CN214565912U - 一种连接自行车横管的平衡结构 - Google Patents

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Abstract

一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置、旋转装置，其特征在于第一横管与第二横管或车架通过驱动装置连接，驱动装置带动旋转装置旋转，充分利用横管的截面以及发挥电机的最大功率，由控制系统根据陀螺传感器或三轴传感器的倾斜，控制驱动装置或旋转装置的速度和方向或角动量，实现车体趋向自平衡。

Description

一种连接自行车横管的平衡结构
技术领域
一种连接自行车横管的平衡结构，主要涉及自行车、电动两轮车及两轮车玩具保持平衡的结构。
背景技术
目前自平衡自行车及无人自行车仍在发展中，尚无成熟的产品，主要是平衡装置体积庞大，难以实用。专利CN 204197155 U和专利CN 205010396 U提到的平衡装置框架或箱体较宽需要有大空间的踏板位置下才能稳定放置、外观整洁，但陀螺装置需要的左右的空间较大，轻便电动自行车没有踏板这个结构空间，无法稳定放置。专利号CN 201753096 U提到一种放在横管上的陀螺，驱动装置位置结构不明，体积大，难以实用化。
实用新型内容
一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置、旋转装置，其特征在于第一横管与第二横管或车架通过驱动装置连接，驱动装置带动旋转装置旋转，由控制系统根据陀螺传感器或三轴传感器的倾斜，控制驱动装置或旋转装置的速度和方向或角动量，实现车体趋向自平衡。
其特征在于驱动装置包括转子、定子，定子铁芯或定子机壳或定子中心轴连接第一横管与第二横管或车架。通过中心轴连接，免去了横管或其他连接结构干涉转轮、飞轮等旋转装置的尺寸的问题，根据具体车型情况，外转子质量足够的时候不必再安装旋转装置。
其优点在于通过驱动装置中心轴连接，减少头管端第一横管的长度，方便头管端横管内部安装转向装置，避免横管内有底板结构时，横管过长使底板结构产生严重的弯曲形变。
其优点在于节约一段横管，避免转轮环绕横管的安装方式中，驱动装置及飞轮最小内径及体积受到横管外径的影响，减少横管连接冗余、简化结构，大大减小整体体积。
其特征在于定子中心轴上的台阶与第二法兰中心D型孔连接，再通过紧固件，如螺栓，与第二法兰固定，第二法兰与横管上的第一法兰结构通过紧固件连接。
其特征在于定子包括铁芯、线圈，驱动装置中心轴与横管通过法兰或其它管或轴类连接方式固定连接，外转子机壳或端盖通过轴承与横管或定子中心轴旋转连接。
其特征在于定子有磁铁，磁铁中心轴与横管通过法兰或其它管类连接方式与横管固定连接，外转子线圈及机壳通过轴承与横管或定子中心轴旋转连接，将电枢自身的重量，作为提供角动量的一部分，在外转子机壳安装有旋转装置或转轮同步转动，产生平衡力矩。电池及驱动器安装在机壳上或旋转装置中，与线圈同步转动，优点在于通过无线方式控制驱动器或电机工作，旋转圈数不受线缆影响。优点在于没有多余的传动装置，结构简洁。效率利用率高，充分利用车体结构，能够充分发挥同横管体积最大的电机利用率。
其特征在于定子机壳通过法兰与横管连接，驱动装置中心轴通过轴承与法兰旋转连接，再通过法兰与横管连接，旋转装置与驱动装置中心轴连接。
其优点在于第一法兰与第二法兰连接的紧固件在横管外，使得第一法兰于第二法兰能够螺帽紧固连接，使得连接方便、稳定可靠。或第一法兰与第二法兰连接的紧固件在横管内，使得横管外更加平整简洁。
其优点在于端盖或壳体内腔内径大于等于法兰外径，可以使转子机壳将横管上的轴承与法兰一起覆盖在内，外观看起来更简洁、平整。
端盖或机壳是分体的，之间有凹凸结构或螺栓固定两者。
其优点在于定子中心有通孔或铁芯镂空处，内置刹车线、变速线在其内通过，避免外置线缆受到旋转装置的影响。
附图说明
如图1实施例1一种连接自行车横管的平衡结构爆炸示意图。
如图2实施例2一种连接自行车横管的平衡结构爆炸示意图。
如图3实施例3一种连接自行车横管的平衡结构爆炸示意图。
如图4实施例4一种连接自行车横管的平衡结构爆炸示意图。
如图5实施例5一种连接自行车横管的平衡结构爆炸示意图。
具体实施方式
如图1实施例1，一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置、旋转装置，横管包括第一横管100和第二横管101，第一横管100与第一法兰110连接。驱动装置700的中心轴710穿过第二法兰200中心的D型轴孔与紧固件210固定。第二法兰200与第一法兰110通过紧固件连接，如螺丝（图未示）。中心轴710与第二横管101或车架的固定连接过程与上述或其它管或轴类的连接方式同理。驱动装置700工作时，驱动装置700机壳转动带动与其连接的转轮状旋转装置600旋转，在控制器及驱动器控制下改变转速或方向，使车趋向自平衡。
如图2实施例2，一种自行车的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置、旋转装置，横管包括第一横管100和第二横管101，第一横管100上有第一法兰110。驱动装置包括定子400、转子机壳500，定子400中心轴410通过轴承310与端盖300旋转连接，然后定子400的中心轴410穿过第二法兰200中心的D型轴孔通过紧固件固定。第二法兰200与第一法兰110通过紧固件连接，如螺丝（图未示）。中心轴410另一端与第二横管101或车架的固定与上述同理。端盖300上的凹槽320与机壳500上凸的纹510，契合连接，端盖300与端盖301是分体的通过紧固件连接，如螺丝杆，端盖300与端盖301向外延伸，其内径大于等于法兰的外径，延伸部分覆盖法兰，外观看起来平整，端盖300通过轴承与第一横管100或定子中心轴410旋转连接。旋转装置600，如转轮及转臂，与端盖300或端盖301或机壳500连接。
实施例2中，定子400上有永磁铁，转子机壳500上有线圈520，电池或驱动器安装在机壳500外侧四周或旋转装置上，与线圈520同步转动，通过无线方式控制驱动器或电机工作。线圈520提供了比磁铁更大的配重。具体实施中，也可以是定子400上有线圈，转子机壳500上有永磁体。外转子机壳500通过轴承与横管或定子中心轴旋转连接。
实施例2中，端盖300延伸部分内腔覆盖法兰，内腔结构也可以在单独的一个旋转或静止的壳体上替代端盖300。
实施例2，端盖300与转子机壳500是一体的或分体的，之间凹凸结构固定，也可是通过环绕的螺丝紧固或扣结构。
实施例1、实施例2中，第一横管100与第一法兰110可以是一体的，也可以是分体组合的或焊接的。
实施例1、实施例2中，第一法兰110与第二法兰200连接可以在横管外侧，也可以是在横管内紧固。
实施例1、实施例2根据具体车型情况，转子或机壳质量或转速足够的时候不必再安装旋转装置600。
如图3实施例3，一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置，横管包括第一横管100和第二横管101，第一横管100与第一法兰110连接。驱动装置定子400外壳与第二法兰200内侧的螺纹孔通过紧固件220固定，第二法兰200外侧的法兰孔与第一法兰110通过紧固件120固定连接。定子400另一端与第二横管101或车架的固定连接过程与上述或其它管或轴类的连接方式同理。驱动装置工作时，驱动装置转子500转动下获得平衡力矩，根据车体具体情况，转子500可连接转轮状或旋转装置600增加角动量，在控制器及驱动器控制下改变转速或方向，使车趋向自平衡。
如图4实施例4，一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置，横管包括第一横管100和第二横管101，第一横管100与第一法兰110连接。驱动装置包括定子400、转子500，定子400外壳与第一法兰110的法兰孔通过紧固件120固定。定子400另一侧与第二横管101或车架的固定连接过程与上述或其它管或轴类的连接方式同理。驱动装置工作时，驱动装置转子500转动下获得平衡力矩，根据车体具体情况，转子500可连接转轮状或旋转装置增加角动量，在控制器及驱动器控制下改变转速或方向，使车趋向自平衡。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中，定子中心有通孔或铁芯镂空处适合内置刹车线、变速线的通过。
如图5实施例5，一种连接自行车横管的平衡结构，包括自行车架主体、横管、驱动装置、旋转装置，横管包括第一横管100和第二横管101，第一横管100上有第一法兰110。驱动装置700中心轴710安装有旋转装置600，如转轮及转臂，作为驱动装置700转子一部分的中心轴710通过轴承与第三法兰201旋转连接，再与锁紧环210连接，锁紧装置也可以在法兰两侧。由旋转装置600或锁紧环210固定电机的位置。第三法兰201再与第二横管101上的法兰111连接。第二法兰200先与驱动装置700固定连接，再与第一法兰110通过紧固件连接，如螺丝（图未示）。
实施例5中使用单输出轴的电机，具体实施中也可以使用双出轴的电机。
实施例5转子中心轴与横管通过法兰与横管旋转连接，驱动装置700机壳与横管通过法兰固定，第二法兰200内圈与驱动装置700机壳固定连接，第二法兰200外圈与第一法兰110固定连接。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5中，驱动装置的外转子可以是带永磁体，内定子带电枢线圈，也可以是外转子电枢线圈，内定子带永磁体。
实施例1中、实施例2、实施例3、实施例4，实施例5中，法兰作为管或轴中间的连接装置，可以根据具体情况进行简化去除。

Claims (10)

1.一种连接自行车横管的平衡结构，包括横管、驱动装置，驱动装置包括转子、定子；其特征在于第一横管与第二横管或车架通过定子或定子外壳或驱动装置中心轴连接。
2.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于横管或车架与定子或定子外壳或动装置中心轴通过紧固件或法兰的配合连接。
3.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于驱动装置中心轴与第二法兰中心孔连接，再通过紧固件与第二法兰固定，第二法兰与横管上的第一法兰结构通过紧固件连接，中心轴另一端与横管的连接同理。
4.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于定子包括铁芯、线圈，定子中心轴与横管通过法兰与横管或车架固定连接，端盖或机壳通过轴承与横管或定子中心轴旋转连接。
5.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于定子有磁铁、转子带线圈，定子中心轴与横管通过法兰与横管或车架固定连接，端盖或机壳通过轴承与横管或定子中心轴旋转连接。
6.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于定子包括铁芯、线圈，转子带磁铁，转子中心轴通过锁紧环与法兰中心孔旋转连接，外定子电枢机壳或端盖与横管固定或通过法兰固定。
7.如权利要求1或4或5或6所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于驱动装置机壳或驱动装置中心轴安装有旋转装置或转轮。
8.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于转子端盖延伸或机壳部分覆盖法兰。
9.如权利要求1所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于定子中心有通孔或铁芯镂空处，内置刹车线、变速线在其内通过。
10.如权利要求5所述的一种连接自行车横管的平衡结构，其特征在于转子或机壳外有电池或驱动器，与转子上线圈同步转动，通过无线方式控制驱动器或电机工作。
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