電動平衡車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動平衡車。
【背景技術(shù)】
[0002]兩輪代步車是建立在一種被稱為“動態(tài)穩(wěn)定”的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力。以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態(tài)，透過精密且高速的中央微處理器計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶詈螅?qū)動馬達(dá)來做到平衡的效果。
[0003]假設(shè)我們以站在車上的駕駛?cè)伺c車輛的總體重心縱軸作為參考線。當(dāng)這條軸往前傾斜時(shí)，車身內(nèi)的內(nèi)置電動馬達(dá)會產(chǎn)生往前的力量，一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩，一方面產(chǎn)生讓車輛前進(jìn)的加速度，相反的，當(dāng)陀螺儀發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说闹匦耐髢A時(shí)，也會產(chǎn)生向后的力量達(dá)到平衡效果。因此，駕駛?cè)酥灰淖冏约荷眢w的角度往前或往后傾，就會根據(jù)傾斜的方向前進(jìn)或后退，而速度則與駕駛?cè)松眢w傾斜的程度呈正比。原則上，只要有正確打開電源且能保持足夠運(yùn)作的電力，車上的人就不用擔(dān)心有傾倒跌落的可能，這與一般需要靠駕駛?cè)俗约哼M(jìn)行平衡的滑板車等交通工具大大不同。
[0004]但是，現(xiàn)有的兩輪代步車改變行進(jìn)方向主要是通過扭轉(zhuǎn)把手來實(shí)現(xiàn)的。可以看出，在兩輪代步車上設(shè)置把手導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本增加。
[0005]為此，人們設(shè)計(jì)出了不帶把手的兩輪代步車，這種代步車主要由兩個(gè)能相對活動的支架組成，每個(gè)支架上連接著對應(yīng)的一個(gè)車輪。雖然，這種代步車省略了把手，但是，由于支架尺寸較小，使用這種代步車時(shí)平衡性不容易掌握。
[0006]中國專利其公開號CN203958471U提供了“一種分體轉(zhuǎn)動式自平衡兩輪車”，它包括車體主架，車體主架兩側(cè)設(shè)有輪子，車體主架內(nèi)設(shè)有電機(jī)及可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的陀螺儀，所述的車體主架包括兩個(gè)相互分離的分體車架，兩個(gè)分體車架中間設(shè)有一根連軸，兩個(gè)分體車架以連軸為轉(zhuǎn)動中心獨(dú)自轉(zhuǎn)動，每個(gè)分體車架內(nèi)單獨(dú)設(shè)有陀螺儀和電機(jī)，分體車架包括一個(gè)上蓋踏板與下殼體，陀螺儀固定在上蓋踏板底部，陀螺儀連接電路板，電路板連接電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動輪子。
[0007]上述專利中的兩輪車能實(shí)現(xiàn)用腳進(jìn)行加速減速、轉(zhuǎn)彎功能，并且結(jié)構(gòu)簡單。但是，它主要由兩個(gè)能相對活動的支架組成，使用過程中其平衡性不容易控制。而且，由于其占用空間，攜帶也不甚方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)而提出的一種電動平衡車。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供一種電動平衡車，包括車身、多個(gè)車輪、四個(gè)位移傳感器、四個(gè)彈性元件和控制機(jī)構(gòu);所述車身包括呈平板狀的腳踏板及設(shè)于所述腳踏板下部的支撐骨架，所述四個(gè)彈性元件的兩端分別與所述腳踏板及所述支撐骨架連接并呈矩形排布，所述四個(gè)位移傳感器與所述四個(gè)彈性元件一一對應(yīng)并用于感應(yīng)四個(gè)彈性元件的形變量，所述四個(gè)位移傳感器與所述四個(gè)彈性元件構(gòu)成一個(gè)四象限位移感應(yīng)系統(tǒng)，并用于感應(yīng)腳踏板上的使用者的重心位置信息;所述多個(gè)車輪與所述支撐骨架連接，所述多個(gè)車輪呈三角排布或多邊形排布，并且所述多個(gè)車輪的底面位于同一平面內(nèi)，所述多個(gè)車輪的底面所在的平面與所述腳踏板平行;所述控制機(jī)構(gòu)與所述位移傳感器連接，所述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)所述四個(gè)位移傳感器感應(yīng)到的使用者的重心位置信息控制所述多個(gè)車輪運(yùn)動。
[0010]進(jìn)一步地，所述多個(gè)車輪包括對稱地設(shè)于車身前端或后端的兩個(gè)驅(qū)動輪，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制器及與所述控制器連接的驅(qū)動電機(jī)，所述控制機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)及與所述驅(qū)動電機(jī)連接并用于控制所述驅(qū)動電機(jī)輸出的驅(qū)動力的控制器，所述位移傳感器與所述控制器連接，所述驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動所述兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，所述控制器根據(jù)所述位移傳感器感應(yīng)到的使用者的重心位置信息判斷出所述使用者的重心位置，所述驅(qū)動電機(jī)根據(jù)所述使用者的重心位置輸出相應(yīng)的驅(qū)動力至所述兩個(gè)驅(qū)動輪以驅(qū)動所述兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。
[0011]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)驅(qū)動電機(jī)分別驅(qū)動兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，所述控制器在判斷出所述使用者的重心位置后，所述控制器控制兩個(gè)所述驅(qū)動電機(jī)輸出相應(yīng)的驅(qū)動力至所述兩個(gè)驅(qū)動輪以驅(qū)動所述兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。
[0012]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量為一個(gè)，所述控制機(jī)構(gòu)還包括差速器，所述驅(qū)動電機(jī)通過所述差速器與所述兩個(gè)驅(qū)動輪連接，所述差速器根據(jù)所述使用者的重心位置將所述驅(qū)動電機(jī)輸出驅(qū)動力分配至所述兩個(gè)驅(qū)動輪以驅(qū)動所述兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。
[0013]進(jìn)一步地，所述多個(gè)車輪的數(shù)量為四個(gè)，所述多個(gè)車輪包括兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪，所述兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪與所述兩個(gè)驅(qū)動輪呈矩形排布，并且所述兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪與所述兩個(gè)驅(qū)動輪相對設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步地，所述多個(gè)車輪的數(shù)量為三個(gè)，所述多個(gè)車輪還包括一個(gè)轉(zhuǎn)向輪，所述轉(zhuǎn)向輪與所述兩個(gè)驅(qū)動輪呈三角排布，并且當(dāng)所述兩個(gè)驅(qū)動輪設(shè)置在所述車身的后端時(shí)，所述轉(zhuǎn)向輪設(shè)置在所述車身的前端中部；當(dāng)所述兩個(gè)驅(qū)動輪設(shè)置在所述車身的前端時(shí)，所述轉(zhuǎn)向輪設(shè)置在所述車身的后端中部。
[0015]進(jìn)一步地，所述多個(gè)車輪的數(shù)量為四個(gè)并呈矩形排布，所述四個(gè)車輪均為萬向輪，所述驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動一個(gè)車輪轉(zhuǎn)動，所述控制機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)及與所述驅(qū)動電機(jī)連接并用于控制所述驅(qū)動電機(jī)輸出的驅(qū)動力的控制器，所述驅(qū)動電機(jī)的數(shù)量為四個(gè)，每個(gè)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動一個(gè)所述車輪轉(zhuǎn)動，所述位移傳感器與所述控制器連接，所述驅(qū)動電機(jī)用于驅(qū)動所述兩個(gè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，所述控制器根據(jù)所述位移傳感器感應(yīng)到的使用者的重心位置信息判斷出所述使用者的重心位置并根據(jù)所述使用者的重心位置信息控制四個(gè)所述驅(qū)動電機(jī)輸出相應(yīng)的驅(qū)動力驅(qū)動對應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動。
[0016]進(jìn)一步地，所述腳踏板上設(shè)置有感應(yīng)開關(guān)，所述感應(yīng)開關(guān)連接在所述控制機(jī)構(gòu)與供電裝置之間，所述感應(yīng)開關(guān)用于通過感應(yīng)車上是否有使用者來控制所述控制機(jī)構(gòu)的上電和斷電。
[0017]進(jìn)一步地，所述腳踏板上設(shè)有四個(gè)腳踏區(qū)域，四個(gè)腳踏區(qū)域可延伸豎直方向上下移動，所述支撐骨架上部具有凹入的安裝腔，所述腳踏板蓋合安裝腔，四個(gè)位移傳感器設(shè)于安裝腔的底壁上，四個(gè)彈性元件位于安裝腔內(nèi)并分別連接安裝腔的底壁及四個(gè)腳踏區(qū)域的底部。
[0018]進(jìn)一步地，所述腳踏板前部向下凸設(shè)有用于保護(hù)位于車身前部的車輪的護(hù)沿。
[0019]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型具備以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]本實(shí)用新型的電動平衡車由于主體構(gòu)件的車體呈平板狀，因此，它結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶和存放。同時(shí)，由于本電動平衡車具有三個(gè)或者四個(gè)車輪，因此，它相對其它的兩輪代步車而言其平衡性比較高，使用者站立在本電動平衡車上時(shí)起平衡性更容易掌控。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電動平衡車的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是圖1所示的電動平衡車的剖視示意圖。
[0023 ]圖3是圖1所示的電動平衡車的側(cè)視圖。
[0024]圖4是圖1所示的電動平衡車的仰視圖。
[0025]圖5是本實(shí)用新型又一實(shí)施例的電動平衡車的仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。
[0027]請參閱圖1-4，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電動平衡車，包括車身1、多個(gè)車輪2、四個(gè)位移傳感器3、四個(gè)彈性元件4和控制機(jī)構(gòu)。
[0028]所述車身I包括呈平板狀的腳踏板11及設(shè)于所述腳踏板11下部的支撐骨架13。
[0029]所述四個(gè)彈性元件4的兩端分別與所述腳踏板11及所述支撐骨架13連接并呈矩形排布，所述四個(gè)位移傳感器3與所述四個(gè)彈性元件4一一對應(yīng)并用于感應(yīng)四個(gè)彈性元件4的形變量，所述四個(gè)位移傳感器3與所述四個(gè)彈性元件4構(gòu)成一個(gè)四象限位移感應(yīng)系統(tǒng)，并用于感應(yīng)腳踏板11上的使用者的重心位置信息。本實(shí)用新型電動平衡車中的四象限位移感應(yīng)系統(tǒng)采集位移信息的具體原理為:四個(gè)彈性元件4分別對應(yīng)的左腳前部、左腳跟部、右腳前部與右腳跟部，當(dāng)使用者站立在腳踏板11上時(shí)，如果重心不偏移，左腳前部、左腳跟部、右腳前部與右腳跟部踩踏的位置所受的力基本是相同，即此時(shí)平衡車處于平衡狀態(tài)，當(dāng)使用者的重心偏移時(shí)，左腳前部、左腳跟部、右腳前部與右腳跟部受的力會發(fā)生變化，此時(shí)與左腳前部、左腳跟部、右腳前部和右腳跟部對應(yīng)的彈性元件4的形變量將不同，四個(gè)位移傳感器3可以采集到對應(yīng)的彈性元件4的形變量信息，即獲取了使用者的重心位置信息，此時(shí)控制機(jī)構(gòu)根據(jù)四個(gè)位移傳感器3獲取的使用者的重心位置信息(四個(gè)彈性元件4的形變量)即可判斷出使用者的重心位置。
[0030]所述多個(gè)車輪2與