CN215851663U - 一种控制系统上置型平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制系统上置型平衡车，包括车轮、控制系统和车体，所述车体包括上壳和下壳，所述上壳的上表面设有电路板安装槽，所述控制系统包括控制电路板，所述控制电路板为方形结构，所述电路板安装槽偏置于所述上壳的靠近所述车轮的一角，所述控制电路板位于所述电路板安装槽中；所述控制电路板与所述车轮、所述车体中的线束电连接。本实用新型的平衡车将控制电路板设置在上壳的上表面，位于覆盖件的下方，距离人的脚部更近，陀螺仪可以检测到人脚原始的操控变化，使得车体的倾斜检测更加真实地反应人体的操控，更能准确反应实际的倾斜角度，旋转检测更加准确，从而使平衡车达到驾驶者预期的操控目的。

Description

一种控制系统上置型平衡车

技术领域

本实用新型涉及平衡车技术领域，尤其涉及一种控制系统上置型平衡车。

背景技术

两轮平衡车这几年发展比较迅速，其包括早期的纯机械式平衡车，以及后面发展起来的电动平衡车，其既可用于运动比赛，也可以用于休闲娱乐，深受各国人民的喜爱。电动平衡车需要控制系统对平衡车的启动、运行速度、行进方向等进行控制，而现有大部分两轮电动平衡车的控制系统全部位于平衡车壳体内，导致安装复杂，并且控制系统的中姿态传感器的位置都比较低，导致平衡车的倾斜检测不准确的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种控制系统上置型平衡车，将控制电路板设置在上壳的上表面，方便装配，提高倾斜检测精准度。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种控制系统上置型平衡车，包括车轮、控制系统和车体，所述车体包括上壳和下壳，所述上壳的上表面设有电路板安装槽，所述控制系统包括控制电路板，所述控制电路板为方形结构，所述电路板安装槽偏置于所述上壳的靠近所述车轮的一角，所述控制电路板位于所述电路板安装槽中；

所述上壳上设有覆盖件，用于覆盖在所述控制电路板上；所述覆盖件与所述上壳形成一隔离空间，所述控制电路板位于所述隔离空间中；所述控制电路板与所述车轮、所述车体中的线束电连接。

优选地，所述控制电路板的一侧设有若干插接件，对应的，所述电路板安装槽的一侧设有通槽；所述插接件朝向所述车体内部设置，且在所述通槽中露出；所述车体内设有电源组件，所述电源组件与其中一个所述插接件连接。

优选地，所述上壳的下表面中间设于电机轴安装座；所述通槽与所述电机轴安装座错位设置，位于所述电机轴安装槽远离所述电机轴安装座的一侧。

优选地，所述电路板安装槽的位置与所述电机轴安装座的位置部分重合，重合部分位于所述电机轴安装座远离所述上壳外端处的一侧；所述电机轴安装座包括若干电机轴固定孔，远离所述上壳外端处的两个所述电机轴固定孔位于所述电路板安装槽中。

优选地，所述控制电路板上设有电机插接件，所述电机插接件朝向所述上壳的内部设置；所述电路板安装槽中设有电机通孔，所述电机插接件的位置与所述电机通孔的位置对应，且所述电机插接件在所述电机通孔中露出；所述电机插接件位于所述控制电路板的中部边缘，所述电机通孔位于所述电路板安装槽远离所述车轮的一侧，与所述电机插接件对应；所述车轮中的电机线束与所述电机插接件连接。

优选地，所述控制电路板上设有MOS管散热结构；所述电机通孔附近设有MOS管散热孔，用于露出所述MOS管散热结构。

优选地，所述控制电路板上设有感应开关，所述感应开关的设置朝向与所述电路板安装槽的开口方向相同，所述覆盖件为踏板，所述踏板的下表面设有感应件，所述感应件与所述感应开关相对设置。

优选地，所述上壳的上表面设有踏板安装槽；所述踏板具有朝向所述上壳凸起的边沿，所述边沿与所述踏板安装槽的内沿紧密贴合；所述踏板与所述踏板安装槽活动连接；所述电路板安装槽位于所述踏板安装槽中，所述控制电路板位于所述踏板与所述上壳之间。

优选地，所述踏板安装槽中设有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔中设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在所述踏板的内表面，另一端与所述弹簧安装孔相抵；所述踏板的内表面设有弹簧连接柱，所述弹簧连接柱与所述弹簧安装孔的位置对应，且所述弹簧连接柱的直径小于所述弹簧的直径。

优选地，所述踏板的内表面设有密封沿，所述密封沿的形状与所述电路板安装槽的形状适配；所述密封沿的长度大于所述踏板与所述电路板安装槽之间的最大距离，所述密封沿伸入所述电路板安装槽并与所述电路板安装槽的侧壁紧密配合。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的平衡车将控制电路板设置在上壳的上表面，位于覆盖件的下方，距离人的脚部更近，陀螺仪可以检测到人脚原始的操控变化，使得车体的倾斜检测更加真实地反应人体的操控，更能准确反应实际的倾斜角度，旋转检测更加准确，从而使平衡车达到驾驶者预期的操控目的；利用覆盖件保护控制电路板，提高密封性；同时采用方形的控制电路板，且将电路板安装槽偏置在上壳上表面的一角，使电路板安装槽可避开车体内的部件，使车体内部件布局更合理。

附图说明

图1为本实用新型实施例的平衡车上壳的爆炸结构示意图。

图2为本实用新型实施例的平衡车上壳的另一角度的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型实施例中的上壳的外表面示意图。

图4为本实用新型实施例中的上壳的内表面示意图。

图5为本实用新型实施例的平衡车的爆炸结构示意图。

图中：10、上壳；11、电路板安装槽；111、通槽；112、电机通孔；113、安装柱；114、第二安装孔；12、电机轴安装座；121、电机轴固定孔；122、电机轴安装槽；123、电机轴压片；13、踏板安装槽；131、弹簧安装孔；14、活动安装孔；20、控制电路板；21、插接件；211、电机插接件；212、第一安装孔；22、MOS管散热结构；23、感应开关；30、踏板；31、边沿；32、弹簧；33、弹簧连接柱；34、感应件；35、活动连接柱；36、密封沿；40、下壳；41、电源组件；50、车轮；51、电机轴。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的，虽然描述了本实用新型的某些具体实施例，但本实用新型并不仅限于这些实施例。所描述的具体实施例仅用于解释说明。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。本公开还旨在涵盖替代品、修改和等同物。此外，在下面的描述中，为了向本领域普通技术人员提供对所公开技术的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1至附图5所示，本实用新型实施例的控制系统上置型平衡车，包括车轮10、控制系统和车体，所述车体包括上壳10和下壳40，所述上壳10的上表面设有电路板安装槽11，所述控制系统包括控制电路板20，所述控制电路板20为方形结构，所述电路板安装槽11偏置于所述上壳10的靠近所述车轮50的一角，所述控制电路板20位于所述电路板安装槽11中；

所述上壳10上设有覆盖件，用于覆盖在所述控制电路板上；所述覆盖件与所述上壳形成一隔离空间，所述控制电路板位于所述隔离空间中；所述控制电路板20与所述车轮50、所述车体中的线束电连接。

控制电路板20的主要功能可与常规技术平衡车的控制系统相同，具有姿态传感器、控制单元以及电机驱动单元，其中姿态传感器可以为陀螺仪，将控制电路板20设置在上壳的上表面，位于覆盖件的下方，距离人的脚部更近，陀螺仪可以检测到人脚原始的操控变化，使得车体的倾斜检测更加真实地反应人体的操控，更能准确反应实际的倾斜角度，旋转检测更加准确，从而使平衡车达到驾驶者预期的操控目的。

为安装控制电路板20，上壳10的上表面设有电路板安装槽11，上壳10的上表面内凹形成电路板安装槽11，控制电路板20位于电路板安装槽11，且控制电路板20的厚度不大于电路板安装槽11的深度，以保护控制电路板20。

优选地，上壳10上设有覆盖件，用于覆盖在控制电路板20上；覆盖件与上壳10形成一隔离空间，控制电路板20位于隔离空间中，隔离空间可以理解成与外部有所隔开，防止完全暴露在外部，也可以是封闭的空间，以保证控制电路板20在存放、使用过程中的密封性。覆盖件的作用在于与上壳10的上表面形成一个相对外部封闭的用于隔开外部的隔离空间，将控制电路板20放置在该隔离空间中，可保护控制电路板20，防水防尘。覆盖件可为踏板，踏板用来支撑人体，以及配合控制电路板完成载人检测；或者覆盖件可为盖板结构，盖设在电路板安装槽11上。

控制电路板具有多种结构，在一些实施例中，控制电路板为长条形，对应的，电路板安装槽的形状也为长窄型；在另一些实施例中，控制电路板为更接近正方形的结构，对应的，电路板安装槽的长宽也较为接近，尺寸较小。控制电路板上设有插接件，插接件朝向上壳的内部设置；电路板安装槽中设有通槽，插接件的位置与通槽的位置对应，且插接件在通槽中露出，不同尺寸的控制电路板，其上的插接件的位置也不同，对应的，通槽位置也不同。

本实施例中，如附图1至附图4所示，控制电路板20为长宽较为接近的方形或正方形，此时，控制电路板20的尺寸更小巧，对应的，电路板安装槽11的尺寸也更小巧，可以偏置于上壳10的一角。控制电路板20的一侧设有插接件21，对应的，电路板安装槽11的一侧设有通槽111，插接件21在通槽111中露出，插接件21的数量可以为一个或多个，视具体情况而定。控制电路板20的尺寸较小，设置的插接件21也较少，可仅设置一个通槽111，所有插接件21在同一通槽111中露出，方便加工。插接件21用于车体内的部件电连接，比如灯板、喇叭、开关机键等，还用于与电源组件41电连接，电源组件为控制电路板20和车轮的电源。

平衡车车体内还有其他部件，比如，电源组件等体积较大的部件，同时，一般情况下，上壳10的壁厚不会太厚，因此，内凹的电路板安装槽11会占一部分车体内的空间，较小尺寸的电路板安装槽11占据上壳10的一角，可以避开电源组件等部件，使车体内的布局更合理。

平衡车的车体分为左车体和右车体，方便用户踩踏，上壳分为左上壳和右上壳，左上壳和右上壳可以为一体式结构，例如带杆平衡车，通过操纵杆控制平衡车移动，其上设有一个控制电路板20，平衡车在运行时整体转动，带动上壳10上的控制电路板20转动，从而起到控制的作用；或者，左上壳和右上壳为分体式结构，其中一个上壳10上设有控制电路板20，平衡车在运行时只有一个车体转动，带动其上的控制电路板20转动，从而起到控制平衡车的作用；或者，左上壳和右上壳为分体式结构，例如扭扭车，通过操控两侧车体相对转动控制平衡车移动，两个上壳10上均设有控制电路板20，且其中一个控制电路板20为主控板，另一个控制电路板20为副板，平衡车在运行时可分别通过两个车体控制平衡车的转向、加减速等。

在一具体的实施方式中，以左车体为例，若左车体中设有电源组件41，同时，左上壳上设有电路板安装槽11，则，电源组件可靠近左车体的外端处设置，对应的，电路板安装槽11靠近左车体的内端处一角设置；或者，电源组件可靠近左车体的内端处设置，对应的，电路板安装槽11靠近左车体的外端处一角设置，如附图1至附图4所示。此处的内端处与外端处是根据左车体与车轮的位置关系描述的，两个车轮分别设置在平衡车车体的左右两侧，其中一个车轮与左车体连接，另一个车轮与右车体连接，靠近车轮的一侧为外端处，靠近右车体的一侧为内端处。

如附图5所示，车轮50内置有轮毂电机，轮毂电机通过电机轴51与车体固定连接，因此，车体内设有电机轴安装座12。电机轴安装座12可以设置在上壳10的内表面，也可以设置在下壳体的内表面。在本实施例中，电机轴安装座12设置在上壳10的内表面，这样设置的好处在于，将大部分部件均设置在上壳10上，方便装配，安装时，可先将踏板、控制电路板20等部件与上壳10固定连接，而后将上壳10翻转，内表面朝上，将车体内部的部件以及车轮的电机轴与上壳10固定连接，再盖上下壳体即可完成安装，可减少装配工位，同时在完成装配前减少翻动平衡车车体的次数。

如附图4所示，电机轴安装座12设置在上壳10的外端处，当电路板安装槽11也靠近外端处设置时，电路板安装槽11的位置与电机轴安装座12的位置部分重合。为避免破坏电机轴安装座12的结构强度，重合部分位于电机轴安装座12远离上壳10外端处的一侧。电机轴安装座12包括电机轴固定孔121和电机轴安装槽122；电机轴安装槽122与电机轴相适配，电机轴安放在电机轴安装槽122中，电机轴安装座12包括若干电机轴固定孔121，电机轴固定孔121包括两组，两组电机轴固定孔121对称设置在电机轴安装槽122两侧。电机轴安装座12和电路板安装槽11部分重合，因此，远离上壳10外端处的两个电机轴固定孔121位于电路板安装槽11中。电机轴安装座12上还设有电机轴压片123，电机轴通过电机轴压片123固定在电机轴安装槽122中；电机轴压片123通过螺丝与电机轴安装座12固定连接，保证电机轴不会脱离电机轴安装槽122。螺丝的长度不超过电机轴固定孔121的深度，因此，在安装时，螺丝的末端不会在电路板安装槽11中突出，不会与控制电路板20接触，避免损坏控制电路板20。

如附图4所示，通槽111与电机轴安装座12错位设置，位于电机轴安装座12的一侧，避免与电机轴安装座12干涉。优选地，通槽111设置在电路板安装槽11远离电机轴安装座12的一侧，避免破坏电机轴安装座12的结构强度。

除了车体内的部件需要与控制电路板20电连接，车轮中轮毂电机的线束也需要与控制电路板20连接，受控制电路板20控制，因此，控制电路板20上设有电机插接件211，电机插接件211朝向上壳10的内部设置；电路板安装槽11中设有电机通孔112，电机插接件211的位置与电机通孔112的位置对应，且电机插接件211在电机通孔112中露出。由于插接件21占据了控制电路板20侧边的位置，如附图2所示，电机插接件211位于控制电路板20的中部边缘，对应的，电机通孔112位于电路板安装槽11远离电机轴安装座12的一侧中间边缘，避免破坏电机轴安装座12的结构强度，同时避开通槽111，方便线束插接。

优选地，控制电路板20上具有驱动轮毂电机运行的电机驱动电路，电机驱动电路包括MOS管，控制电路板20上设有MOS管散热结构22；电机通孔112附近设有MOS管散热孔，用于露出MOS管散热结构22，提高散热效果。

基于上述实施例，控制电路板20与电路板安装槽11的固定方式可以为：控制电路板20的四角上设有第一安装孔212，电路板安装槽11的对应位置设有安装柱113，安装柱113上设有第二安装孔114，螺丝依次穿过第一安装孔212和第二安装孔114将控制电路板20固定在电路板安装槽11中。

常规设计中，平衡车一般包括踏板，踏板或固定设置在上壳的上表面，或位于上壳的上表面并与上壳活动连接，因此，在一些具体的实施方式中，覆盖件就是踏板，踏板可起到覆盖件的作用，具有良好的密封效果，控制电路板位于踏板下方，置于踏板与上壳之间，采用更具针对性的密封结构，密封性更好。踏板本身结构和与上壳的连接方式有多种，与上述实施例结合产生新的实施例。

在一具体的实施方式中，踏板起到优化踩踏脚感和标识踩踏位置的作用，固定设置在上壳的上表面，此时，踏板的下表面设有第一固定孔，上壳上对应设有第二固定孔，螺丝与第一固定孔和第二固定孔螺纹连接，将踏板固定在上壳的上表面，控制电路板位于踏板和上壳之间。当然，踏板还可以与上壳卡接或采用其他常规的固定方式连接。

在另一具体的实施方式中，如附图1、附图2所示，控制电路板20上设有感应开关23，感应开关23的朝向与电路板安装槽的开口方向相同，覆盖件为踏板30，踏板30的下表面设有感应件34，感应件34与感应开关23相对设置，踏板30与上壳10之间的间隙可变以控制感应件34触发感应开关23。

为安装踏板30，同时使踏板30起到覆盖件的作用，可以保护控制电路板20，踏板30具有朝向上壳10凸起的边沿31，边沿31与踏板安装槽13的内沿紧密贴合；踏板30与踏板安装槽13活动连接；电路板安装槽位于踏板安装槽13中，控制电路板20位于踏板30与上壳10之间。

感应开关23可以为红外光电开关、电磁开关，机械开关等，感应件34为薄板结构，当踏板30上站人，踏板30的下表面与上壳10的间隙变小时，感应件34插入感应开关23中，平衡车开始工作；同时，在踏板30上的力消失后，踏板30需要复位，停止触发感应开关23。

如附图1、附图2所示的具体示例中，踏板30通过弹簧32实现与上壳10之间的间隙变化，更具体地说，踏板安装槽13中设有弹簧安装孔131，弹簧安装孔131中设有弹簧32，弹簧32的一端抵接在踏板30的内表面，另一端与弹簧安装孔131相抵；当人站在踏板30上时，弹簧32被压缩，踏板30与上壳10之间的间隙变小，感应件34插入感应开关23，平衡车开始工作；当人从踏板30上下来，踏板30上的力消失，弹簧32将踏板30顶起，感应件34和感应开关23分离。

优选地，踏板30的内表面设有弹簧连接柱33，弹簧连接柱33与弹簧安装孔131的位置对应，且弹簧连接柱33的直径小于弹簧32的直径，弹簧连接柱33的设置目的在于防止弹簧32在压缩时产生不可控形变，影响载人检测的准确度。

该实施方式中，为实现踏板30与上壳10之间的间隙变化，踏板30的内表面设有活动连接柱35，踏板安装槽13中设有活动安装孔14；活动连接柱35包括连接活动部和卡头，卡头位于活动安装孔14的下方，且卡头的直径大于活动安装孔14的直径；连接活动部的直径小于活动安装孔14的直径，相对活动安装孔14上下移动。连接活动柱可以为螺丝，连接活动部为螺丝的杆部，卡头为螺丝头，踏板30的内表面设有螺丝孔，螺丝的端部与螺丝孔固定连接，方便踏板30安装。

基于上述实施例，为进一步加强踏板对控制电路板的密封，优选地，踏板30的内表面设有密封沿36，密封沿36的形状与电路板安装槽11的形状适配；密封沿36的长度大于踏板与电路板安装槽11之间的最大距离，密封沿36伸入电路板安装槽11并与电路板安装槽11的侧壁紧密配合，这样，在踏板与上壳之间间隙变化时，密封沿也不会脱离电路板安装槽，保证了电路板安装槽的密封性，从而保护其内的控制电路板。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种控制系统上置型平衡车，包括车轮、控制系统和车体，所述车体包括上壳和下壳，其特征在于，所述上壳的上表面设有电路板安装槽，所述控制系统包括控制电路板，所述控制电路板为方形结构，所述电路板安装槽偏置于所述上壳的靠近所述车轮的一角，所述控制电路板位于所述电路板安装槽中；

所述上壳上设有覆盖件，用于覆盖在所述控制电路板上；所述覆盖件与所述上壳形成一隔离空间，所述控制电路板位于所述隔离空间中；所述控制电路板与所述车轮、所述车体中的线束电连接。

2.如权利要求1所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于，所述控制电路板的一侧设有若干插接件，对应的，所述电路板安装槽的一侧设有通槽；所述插接件朝向所述车体内部设置，且在所述通槽中露出；所述车体内设有电源组件，所述电源组件与其中一个所述插接件连接。

3.如权利要求2所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于，所述上壳的下表面中间设于电机轴安装座；所述通槽与所述电机轴安装座错位设置，位于所述电机轴安装槽远离所述电机轴安装座的一侧。

4.如权利要求3所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于，所述电路板安装槽的位置与所述电机轴安装座的位置部分重合，重合部分位于所述电机轴安装座远离所述上壳外端处的一侧；所述电机轴安装座包括若干电机轴固定孔，远离所述上壳外端处的两个所述电机轴固定孔位于所述电路板安装槽中。

5.如权利要求3所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于，所述控制电路板上设有电机插接件，所述电机插接件朝向所述上壳的内部设置；所述电路板安装槽中设有电机通孔，所述电机插接件的位置与所述电机通孔的位置对应，且所述电机插接件在所述电机通孔中露出；所述电机插接件位于所述控制电路板的中部边缘，所述电机通孔位于所述电路板安装槽远离所述车轮的一侧，与所述电机插接件对应；所述车轮中的电机线束与所述电机插接件连接。

6.如权利要求5所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于，所述控制电路板上设有MOS管散热结构；所述电机通孔附近设有MOS管散热孔，用于露出所述MOS管散热结构。

7.如权利要求1所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于：所述控制电路板上设有感应开关，所述感应开关的设置朝向与所述电路板安装槽的开口方向相同，所述覆盖件为踏板，所述踏板的下表面设有感应件，所述感应件与所述感应开关相对设置。

8.如权利要求7所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于：所述上壳的上表面设有踏板安装槽；所述踏板具有朝向所述上壳凸起的边沿，所述边沿与所述踏板安装槽的内沿紧密贴合；所述踏板与所述踏板安装槽活动连接；所述电路板安装槽位于所述踏板安装槽中，所述控制电路板位于所述踏板与所述上壳之间。

9.如权利要求8所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于：所述踏板安装槽中设有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔中设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在所述踏板的内表面，另一端与所述弹簧安装孔相抵；所述踏板的内表面设有弹簧连接柱，所述弹簧连接柱与所述弹簧安装孔的位置对应，且所述弹簧连接柱的直径小于所述弹簧的直径。

10.如权利要求7至9任一项所述的控制系统上置型平衡车，其特征在于：所述踏板的内表面设有密封沿，所述密封沿的形状与所述电路板安装槽的形状适配；所述密封沿的长度大于所述踏板与所述电路板安装槽之间的最大距离，所述密封沿伸入所述电路板安装槽并与所述电路板安装槽的侧壁紧密配合。

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