CN216916158U - 一种锂电平衡车的自平衡机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电平衡车的自平衡机构，自平衡机构包括复位装置和限位装置，复位装置安装于平衡车体内腔中，且以车体内腔底板作为机架，平衡车踏板支撑于复位装置之上，且平衡车踏板铆接在平衡板上表面，一套复位装置配合有两组限位装置，且两组限位装置对称布置在平衡板前后侧的下表面。同时自平衡机构的机械构造不需要锂电池或其他装置提供自平衡控制系统的运行能量，使得锂电池提供的电能可以专一的驱动平衡车运动，较市场上现有的锂电平衡车有更高的续航能力，自平衡机构在人体平衡姿态的调整过程可以实现各种状态自如转换，连续性较中央微处理器控制电路更加顺畅，不会出现骑行人员因各种非平衡姿态导致的惯性较大，而摔倒的情况。

Description

一种锂电平衡车的自平衡机构

技术领域

本实用新型涉及锂电平衡车领域，具体为一种锂电平衡车的自平衡机构。

背景技术

当前市场上的锂电平衡车多采用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来实现车身在启动、前进、倒退、停止状态下的动态稳定，而且锂电平衡车多以小巧灵活著称，故只能携带体积比较小的锂电池，锂电池的电量除了要为平衡车提供驱动力，还需要分出一部分电量来维持车体内部的陀螺仪和加速度传感器向伺服控制系统随时发出指令，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡，限制了锂电平衡车的续航能力，此外也增加了平衡车总体的质量，而且陀螺仪和加速度传感器属于精密元器件，造价昂贵，增加了锂电平衡车的制造成本。加之陀螺仪和加速度传感器实现的动态稳定属于重心调整方式，其调整能力有限，同时其中央微处理器控制的电路容易受到外界雨水、尘土的干扰，发出错误的指令，致使骑行人员在使用过程中出现事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂电平衡车的自平衡机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种锂电平衡车的自平衡机构，包括复位装置和限位装置，复位装置包括底座、定位柱、弹簧座、复位弹簧、 滚动轮、滚动轴、复位轮腿、复位轮、支撑轴和平衡板，所述底座上表面焊接有定位筒，所述定位筒内部嵌入定位柱，定位柱焊接在弹簧座底部，在所述弹簧座与底座之间通过复位弹簧连接，并且复位弹簧套在定位筒上，所述弹簧座上表面焊接有铰接耳，在铰接耳侧面上钻有铰接孔，所述滚动轮与滚动轴采用过盈配合连接，通过滚动轴铰接在铰接孔中，同时压紧在一对复位轮腿之间铣削的弧形槽内，一对所述复位轮腿相互成角度焊接在复位轮外周，所述复位轮穿插在支撑轴上，并且与支撑轴间隙配合，所述支撑轴两端支撑在平衡车体内腔左右侧面上钻有的支撑座孔内，并采用过盈配合，在所述复位轮外周焊接有平衡板。

优选的，一对所述复位轮腿设置为相对成角度布置。

优选的，所述限位装置包括轨道筒、限位弹簧，所述轨道筒焊接在车体内腔底板上，并且在轨道筒内部嵌有限位弹簧，在所述限位弹簧上支撑有球铰支座，所述球铰支座上端面焊接有球铰盖体，所述球铰盖体内部安装有旋转球，所述旋转球与平衡板摩擦滚动接触。

优选的，复位装置安装于平衡车体内腔中，且以车体内腔底板作为机架，平衡车踏板支撑于复位装置之上，且平衡车踏板铆接在平衡板上表面；复位装置在左右踏板下面各布置两套，均与平衡车前后中轴线重合。

优选的，同一踏板下面布置的两套复位装置之间，设置有两根联动杆，分别焊接在相邻两平衡板相对侧面上。

优选的，一套复位装置配合有两组限位装置，且两组限位装置对称布置在平衡板前后侧的下表面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用传统的机械结构替代了当前市场上的中央微处理器控制电路，用简单造价低的机械零件替代了造价昂贵的陀螺仪和加速度传感器，简化了锂电平衡车的整体构造，降低了锂电平衡车的生产制造成本。而且由于自平衡机构的机械构造简单，故其可靠性较电路控制系统有了很大的提高，抗干扰能力有了大幅度提升，有力地保证了锂电平衡的骑行人员的安全。同时自平衡机构的机械构造可以实现自身感应人体的站立姿态，不需要锂电池或其他装置提供自平衡控制系统的运行能量，使得锂电池提供的电能可以专一的驱动平衡车运动，较市场上现有的锂电平衡车有更高的续航能力。本实用新型采用的自平衡机构在人体平衡姿态的调整过程可以实现各种状态自如转换，连续性较中央微处理器控制电路更加顺畅，不会出现骑行人员因各种非平衡姿态导致的惯性较大，而摔倒的情况。

附图说明

图1为本实用新型自平衡机构的主要结构示意图；

图2为本实用新型自平衡机构的放大结构示意图；

图3为本实用新型的外观示意图；

图中：1、底座，2、定位筒，3、定位柱，4、弹簧座，5、复位弹簧，6、铰接耳，7、铰接孔，8、滚动轮，9、滚动轴，10、复位轮腿，11、弧形槽，12、复位轮，13、支撑轴，14、支撑座孔，15、平衡板，16、轨道筒，17、限位弹簧，18、球铰支座，19、铰盖体，20、旋转球，21、联动杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种锂电平衡车的自平衡机构，包括复位装置和限位装置，复位装置包括底座1、定位柱3、弹簧座4、复位弹簧5、 滚动轮8、滚动轴9、复位轮腿10、复位轮12、支撑轴13和平衡板15，底座1上表面焊接有定位筒2，定位筒2内部嵌入定位柱3，保证定位柱3只能在定位筒2内上下滑动，避免脱轨，定位柱3焊接在弹簧座4底部，在弹簧座4与底座1之间通过复位弹簧5连接，实现弹簧座4与底座1之间的相对往复运动，并且复位弹簧5套在定位筒2上，加强弹簧5的平直度，避免弹簧5发生弯曲，弹簧座4上表面焊接有铰接耳6，在铰接耳6侧面上钻有铰接孔7，滚动轮8与滚动轴9采用过盈配合连接，保证滚动轮8在转动时有受力支撑点，通过滚动轴9铰接在铰接孔7中，同时压紧在一对复位轮腿10之间铣削的弧形槽11内，一对复位轮腿10焊接在复位轮12外周，复位轮12穿插在支撑轴13上，并且与支撑轴13间隙配合，实现多个复位装置采用同轴支撑的基础上，确保相邻布置的复位装置各自的动作不会发生相互干扰，支撑轴13两端支撑在平衡车体内腔左右侧面上钻有的支撑座孔14内，并采用过盈配合，在复位轮12外周焊接有平衡板15。一对所述复位轮腿10设置为相对成角度布置。限位装置包括轨道筒16、限位弹簧17，轨道筒16焊接在车体内腔底板上，并且在轨道筒16内部嵌有限位弹簧17，在限位弹簧17上支撑有球铰支座18，球铰支座18上端面焊接有球铰盖体19，球铰盖体19内部安装有旋转球20，旋转球20与平衡板15摩擦滚动接触，实现旋转球21与平衡板15之间做出滑动与滚动的复合相对运动。复位装置安装于平衡车体内腔中，且以车体内腔底板作为机架，平衡车踏板支撑于复位装置之上，且平衡车踏板铆接在平衡板15上表面；复位装置在左右踏板下面各布置两套，均与平衡车前后中轴线重合，提高的自平衡调节的范围。同一踏板下面布置的两套复位装置之间，设置有两根联动杆21，分别焊接在相邻两平衡板15相对侧面上，有力地保证了平衡板15的整体稳定性。一套复位装置配合有两组限位装置，且两组限位装置对称布置在平衡板15前后侧的下表面，防止人在踏板上站立时出现前仰或后仰的状态。

本实用新型的工作原理为：当锂电平衡车驾驶人员的左右脚分别踩在左右踏板上时，会有平衡状态和非平衡状态两种，且在这两种状态之间不断动态转换。平衡状态时，骑行人员的重心与复位轮12的静止状态的中轴线相重合，同时平衡板15前后端面上受力平衡，骑行人员传递给复位轮12的重力仅仅通过弧形槽11传递给滚动轮8，此时的重力作用线由于仅仅穿过滚动轮8的中心，故滚动轮8并没有受到转动的驱动力，所以会继续将人体的重力通过滚动轴9垂直传递给弹簧座4，由于重力的垂直传递，弹簧座4并不会发生倾斜，会保持水平状态向下压缩复位弹簧5，加之定位柱3在定位筒2的滑动垂直滑动，骑行人员会相对于锂电平衡车的车体做垂直的上下往复相对运动。当骑行人员的站立姿态发生倾斜时，通常情况下是一种前仰或后仰的倾斜状态，就会由平衡状态转换为非平衡状态，在限位装置内部限位弹簧17的支撑下，骑行人员的站立姿态并不会发生过度的前仰或后仰，控制其前仰或后仰的幅度在复位装置的可调节范围内。此时驾驶人员的倾斜姿态会作为动力驱动复位轮腿10压紧在滚动轮8外周，这部分压紧力相对于滚动轮8呈偏心角度施加，会驱动铰接在滚动轴9上的滚动轮8转动相对角度，以适应当前支撑的骑行人员站立姿态，当滚动轮8转动相对角度后向下压缩复位弹簧5，当将复位弹簧5压缩到某一极限状态后，复位弹簧5在自身复位特性的作用下会发生反弹，驱动支撑在复位弹簧5上的弹簧座4向上运动，弹簧座4联动滚动轮8一起做向上的运动，此时与滚动轮8上表面接触的变换为复位轮腿10，故会推动复位轮腿10做相对于支撑轴13的转动，同时滚动轮8也会因为摩擦力的作用发生相对转动，将与滚动轮8上表面的接触构件复位到平衡状态的弧形槽11，将驾驶人员在锂电平衡车上站立姿态的非平衡状态转换为平衡状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：自平衡机构包括复位装置和限位装置，复位装置包括底座（1）、定位柱（3）、弹簧座（4）、复位弹簧（5）、滚动轮（8）、滚动轴（9）、复位轮腿（10）、复位轮（12）、支撑轴（13）和平衡板（15），所述底座（1）上表面焊接有定位筒（2），所述定位筒（2）内部嵌入定位柱（3），定位柱（3）焊接在弹簧座（4）底部，在所述弹簧座（4）与底座（1）之间通过复位弹簧（5）连接，并且复位弹簧（5）套在定位筒（2）上，所述弹簧座（4）上表面焊接有铰接耳（6），在铰接耳（6）侧面上钻有铰接孔（7），所述滚动轮（8）与滚动轴（9）采用过盈配合连接，通过滚动轴（9）铰接在铰接孔（7）中，同时压紧在一对复位轮腿（10）之间铣削的弧形槽（11）内，一对所述复位轮腿（10）焊接在复位轮（12）外周，所述复位轮（12）穿插在支撑轴（13）上，并且与支撑轴（13）间隙配合，所述支撑轴（13）两端支撑在平衡车体内腔左右侧面上钻有的支撑座孔（14）内，并采用过盈配合，在所述复位轮（12）外周焊接有平衡板（15）。

2.根据权利要求1所述的一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：一对所述复位轮腿（10）设置为相对成角度布置。

3.根据权利要求1所述的一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：所述限位装置包括轨道筒（16）、限位弹簧（17），所述轨道筒（16）焊接在车体内腔底板上，并且在轨道筒（16）内部嵌有限位弹簧（17），在所述限位弹簧（17）上支撑有球铰支座（18），所述球铰支座（18）上端面焊接有球铰盖体（19），所述球铰盖体（19）内部安装有旋转球（20），所述旋转球（20）与平衡板（15）摩擦滚动接触。

4.根据权利要求1所述的一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：复位装置安装于平衡车体内腔中，且以车体内腔底板作为机架，平衡车踏板支撑于复位装置之上，且平衡车踏板铆接在平衡板（15）上表面；复位装置在左右踏板下面各布置两套，均与平衡车前后中轴线重合。

5.根据权利要求3所述的一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：同一踏板下面布置的两套复位装置之间，设置有两根联动杆（21），分别焊接在相邻两平衡板（15）相对侧面上。

6.根据权利要求1所述的一种锂电平衡车的自平衡机构，其特征在于：一套复位装置配合有两组限位装置，且两组限位装置对称布置在平衡板（15）前后侧的下表面。

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