TW201827105A - 具折疊功能之平台式自我平衡車 - Google Patents

Abstract

本發明實施例揭露一種具折疊功能之平台式自我平衡車，其包括中間載板、第一載板、第二載板、兩轉矩結構、至少一輪軸與兩輪體。兩轉矩結構分別用以使第一載板與第二載板分別樞接於中間載板的兩相對側，並以中間載板為一支點，使第一載板與第二載板轉動。輪軸連接中間載板，兩輪體樞接輪軸。具折疊功能之平台式自我平衡車具有第一模式與第二模式，且第一模式與第二模式決定第一載板與第二載板相對於中間載板之兩角度。

Description

具折疊功能之平台式自我平衡車

本發明是有關於一種平台式自我平衡車，且特別是一種可以在平台模式與直立模式之間進行切換的具折疊功能之平台式自我平衡車。

由於環保意識的抬頭，電動車之應用及發展漸漸受到重視，以兩輪體分設於載具本體兩側之電動車為例，此類電動車屬於短程交通載具，而其具有自動平衡之功能，使用上十分簡易輕便。此類電動車又可以稱為自我平衡車，其運作原理主要是建設在一種被稱為動態穩定的原理上，故車輛本身具有自動平衡能力。由於兩輪自我平衡車是屬於倒單擺系統，並具備非線性的特性，因此在控制領域裡的研究相當廣泛。

兩輪自我平衡車可能是一種平台式自我平衡車，不過，平台式自我平衡車由於具有平台式的載台，故在移動過程中，若遇到範圍狹窄的環境，則可能無法順利地通過範圍狹窄的環境，從而導致平台式自我平衡車在移動時的不便，例如無法順利地進入電梯。

中國CN 105879365A號專利申請案提出了一種平台式自我平衡車，其係通過騎行狀態變換機構將輪體的面向進行切換，使得平台式自我平衡車可以為一種為滑板車狀態或平衡扭扭車狀態，如此，將可以提高滑板車和平衡車愛好者的興趣，而且可以根據不用的實際路況進行兩種狀態的變化。不過，目前並沒有兩輪自我平衡車可以在站立模式與平台模式之間進行切換。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種具折疊功能之平台式自我平衡車，其中所述具折疊功能之平台式自我平衡車可以在在平台模式與直立模式之間進行切換，以因應不同實際路況的變化。

根據本發明至少一目的，提出一種具折疊功能之平台式自我平衡車，其包括中間載板、第一載板、第二載板、兩轉矩結構、至少一輪軸與兩輪體。兩轉矩結構分別用以使第一載板與第二載板分別樞接於中間載板的兩相對側，並以中間載板為一支點，使第一載板與第二載板轉動。輪軸連接中間載板，兩輪體樞接輪軸。具折疊功能之平台式自我平衡車具有第一模式與第二模式，且第一模式與第二模式決定第一載板與第二載板相對於中間載板之兩角度。

承上所述，依本發明提供之具折疊功能之平台式自我平衡車，其可具有一或多個下述優點：

（1）因應路況，自動地切換模式，以順利通過擁擠的路況。

（2）依據擷取的影像，跟隨使用者，並且在使用者將跌倒時，自動地切換模式與移動至使用者身旁，以支撐使用者，或讓使用者坐在（或躺在）具折疊功能之平台式自我平衡車上，避免使用者跌倒受傷。

為利　貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

需注意的是，雖然「第一」、「第二」、「第三」等用語在文中用來描述各種元件，但這些被描述的元件不應被此類用語所限制。此類用語僅用於從一個元件區分另一個元件。因此，以下所討論之「第一」元件皆能被寫作「第二」元件，而不偏離本發明之教示。

本發明實施例提供一種具折疊功能之平台式自我平衡車，其可以在平台模式與直立模式下進行切換。當判斷路況擁擠，而無法以平台模式通過以到達目的地時，具折疊功能之平台式自我平衡車會自平台模式切換到直立模式，通過擁擠的路況。平台模式是指具折疊功能之平台式自我平衡車的左載板與右載板攤開而與中間載板平行之模式，而直立模式是指是指具折疊功能之平台式自我平衡車的左載板與右載板收起而與中間載板垂直之模式。於直立模式下，具折疊功能之平台式自我平衡車於水平空間所佔的空間較少，故較能通過擁擠的路況。舉例來說，當要進入電梯時，具折疊功能之平台式自我平衡車可以從平台模式切換到站立模式，以順利地進入電梯中。

請參照本案第1A圖，第1A圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於平台模式的俯視圖。具折疊功能之平台式自我平衡車1包括多個電子電路元件以組態成多個功能方塊（如本案第2圖所示）、中間載板10a、右載板10b、左載板10c、輪體17a、輪軸17b與轉矩結構12a、12b。

中間載板10a透過轉矩結構12a樞接右載板10b，以及透過轉矩結構12b樞接右載板10c。於具折疊功能之平台式自我平衡車1中，至少一控制信號被傳送給轉矩結構12a與12b，並以中間載板10a為支點，根據控制信號轉動右載板10b與左載板10c，從而在平台模式（如本案第1B圖）與直立模式（如本案第1C圖）之間切換，其中轉矩結構12a與12b共用一個馬達以同時轉動右載板10b與左載板10c，或者轉矩結構12a與12b各具有一個馬達以分別轉動右載板10b與左載板10c。

輪體17a樞接於輪軸17b，輪軸17b連接於中間載板10a，如此，當輪軸17b被轉動時，輪體17a也會跟者轉動，以使得具折疊功能之平台式自我平衡車1得以移動。再者，輪軸17b的數量可以兩個，並分別樞接兩個輪體17a，以透過控制兩個輪體17a的速度不一致，來使得具折疊功能之平台式自我平衡車1得以往左或右轉彎。在另一個實施例中，輪軸17b的數量是一個，其兩端分別樞接兩個輪體17a，且可以被具折疊功能之平台式自我平衡車1控制而改變其與中間載板10a於水平面上夾角，以使得具折疊功能之平台式自我平衡車1得以往左或右轉彎。

另外，多個電子電路元件組態成之多個功能方塊包括第一影像擷取裝置15a。第一影像擷取裝置15a設置於右載板的前側面，以在平板模式時，擷取前方路況的影像。另外，在本發明實施例中，具折疊功能之平台式自我平衡車1還可以切換為座椅模式（如本案第1D圖，於此實施例中，轉矩結構12a與12b須分別由兩個馬達控制），而且多個電子電路元件組態成之多個功能方塊還包括第三影像擷取裝置15c設置於左載板15c的上表面，以在座椅模式時，擷取前方路況的影像。第三影像擷取裝置15c的位置會經過適當設計，以在座椅模式時，乘坐者不會遮蔽到第三影像擷取裝置15c，例如設置在左載板15c的上表面之左下角處。

接著，請參照本案第1B圖，第1B圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於平台模式的側視圖。在路況不擁擠的情況下，若需要進行物品的運送或載送平躺或站立的使用者時，則具折疊功能之平台式自我平衡車1可以操作於平台模式，其中於平台模式下，右載板10b、左載板10c與中間載板10a實質上平行。另外，於此實施例中，可以看到多個電子電路元件組態成之多個功能方塊更包括第二影像擷取裝置15b，設置於右載板10b的下表面，以在直立模式時，擷取前方路況的影像。另外，於此實施例中，輪軸17b是透過升降結構19a與中間載板10a連接，升降結構19a可以被控制而使得與輪軸17b上升或下降，以帶動輪體17a上升或下降，從而調整右載板10b、左載板10c與中間載板10a與地面的高度。甚至，升降結構19a可以被控制而使右載板10b、左載板10c與中間載板10a一起相對於升降結構19a轉動，而使具折疊功能之平台式自我平衡車1與地面之間具有一個傾斜角度。

在此值得一提的是，在不同模式下，分別透過對第一至第三影像擷取裝置15a～15c所擷取的影像進行處理分析，具折疊功能之平台式自我平衡車1更可以具有追跡模式，以追蹤跟隨使用者。具折疊功能之平台式自我平衡車1甚至可以在使用者將跌倒時，自動且迅速地移動至使用者旁邊，以支撐使用者，從而防止使用者跌倒受傷。在其中一個實施例中，具折疊功能之平台式自我平衡車1更可以依據實際情況發出警示信號與自動地指示遙控裝置進行緊急通報（例如，撥打119（台灣）或911（美國））。另外，在使用者將跌倒時，具折疊功能之平台式自我平衡車1在自動且迅速地移動至使用者旁邊後，透過升降結構19a的作用，具折疊功能之平台式自我平衡車1會與地面有傾斜角度，且右載板10b的下表面的邊緣觸碰到地面，而能夠使具折疊功能之平台式自我平衡車1更穩固地支撐使用者。

接著，請參照本案第1C圖，第1C圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於直立模式的側視圖。在無需運送使用者或物品時，且路況可能是較為擁擠的情況，具折疊功能之平台式自我平衡車1可以切換到直立模式，其中直立模式是指具折疊功能之平台式自我平衡車1之右載板10b與左載板10c透過轉矩結構12a與12b被轉動而與中間載板10a垂直的模式。另外，具折疊功能之平台式自我平衡車1在判斷使用者將跌倒時，可以自動地切換到直立模式，並移動到使用者旁邊，以讓使用者可以支撐於右載板10b或左載板10c，而不至於跌倒受傷。

接著，請參照本案第1D圖，第1D圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於座椅模式的側視圖。在運送使用者的過程中，若使用者不適合站立，則具折疊功能之平台式自我平衡車1可以切換到座椅模式，其中座椅模式是指具折疊功能之平台式自我平衡車1之左載板10c透過轉矩結構12b被轉動而與中間載板10a具有一第一特定角度且具折疊功能之平台式自我平衡車1之右載板10b透過轉矩結構12a被轉動而與中間載板10a具有一第二特定角度的模式。上述第一特定角度可以是45度到90度之間（包括45度與90度），上述第二特定角度可以是15度到75度之間（包括15度與75度），且可以由使用者設定或由具折疊功能之平台式自我平衡車1根據情況自訂設定。另外，具折疊功能之平台式自我平衡車1在判斷使用者將跌倒時，可以自動地切換到座椅模式，並移動到使用者旁邊，以讓使用者坐在具折疊功能之平台式自我平衡車1上，而不至於跌倒受傷。當然，在其他實施例中，具折疊功能之平台式自我平衡車1在判斷使用者將跌倒時，亦可以切換到平台模式，並移動到使用者旁邊，以讓使用者可躺在具折疊功能之平台式自我平衡車1上。

在此請注意，雖然，上述多個模式是由具折疊功能之平台式自我平衡車1自動地進行切換，但是本發明並不限制於此。上述多個模式亦可以是由使用者手動地進行切換，例如透過操作遙控裝置或控制介面裝置來切換模式，或者直接用手轉動右載板10a與左載板10c來切換模式。另外，具折疊功能之平台式自我平衡車1可以不是在模式變換完畢後才能自我平衡並移動，其亦可以邊移動邊進行模式的切換，且能保持平衡。

接著，請參照本案第2圖，第2圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車的方塊圖。於此實施例中，具折疊功能之平台式自我平衡車1包括多個電子電路元件以組態成多個功能方塊，而且所述多個功能方塊包括自動平衡控制裝置 11、模式切換裝置 12、控制介面裝置 13、通訊裝置 14、第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b、第三影像擷取裝置 15c、影像處理裝置 16、移動裝置 17、警示裝置 18與升降裝置 19。

自動平衡控制裝置 11電性連接模式切換裝置 12、移動裝置 17與升降裝置 19。自動平衡控制裝置 11接收模式切換裝置12傳送的模式信號，模式信號指示具折疊功能之平台式自我平衡車1係操作於平台模式、座椅模式或直立模式的其中一者，以及接收升降裝置 19傳送之高度信號與傾斜信號，然後，根據模式信號、高度信號與傾斜信號計算出平衡資料給移動裝置17。

模式切換裝置 12電性連接控制介面裝置 13，以接收控制介面裝置13傳送的模式切換信號，並根據模式切換信號控制轉矩結構，以使得具折疊功能之平台式自我平衡車1係操作於平台模式、座椅模式或直立模式的其中一者。模式切換裝置 12還會根據具折疊功能之平台式自我平衡車1目前操作的模式產生模式信號給自動平衡控制裝置 11。模式切換裝置 12還電性連接第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b與第三影像擷取裝置 15c，並且根據具折疊功能之平台式自我平衡車1目前操作的模式致能第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b、第三影像擷取裝置 15c的其中一者。第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b、第三影像擷取裝置 15c電性連接影像處理裝置 16，並且在其被致能時，將其擷取的影像傳送給影像處理裝置 16。

控制介面裝置 13電性連接通訊裝置 14、移動裝置17與升降裝置 19。控制介面裝置13可以被使用者直接操作，而產生模式切換信號、移動信號、升降信號與/或平衡車角度調整信號。控制介面裝置13可以將模式切換信號與移動信號分別傳送給模式切換裝置 12與移動裝置17，以及將升降信號與平衡車角度調整信號傳送給升降裝置 19。通訊裝置14可以與遙控裝置2進行無線通訊，例如透過WiFi、Zigbee或藍芽等協定。通訊裝置14能接收來自於遙控裝置2的操作信號，並將操作信號送傳給控制介面裝置13，以產生模式切換信號、移動信號、升降信號與/或平衡車角度調整信號。遙控裝置2被提供給使用者進行操作，以讓使用者手動切換具折疊功能之平台式自我平衡車1的模式、移動以及與地面之高度，遙控裝置2亦可以由一般的手持裝置來實現，例如智慧型手機。升降裝置 19可以根據升降信號調整升降結構，並且計算出具折疊功能之平台式自我平衡車1與地面之間的高度，從而產生高度信號。升降裝置 19還可以根據平衡車角度調整信號具折疊功能之平台式自我平衡車1與地面之間的傾斜角度，並產生代表傾斜角度的傾斜信號。

影像處理裝置16電性連接第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b、第三影像擷取裝置 15c、通訊裝置14、控制介面裝置 13與警示裝置18。影像處理裝置16根據第一影像擷取裝置 15a、第二影像擷取裝置 15b、第三影像擷取裝置 15c的其中一者傳送的影像進行處理分析，而可以有自動追跡（追隨使用者）、判斷使用者是否將跌倒與判斷路況的功能。影像處理裝置16透過對影像的處理分析，產生自動移動信號與/或自動切換信號給移動裝置17及控制介面裝置 13。移動裝置17可以依據移動信號或自動移動信號並基於平衡資料控制輪軸17a，以使得具折疊功能之平台式自我平衡車1依據移動信號或自動移動信號移動，並保持平衡。控制介面裝置 13還可以根據自動切換信號產生模式切換信號，以讓具折疊功能之平台式自我平衡車1可以依據路況或根據使用者是否將跌倒的判斷來自動切換其模式。再者，若影像處理裝置16透過對影像的處理分析，判斷使用者已經跌倒，而來不及移動至使用者旁邊以支撐使用者時，影像處理裝置16還可以產生通報信號給警示裝置18與通訊裝置14。通訊裝置14可以將通報信號傳送給遙控裝置2，以讓遙控裝置2通知進行緊急通報。警示裝置18則是依據通報信號產生警示信號，諸如警示聲、警示光等，以吸引使用者旁邊的人來救助使用者。

請再參照第1A～1D圖，在本發明實施例中，具折疊功能之平台式自我平衡車1更可以具有黏性料覆蓋於中間載板10a、右載板10b與左載板10c上。另外，使用者可以穿著能夠對黏性料產生黏力的衣服，如此，使用者可以穩定地支撐於、躺在或坐在具折疊功能之平台式自我平衡車1。舉例來說，在醫院中，使用者穿著的制服可以具有鉤狀結構魔鬼沾，而中間載板10a、右載板10b與左載板10c具有環狀結構魔鬼沾於其上。另外，在其他實施例中具折疊功能之平台式自我平衡車1的中間載板10a、右載板10b與左載板10c的至少其中一者更可以具有手動或自動的扣環（未繪示在圖式中），以使用者可以穩定地支撐於、躺在或坐在具折疊功能之平台式自我平衡車1。

另外，在醫院的情境中，具折疊功能之平台式自我平衡車1可以方便地使用者將一處的病床上移到另一處的病床上。首先，操作於直立模式的具折疊功能之平台式自我平衡車1會被控制，而與地面具有傾斜角度，以讓使用者可以自病床上容易地移至與斜躺在具折疊功能之平台式自我平衡車1上。接著具折疊功能之平台式自我平衡車1會切換到座椅模式或平台模式，並且接著移動到另一處的病床附近。然後，操作於座椅模式或平台模式的具折疊功能之平台式自我平衡車1切換為直立模式，且與地面有傾斜角度，以使斜躺的使用者方便地移至與躺在另一病床上。

綜合以上所述，本發明實施例的具折疊功能之平台式自我平衡車可以自動或手動切換至平台模式、座椅模式或直立模式，以因應不同的路況與需求。另外，具折疊功能之平台式自我平衡車可以具有自動追跡與判斷使用者是否將跌倒的功能，以快速地切換至相應的模式並移動至使用者身旁來支撐使用者（或讓使用者躺或坐在具折疊功能之平台式自我平衡車上），以避免使用者跌倒受傷。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包括於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧具折疊功能之平台式自我平衡車

10a‧‧‧中間載板

10b‧‧‧右載板

10c‧‧‧左載板

11‧‧‧自動平衡控制裝置

12‧‧‧模式切換裝置

12a、12b‧‧‧轉矩結構

13‧‧‧控制介面裝置

14‧‧‧通訊裝置

15a‧‧‧第一影像擷取裝置

15b‧‧‧第二影像擷取裝置

15c‧‧‧第三影像擷取裝置

16‧‧‧影像處理裝置

17‧‧‧移動裝置

17a‧‧‧輪軸

17b‧‧‧輪體

18‧‧‧警示裝置

19‧‧‧升降裝置

19a‧‧‧升降結構

2‧‧‧遙控裝置

第1A圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於平台模式的俯視圖。

第1B圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於平台模式的側視圖。

第1C圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於直立模式的側視圖。

第1D圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車於座椅模式的側視圖。

第2圖係為本發明實施例之具折疊功能之平台式自我平衡車的方塊圖。

Claims (10)

1. 一種具折疊功能之平台式自我平衡車，包括： 一中間載板、一第一載板與一第二載板； 兩轉矩結構，分別用以使該第一載板與該第二載板分別樞接於該中間載板的兩相對側，並以該中間載板為一支點，使該第一載板與該第二載板轉動； 至少一輪軸，連接該中間載板；以及 兩輪體，樞接該輪軸； 其中該具折疊功能之平台式自我平衡車具有一第一模式與一第二模式，且該第一模式與該第二模式決定該第一載板與該第二載板相對於該中間載板之兩角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該第一模式為一平台模式，且該第一載板與該第二載板平行於該中間載板；以及該第二模式為一直立模式，且該第一載板與該第二載板垂直於該中間載板。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該具折疊功能之平台式自我平衡車更具有一第三模式，其中該第三模式為一座椅模式，該第一載板與該中間載板具有一第一特定角度，而該第二載板與該中間載板具有一第二特定角度，且該第三模式不等同於該第一模式與第二模式。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該第一特定角度為45度至90度，且該第二特定角度為15度至75度。
5. 如申請專利範圍第2或3項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，更包括： 一第一影像擷取裝置，設置在該第一載板的一前側面； 一第二影像擷取裝置，設置在該第一載板的一下表面；以及 一影像處理裝置，電性連接該第一影像擷取裝置與該第二影像擷取裝置； 其中於該第一模式時，該第一影像擷取裝置被致能，以及於該第二模式時，該第二影像擷取裝置被致能，該影像處理裝置用以接收該第一或第二影像擷取裝置所擷取的一影像，並且對該影像進行處理分析。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該影像經過處理分析後，該影像處理裝置判斷一使用者是否將跌倒，並且產生一自動移動信號與一自動切換信號，以使該具折疊功能之平台式自我平衡車切換至該第二模式，並且移動至該使用者的身旁，以支撐該使用者。
7. 如申請專利範圍第5項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，更包括： 一第三影像擷取裝置，設置在該第二載板的一上表面； 其中於該第三模式時，該第三影像擷取裝置被致能； 其中當該影像經過處理分析後，該影像處理裝置判斷一使用者是否將跌倒，並且產生一自動移動信號與一自動切換信號，以使該具折疊功能之平台式自我平衡車切換至該第一、該第二或第三模式，並且移動至該使用者的身旁，以支撐該使用者。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該第一轉矩結構與該第二轉矩結構共用一馬達，而由該馬達控制，以同時轉動該第一載板與該第二載板。
9. 如申請專利範圍第3項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，其中該第一轉矩結構與該第二轉矩結構分別由兩馬達控制，以分別轉動該第一載板與該第二載板。
10. 如申請專利範圍第5項所述之具折疊功能之平台式自我平衡車，更包括： 一升降結構，該輪軸透過該升降結構連接該中間載板，該升降結構用以調整該具折疊功能之平台式自我平衡車與一地面之一高度與/或一傾斜角度。