CN211468654U - 平衡车的装配结构及电动平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种平衡车的装配结构及电动平衡车，包括两个内置电机的车轮，连接于车轮的轮轴、横向联接部件和踏板部件，所述的踏板部件转动设置在所述的横向联接部件的上方，以使所述的踏板部件可在所述的横向联接部件上前后倾斜地摆动，轮轴穿入所述的横向联接部件上的轴孔中，所述的踏板部件与所述的轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制轮轴与所述的横向联接部件轴向脱离。本实用新型的踏板部件转动连接在横向联接部件上，转动轴向上两者相互限定，两者结合为一个主体同时与轮轴装配，装配简单，横向联接部件和踏板部件转动连接时就将两者结合，然后踏板部件被轮轴轴向限制时，横向联接部件也被轴向限制。

Description

平衡车的装配结构及电动平衡车

技术领域

本实用新型涉及一种电动车，尤其涉及一种由伺服电机驱动的平衡车的装配结构及电动平衡车。

背景技术

电动平衡车，是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，以保持车体和系统的平衡。电动平衡车是现代人用来作为代步工具和休闲娱乐器械。

市面上出现的平衡车大致包括两种，第一种是骨架分为左右结构，中间靠转动件连接的扭扭车，另一种是刚性更好的骨架一体结构平衡车。

申请公布号为CN106560384A的人机互动体感车，其包括一整体支撑骨架、车轮上的轮轴与支撑骨架固定连接，踏板装置可转动式地连接在支撑骨架上，脚踏装置上设有缓冲弹性装置，踏板装置转动位置传感器感测到踏板装置相对于支撑骨架的倾斜度信息，然后通过控制装置驱动车轮移动或转动，这种连接方式装配繁琐，弹性装置易损。申请公布号为CN207241897U的平衡姿态车，包括与电机连接的连接轴，踏板和一体的骨架都是连接在连接轴上，但是在连接轴的轴向上踏板和骨架不能靠一个连接件对其做到限制，因此每个踏板和骨架都要通过多道螺丝与连接轴锁定，装配比较复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种车体车轮装配简单且节约成本的结构。

实现本实用新型所采用的技术方案为：平衡车的装配结构，其特征在于，包括连接于车轮的轮轴、横向联接部件和踏板部件，所述的踏板部件转动设置在所述的横向联接部件的上方，以使所述的踏板部件可在所述的横向联接部件上前后倾斜地摆动，轮轴穿入所述的横向联接部件上的轴孔中，所述的踏板部件与所述的轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制轮轴与所述的横向联接部件轴向脱离。

进一步的，所述踏板部件设有插孔与轮轴插接。

进一步的，所述锁定件以车轴的径向插入，所述轮轴侧边设有内陷的平凹口作为限位部，平凹口沿轮轴轴向的两端形成两个阻挡部位用于限制锁定件轴向位移。

进一步的，所述轮轴侧边设有两道内陷的平凹口作为限位部，所述锁定件以车轴的径向插入并夹在两道平凹口上。

进一步的，所述锁定件与踏板部件可拆卸连接。

进一步的，所述踏板部件上设有装配槽，锁定件插入装配槽方向为轮轴的径向，锁定件与踏板部件通过螺丝连接。

进一步的，所述横向联接部件上连接旋转座，旋转座上设有穿插车轴的轴孔。

进一步的，所述横向联接部件上设有一体成型的连接部，连接部上设有穿插车轴的轴孔。

进一步的，所述踏板部件与横向联接部件铰接，踏板部件与横向联接部件的旋转轴向限制移动。

进一步的，所述轮轴上设有径向开设的孔道，所述的锁定件包括插杆，所述的插杆插入孔道内。

电动平衡车，其特征在于，包括平衡车的装配结构和两个内置电机的车轮。

现有技术相比，本实用新型的优点：

1、踏板部件转动连接在横向联接部件上，转动轴向上两者相互限定，两者结合为一个主体同时与轮轴装配。

2、装配简单，只需要将轮轴插入横向联接部件和踏板部件，然后可以通过一个锁定件固定后就将三者结合，可限制横向联接部件和踏板部件相对轮轴的轴向移动。横向联接部件和踏板部件转动连接时就将两者结合，然后踏板部件被轮轴轴向限制时，横向联接部件也被轴向限制。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于说明背景技术和解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1为平衡车整体外形示意图；

图2为平衡状态去上盖示意图；

图3为平衡车分解示意图；

图4为踏板部件刨切示意图；

图5为踏板部件示意图；

图6为方案一踏板部件与轮轴联结刨切示意图；

图7为方案二踏板部件与轮轴联结刨切示意图；

图8为电机与轮轴的连接示意图。

图9为另外一种踏板部件结构。

图中，1车轮；2踏板部件；2-1凹陷处；2-2装配槽；2-3插孔；3踏板部件；4车轮；5横向联接部件；6上盖；7轮轴；7-1平凹口；7-2阻挡部位；8螺丝孔；9旋转座二；10螺柱；11旋转座一；12锁定件；121触接面；13杆件；14孔道；15转子模块；16定子模块；17花键；18连接部。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。

应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1、图8所示，电动平衡车包括两个车轮（1、4），车轮（1、4）内有电机，优选的采用外转子伺服电机。各车轮（1、4）连接轮轴7，具体的，转子模块15在定子模块16外圈，轮轴7直接插入电机的定子模块16与定子模块16固连，例如，在轮轴7上设有花键17或单键，定子模块16内设有键槽，将两者压合连接。

图1、图2所示，两轮轴7之间设有横向联接部件5，横向联接部件5与各轮轴7铰接。横向联接部件5用于确定两车轮（1、4）的间距。

图3所示，轮轴7上连接旋转座一11，轮轴7插入旋转座一11的轴孔中，旋转座一11与横向联接部件5固定连接。优选的，旋转座一11与横向联接部件5通过螺丝固定连接。更优选的，设有两个旋转座一11与一根轮轴7连接。

图9中，另一个方案，横向联接部件5上设有一体成型的连接部18，在连接部上设有轴孔，轮轴7插入轴孔中。

踏板部件（2、3）其中一个转动点与横向联接部件5转动连接。具体的，在横向联接部件5上设有旋转座二9，旋转座二9与横向联接部件5通过螺丝固定连接。更具体的，旋转座二9与踏板部件（2、3）通过转轴铰接，旋转座二9通过螺丝固定在横向联接部件5上，踏板部件（2、3）上设有螺丝孔8，方便螺丝穿过踏板部件（2、3）与横向联接部件5的螺柱10连接。此时是踏板部件（2、3）与横向联接部件5旋转轴向限制，但是能相对转动，形成了一个装配部件。

图4-图6所示，方案一中，在轮轴7上设有两道轴对称的平凹口7-1，平凹口7-1可以是平面，车轮（1、4）在平衡系统下达到平衡状态时，平凹口7-1设在轮轴7的侧面呈垂直状态。优选的，轮轴7两侧车出或铣出两个平面，平凹口7-1轴向前后自然形成阻挡部位7-2。

踏板部件（2、3）上设有锁定件12，轮轴7直接插入联接部件5的旋转座一11中。然后只要锁定件12轴向插入轮轴7就能进行轴向的锁定。同时锁定件12用于踏板部件（2、3）与轮轴7的旋转方向的固定。

具体的，踏板部件（2、3）上设有装配槽2-2，锁定件12与踏板部件（2、3）是能拆分的，并用螺丝固定。锁定件12插入装配槽2-2，锁定件12头部沿轮轴7的径向插入。锁定件12上设有两道触接面121，两道触接面121形成叉架，触接面121位置刚好与轮轴7上平凹口7-1接触，锁定件12被阻挡部位7-2轴向限制。此设计有两个作用，一是将踏板部件（2、3）和横向联接部件5通过一个部件与轮轴进行限定；二是锁定件12与轮轴7面面限制后轮轴7与踏板部件（2、3）之间双向旋转联动。

如果旋转座二9设在踏板部件（2、3）中间处，则采用一个旋转座二9结构能能支撑踏板部件（2、3）的踩踏受力。

优选的，在踏板部件（2、3）上设有插孔2-3，轮轴7直接插入踏板部件（2、3）的插孔2-3中，这样使踏板部件（2、3）有两个转动点，踩踏时可以受力均匀。相比踏板部件（2、3）设两个旋转座二9，装配更为简单，又能可以节约一个旋转座二9的成本。

更优选的，锁定件12形成的叉架的两道触接面121与轮轴7接触，其顶部也与轮轴7接触，这样踩踏时又多了一个接触点，可以增强刚性。

方案二中，图7所示，在轮轴7上设有一个径向设置的孔道14，踏板部件（2、3）上设有锁定件12，锁定件12包括轴或是杆件13，锁定件12刚好能插入轮轴7的孔道14中。因此，通过锁定件12能限制横向联接部件5和踏板部件（2、3）的轴向脱离，轮轴7与踏板部件（2、3）之间也能双向旋转联动。

关于踏板部件（2、3）与轮轴7双向旋转联动的作用。

踏板部件（2、3）上设有可感知踏板部件（2、3）倾斜度的传感器和控制器，传感器各自感受两个踏板部件（2、3）的倾斜而控制各自的车轮（1、4）前后转动。轮轴7在伺服系统的作用下始终处于平衡状态，当踏板部件（2、3）踩踏倾斜后通过轮轴7的反向作用力也能将踏板部件（2、3）回正至水平位置，保持踏板部件（2、3）水平的精准度。

传感器与控制器以现有结构作为案例进行说明：传感器包括角度传感器、加速度传感器或陀螺仪，加速度传感器可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。只需要测量其中一个方向上的加速度值，就可以计算出车倾角。比如使用X轴向上的加速度信号，车直立时，固定加速度器在X轴水平方向，此时输出信号为零偏电压信号。当车发生倾斜时，重力加速度g便会在X轴方向形成加速度分量，从而引起该轴输出信号的变化。陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度，可以测量车倾斜的角速度，将角速度信号进行积分处理便可以得到车的倾角。两种传感器都单独获得动态情况下的准确，稳定的姿态，但是这两种传感器具有互补性，即：加速度传感器在静态情况下使用效果会好一些，陀螺仪在动态情况下使用，效果会好一些。此时，就需要一种算法：带补偿的可变模糊卡尔曼滤波算法，来实现姿态数据的融合，从而获得在高动态环境下的稳定准确的姿态信息。

控制器可以是光电编码器，例如采用现有的增量式编码器，其主要工作原理也是光电转换，但其输出的是A、B、Z三组方波脉冲，其中A、B两脉冲相位差相差度以判断电动机的旋转方向，Z脉冲为每转一个脉冲以便于基准点的定位。

踏板部件（2、3）包括踏板盒与踏板盖，踏板盒中间向内凹陷，在凹陷处2-1设有传感器和控制器，传感器和控制器设在一块电路板中，轮轴7中心引出的接线与电路板连接。横向联接部件5上还设有上盖6，上盖6也与踏板部件（2、3）连接，上盖6随着踏板部件（2、3）转动而转动，图4中，横向联接部件5侧面设有间距S，该间距用于上盖6的活动。

横向联接部件5为板状结构，内有充电电池位于凹腔内。中间盖将横向联接部件5闭合，使充电电池隐藏在横向联接部件5内部。横向联接部件5也可以为长条状结构。

以上对本实用新型所提供的电动平衡车进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.平衡车的装配结构，其特征在于，包括连接于车轮的轮轴、横向联接部件和踏板部件，所述的踏板部件转动设置在所述的横向联接部件的上方，以使所述的踏板部件可在所述的横向联接部件上前后倾斜地摆动，轮轴穿入所述的横向联接部件上的轴孔中，所述的踏板部件与所述的轮轴通过锁定件相互固定，所述的锁定件同时限制轮轴与所述的横向联接部件轴向脱离。

2.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述踏板部件设有插孔与轮轴插接。

3.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述锁定件以车轴的径向插入，所述轮轴侧边设有内陷的平凹口作为限位部，平凹口沿轮轴轴向的两端形成两个阻挡部位用于限制锁定件轴向位移。

4.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述轮轴侧边设有两道内陷的平凹口作为限位部，所述锁定件以车轴的径向插入并夹在两道平凹口上。

5.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述锁定件与踏板部件可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述踏板部件上设有装配槽，锁定件插入装配槽方向为轮轴的径向，锁定件与踏板部件通过螺丝连接。

7.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述横向联接部件上连接旋转座，旋转座上设有穿插车轴的轴孔。

8.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述横向联接部件上设有一体成型的连接部，连接部上设有穿插车轴的轴孔。

9.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述踏板部件与横向联接部件铰接，踏板部件与横向联接部件的旋转轴向限制移动。

10.根据权利要求1所述的平衡车的装配结构，其特征在于，所述轮轴上设有径向开设的孔道，所述的锁定件包括插杆，所述的插杆插入孔道内。

11.电动平衡车，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的平衡车的装配结构和两个内置电机的车轮。

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