沿转轴截面圆的切向方向设置或可采用其他方案设置磁铁的方向及位置，使霍尔元件处于磁铁的磁场中即可。在其它实施例中,磁铁可为截面为圆形的圆柱体状, 圆柱体状的磁铁的磁极方向沿转轴的径向方向设置或沿转轴截面圆的切向方向设置，使霍尔元件处于磁铁的磁场中即可。

如图2和图3所示，转轴1为阶梯轴，具有几个径向截面的直径不同的轴段，位于中间的为第一轴段11，径向截面直径最大，第一轴段两端为第二轴段12，各第二轴段12的外侧端连接第三轴段13,第二轴段12的径向截面直径大于第三轴段13的径向截面直径，各轴段连接处呈台阶状。第三轴段13为轴颈，靠近第二轴段12的一侧用于安于轴承5，轴承5采用滚动轴承时，轴承5的内圈的侧面可抵靠于第二轴段12的端部侧面，第三轴段13的一端侧面上设有用于安装固定磁铁安装座3的螺纹孔14。

如图2和如图4所示，固定部2整体呈长方体结构，固定部2可为上下两半拼装而成，便于转轴、轴承的安装，由紧固件将上下两半固定部固定。左右两侧面的中心位置设有用于转轴1左右两端插入的通孔一21，转轴1的第一轴段11和安装在转轴1上的轴承5安装在固定部2的内部。如图2所示，固定部2的内部左右两侧开设有用于放置固定轴承5的安装槽二22，在两侧安装槽二22之间开设有用于放置固定转轴1第一轴段11的安装槽三23，在远离线路板4的轴承5外侧垫入橡胶垫圈，通过转轴1、轴承5、固定部2、橡胶垫圈的相互配合从而不会使转轴产生轴向的滑动，提高了平衡车转向控制装置使用的安全性。在固定部2左侧通孔的两侧设有用于安装线路板4的安装柱24。在其他方案中，固定部2当然可以根据实际情况设置成各种样式或结构，不再赘述。

如图4、图5和图6所示，磁铁通过一磁铁安装座3安装于转轴1的端面，磁铁安装座可拆卸地连接于转轴的端部，磁铁安装座上设有用于安装磁铁的磁铁容纳部32，磁铁安装座上还开设有可容纳霍尔元件41的通孔二34，磁铁容纳部32位于通孔二34的一侧。磁铁安装座3通过紧固件安装在转轴1左侧面上，磁铁安装座具有固定部一和磁铁容纳部，磁铁安装座固定部一为长条状的矩形结构，上下两端为圆弧形。在磁铁安装座固定部一的上下两端开设有用于紧固件插入的通孔三31，固定部一的中间位置设有容纳线路板4上霍尔元件41的通孔二34。磁铁容纳部32位于磁铁安装座固定部一的一侧，与磁铁安装座固定部一一体成型连接。磁铁容纳部32为长方体形状，在磁铁容纳部32的背部中间位置设有一个用于安装磁铁的安装槽一33。磁铁安装在安装槽一33上之后，磁铁位于霍尔元件41一侧，霍尔元件41处于磁铁的磁场之中。

如图1和图7所示，霍尔元件41安装于线路板4上，且处于线路板4上的靠近磁铁的一侧，线路板4可拆卸地安装于固定部2上，霍尔元件41与转轴1同轴心设置，在线路板的左右两侧设有使紧固件插入将线路板固定在固定部2上的通孔四42。在本实施例中，霍尔元件可采用插入式插接在线路板4上。在其它实施例中，线路板上传感器可采用贴片式结构。

使用时，当转轴1无转动时，霍尔元件与磁铁相对静止，霍尔元件检测穿过的磁感应强度，输出中点位置的电压信号，此时平衡车不会转弯。当转轴1顺时针或逆时针带动磁铁安装座3转动时，磁铁也随之转动，霍尔元件感应到磁感应强度的增大或减小，输出的电压信号随磁感应强度变化增大或减小，进而转化为电信号传递给平衡车内部的控制电路板，使平衡车实现向左或向右的转动。

在其它实施例中，连接有霍尔元件41的线路板4可以固定在转轴1上，磁铁可以固定在固定部2上，转轴1转动时同时带动霍尔元件41旋转，感测转轴1的转动带来的磁场变化，从而使平衡车产生向左或向右的转向动作。

实施例2

如图8和图9所示, 磁铁为弧形磁铁，通过一磁铁安装座3安装于转轴1的端面，所述磁铁安装座3为弧形形状，磁铁安装座3可拆卸地连接于转轴1的端部，磁铁安装座具有一个固定部一和磁铁容纳部，磁铁安装座固定部一为弧形结构，磁铁安装座固定部一的两端设有用于紧固件插入的通孔三31，磁铁容纳部32为弧形形状，在磁铁容纳部32的背部中间位置设有一个用于安装弧形磁铁的弧形安装槽一33。本实施例的转轴1与磁铁安装座3的连接关系、磁铁安装座3与霍尔元件41的位置关系、转轴1与固定部2的连接关系、固定部2与霍尔元件41的连接关系与上述实施例相同，在此不再赘述。

当然，在其他实施例中，磁铁形状可为圆柱体形或正方体或其他多边形柱体，不再赘述。

实施例3

平衡车，包括实施例1和实施例2任意一项所述的平衡车用转向控制装置、用于安装固定部2的车架和与所述的平衡车用转向装置配合的平衡车腿控杆、主控板，电池、轮胎。平衡车用转向控制装置的固定部2与平衡车车架连接，平衡车腿控杆与转轴1安装连接，线路板4通过导线与主控板连接，连接电池，安装轮胎后，通过向平衡车腿控杆施加向左或者向右的力之后，线路板4上的霍尔元件41通过感知磁场的变化将信号发送给主控板进而驱动平衡车做出向左或向右的转向动作。在其它实施例中与平衡车用转向装置连接的可为平衡车手控杆或平衡车座控杆。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种平衡车用转向控制装置，其特征在于，包括转轴（1）、固定部（2）、磁铁和霍尔元件（41），所述转轴（1）安装在固定部（2）内且相对于固定部可转动，所述磁铁相对于转轴（1）固定设置，所述霍尔元件（41）相对于固定部（2）固定设置，所述磁铁为一个，位于霍尔元件（41）的旁边。

2.如权利要求1所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述磁铁为方形、圆柱体形或弧形。

3.如权利要求1所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述磁铁通过一磁铁安装座（3）安装于转轴（1）的端面，磁铁安装座（3）可拆卸地连接于转轴的端部，磁铁安装座（3）上设有用于安装磁铁的磁铁容纳部（32）。

4.如权利要求3所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，磁铁容纳部（32）上开设有用于放置磁铁的安装槽一（33）。

5.如权利要求3所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述转轴（1）的端面开设有用于磁铁安装座（3）连接固定的螺纹孔（14）。

6.如权利要求1-5任意一项所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述霍尔元件（41）焊接于一线路板（4）上，且处于线路板（4）上的靠近磁铁的一侧，线路板（4）可拆卸地安装于固定部（2）上。

7.如权利要求6所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述霍尔元件（41）为插件式霍尔元件或贴片式霍尔元件。

8.如权利要求1-5任意一项所述的平衡车用转向控制装置，其特征在于，所述转轴（1）通过润滑部件或者润滑剂安装于固定部（2）上，所述润滑部件为轴承或石墨环或铜环，所述润滑剂为润滑油或润滑脂。

9.一种平衡车用转向控制装置，其特征在于，包括转轴（1）、固定部（2）、磁铁和霍尔元件（41），所述转轴（1）安装在固定部（2）内且相对于固定部可转动，所述霍尔元件（41）相对于转轴（1）固定设置，所述磁铁相对于固定部（2）固定设置，所述磁铁为一个，位于霍尔元件（41）的旁边。

10.一种平衡车，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的平衡车用转向控制装置，还包括用于安装固定部（2）的车架，以及，用于和转轴（1）连接的腿控杆或手控杆或座控杆。

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