专利名称：便携式折叠电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车，尤其是能折叠，方便携带的电动车。
背景技术：
目前，公知的电动自行车是作为全程单一使用的交通工具而设计的，考虑 了长时间骑行的需要，所用电机和电池都比较笨重，加之还要考虑长时间骑行 的舒适性和脚踏自行功能，整车尺寸和自重都不适合随身携带。中国专利文献 申请号200420013401.2,名称 一 种可折叠电动自行车和申请号 200720002669.X，名称三角形折叠电动车等也提供了一些折叠电动车的方案， 但对于希望携带它们搭乘其他交通工具、去商场购物及上下楼梯的人来说，它 们都还显得不够轻便。
发明内容
为了克服现有的折叠电动自行车折叠后体积大、重量重，随身携带不够轻 便的不足，本实用新型提供了一种便携式折叠电动车方案，使整车折叠后体积 小，自重轻，携带方便。
本实用新型解决技术问题的技术方案是该车设有两个左右并排的前轮和一个 居中的后轮，两个前轮分别安装在两台电机的输出轴上，两台电机分别固定在 左右前轮支架的底端，电机后输出轴装配电机转速传感器；左右前轮支架的底 部用横梁相互连接固定，横梁上左右各安装一个脚踏板，它们可向上折叠，折 叠后可向内旋转90度，之后再向左右两边滑动，使横梁上左右两边的两个螺栓 卡入脚踏板上部的开槽；左右前轮支架的顶部用拖拽把手相互连接固定，后轮 支架由上下两段构成，两段之间用一个带锁钮的折叠器连接，后轮支架下段的 底端安装一个可自由转向的后轮，后轮支架上段装有扶把和带仪表盘的电机控 制器，扶把上设有控制按键；左右前轮支架的中部和后轮支架下段的中部用一 个转轴连接；在左右前轮支架顶部内侧分别各用一个转轴各自连接一个拉杆， 拉杆均由两节构成，中间各用一个转轴连接；拉杆的另一端均连接到后轮支架 折叠器的同一个转轴上；与折叠器转轴连接的那两节拉杆上面固定一个车座；
3电机驱动器安装在左右前轮支架上，蓄电池安装在横梁中或横梁上；电机控制 电路中有一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位 器、刹车控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、仪表盘及 RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连。
本实用新型的有益效果是简洁的结构设计，使整车折叠后体积小，自重 轻，展开或折叠迅速，折叠后可以像拖行李车一样拖着走，为携带搭乘其他交 通工具，去商场购物及上下楼梯提供了方便。由于行走系是三轮配置，本实用 新型还特别适合老年人使用；此外，本实用新型还可以实现原地转圈、倒车、 极慢速行进、程控、遥控、自动驾驶等一般两轮电动车无法达到的功能。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。 图la是本实用新型展开后的主视图。 图lb是本实用新型展开后的左视图。 图lc是本实用新型展开后的俯视图。
图2是本实用新型折叠后的三视图(右视图、主视图、左视图)。
图中l.左前轮，2.右前轮，3.后轮，4.左电机，5.右电机，6.左前轮支 架，7.右前轮支架无刷电机，8.横梁，9.左脚踏板，10.右脚踏板，11.拖 拽把手，12.带锁钮的折叠器，13.后轮支架下段，14.后轮支架上段，15.扶 把，16.带仪表盘的电机控制器，17.左转键，18.右转键，19.调速键，20.刹 车键，21.前后轮支架转轴，22.左前轮支架与拉杆的转轴，23.右前轮支架与 拉杆的转轴，24.左拉杆，25.右拉杆，26.左拉杆中间转轴，27.右拉杆中间转 轴，28.带锁钮的折叠器上的转轴，29.车座，30.左电机驱动器,31.右电机驱 动器，32.蓄电池，33.左转向灯，34.右转向灯，35.刹车灯，36.前灯，37.左 电机转速传感器，38.右电机转速传感器，39.折叠连接器锁钮，46.左永久磁 铁对，47.右永久磁铁对。
图3是本实用新型折叠连接器的剖视图及折叠过程的示意图。
图中13.后轮支架下段，14.后轮支架上段，39.折叠连接器锁钮，40.弹图4是本实用新型光码盘主视图和俯视图。 图中41.多孔圆盘，42.槽型光耦。 图5是本实用新型加复位弹簧的直线电位器的结构图。 图中43.键帽，44.弹簧，45.直线滑动电位器。 图6是本实用新型带仪表盘的电机控制器的电路图。
图中J1.RS-232串口， J2.电源插口， J3.左电机控制信号接口， J4.右电机控 制信号接口， J5.灯光驱动器接口， J6.单片机编程接口， Ul. RS-232串口转换 芯片，U2. DC-DC转换器，U3.单片机，Pl.左转向控制电位器、P2.右转向控制 电位器、P3.速度控制电位器、P4.刹车控制电位器，LCM为液晶显示器，B.为蜂 鸣器。
图7是本实用新型第一个实施例中的直流电机驱动器电路图。
图中Jl.电机控制信号接口， J2.电机驱动接口， J3.电源接口， J4.电机转速
传感器信号接口。图8是本实用新型第二个实施例中无刷直流电机驱动器的电路图。 图中Jl.电机控制信号接口， J2.电机驱动接口， J3.电源接口。 图9是本实用新型第三个实施例中步进电机驱动器的电路图。 图中Jl.电机控制信号接口， J2.电机驱动接口， J3.电源接口， J4.电机转
速传感器信号接口。
具体实施方式
如
图1、图2所示，本实用新型的行走部分由两个左右并排的前轮(l)、 (2) 和一个居中的后轮(3)组成，两个前轮(1)、 (2)分别安装在两台电机(4)、
(5)的输出轴上；在第一个实施例中电机(4)、 (5)可选转速为500至1000 转/分，功率50至100瓦的直流电机、同时配以两台图7所示的电机驱动器； 图中的P型场效应管和N型场效应管型号分别为FDS8672S和FDMC8462，比 较器U1A的型号为LM393，电阻RO为电流保护采样电阻，J4接电机转速传感 器的电源/信号接线端子；左右两台电机(4)、 (5)分别固定在左右前轮支架(6)、
(7)的底端，直流电机为双向轴输出，后轴接电机转速传感器(37)、 (38)， 电机转速传感器(37)、 (38)采用图4所示的简易光码盘，其输出信号接在相应的电机驱动器(30)、 (31)的电机转速传感器信号接口 J4上。左右前轮支架 (6)、 (7)的底部用横梁(8)相互连接固定，横梁上左右各安装一个脚踏板(9)、 (10)，脚踏板(9)、 (10)可向上折叠，折叠后可向内旋转90度，之后再向左 右两边滑动，使横梁(8)上左右两边的两个螺栓卡入脚踏板(9)、 (10)上部 的开槽，以定位脚踏板(9)、 (10);左右前轮支架的顶部用拖拽把手(11)相 互连接固定，在车折叠后，横梁(11)作为拖车时的牵引把手；后轮支架由上 下两段(14)和(13)构成，两段之间用一个折叠连接器(12)连接，折叠连 接器(12)的结构及折叠过程见图3;后轮支架下段(13)的底端安装一个可自 由转向的后轮(3)，如仪器车脚轮那一种；后轮支架上段(14)装有扶把(15) 和带仪表盘的电机控制器(16),扶把(15)上设有控制按键(17)、 (18)、 (19)、 (20)分别控制左右转向、调整车速和刹车，本实用新型的左右转向是靠左右 前轮旋转的速度差来实现的；刹车靠电机反转制动；左右前轮支架(6)、 (7) 的中部和后轮支架下段(13)的中部用一个转轴(21)连接，使得左右前轮支 架(6)、 (7)与后轮支架下段(13)以转轴(21)为圆心向内折叠呈I形或向 外展开呈X形；左右前轮支架(6)、 (7)顶部内侧分别各用一个转轴(22)、 (23) 各自连接一个拉杆(24)、 (25)，拉杆(24)、 (25)均由两节构成，中间各用一 个转轴(26)、 (27)连接；拉杆(24)、 (25)的另一端均连接到后轮支架折叠 器(12)的同一个转轴(28)上，这样展开时，拉杆(24)、 (25)拉直，使得 左右前轮支架(6)、 (7)与后轮支架下段(13)限位；而折叠时，拉杆(24)、 (25)的中心转轴(26)、 (27)向上移动，使拉杆(24)、 (25)分为两节与左 右前轮支架(6)、 (7)和后轮支架下段(13) —起向内收拢，呈I形(此前后 轮支架的上下两段(14)和(13)已折叠)，而后再以转轴(22)、 (23)、 (28) 为圆心向后、向下折叠。与折叠连接器(12)的转轴(28)相连接的那两节连 杆上面固定一个车座(29);电机驱动器(30)、 (31)安装在靠近电机的左右前轮 支架(6)、 (7)上；蓄电池(32)采用聚合物锂电池，如杭州万马公司出品的 4900mAh的聚合物锂电池，蓄电池(32)可安放在横梁(8)中，或横梁(8) 之上。采用上述结构，本实用新型展开和折叠都非常简便，迅速，折叠步骤如 下按下折叠连接器锁钮(39)，将后轮支架上段(14)向下弯折，从车座(28) 后边向上扳起，将左右前轮支架(6)、 (7)和后轮支架下段(13)收拢，再将 连杆(23)、 (24)向下弯折收拢就完成折叠过程；折叠后扶把(15)和左右前轮支架(6)、 (7)由设置的左右两对永久磁铁(46)、 (47)吸住，使得用户在 拖车行走时车体不会展开；展开过程按折叠时逆过程进行即可。
如图3所示，本实用新型的折叠器工作原理如下当后轮支架下段(13) 和后轮支架上段(14)展开时，由于弹簧(40)的作用，折叠器锁钮(39)复 位，其下部两边的平面与后轮支架下段(13)和后轮支架上段(14)的平面顶 靠，使得后轮支架下段(13)和后轮支架上段(14)不能向内转动；而按下折 叠器锁钮(39),就可使后轮支架下段(13)和后轮支架上段(14)向内弯折。
如图4所示；本实用新型的电机转速传感器(36)、 (37)是由多孔圆盘(41) 和槽型光耦(42)构成；多孔圆盘(41)固定在电机后输出轴上，槽型光耦(42) 固定在电机外壳上；槽型光耦(42)的电源/信号接线端子与电机驱动器(30)、 (31)的电机转速传感器插口 J4相连。
如图6所示，电机控制电路中有一片单片机芯片U3，型号为C8051F360，其 4个I/0引脚分别与左右转向控制电位器P1、 P2、速度控制电位器P3、刹车控 制电位器P4相连，P1、P2、 P3、P4的键帽与
图1、图2中的(17)、 (18)、 (19)、 (20)相对应，Pl、 P2、 P3、 P4可采用加复位弹簧的直线滑动电位器，如图5所 示；编程时4个I/O引脚设置为模拟输入端并接单片机芯片U3的内部A/D电 路；单片机芯片U3还有8个I/O引脚接左电机驱动器连接插口 J3、另外8个 I/O引脚接右电机驱动器连接插口 J4，分别为两个电机驱动器(30)、 (31)提供 控制信号；J3、 J4的第12引脚通过驱动器(30)、 (31)与电机转速传感器(37)、 (38)的输出信号端相连，接收电机转速传感器(37)、 (38)的输出信号，以 便对电机(4)、 (5)的转速进行闭环控制；J3、 J4中的第3个引脚输出PWM 信号，用以调节电机的转速；单片机芯片U3余下的I/0引脚中4个接灯光驱动 器插座J5，可分别控制左右转向灯(33)、 (34)、刹车灯(35)、前灯(36); —个 1/0引脚接蜂鸣器驱动晶体管，灯光驱动器和蜂鸣器可采用市售成品；单片机芯 片U3的6个引脚接键盘S0、 Sl、 S2、 S3、 S4、 S5，其中4个和灯光驱动器控 制I/0引脚共用，通过键盘用户可设置电机控制电路的功能；单片机芯片U3还 有2个I/0引脚接液晶显示器LCM，用以显示车速、里程、电池电量及设置信 息等；单片机芯片U3的P0.1和P0.2脚分别与RS-232串口芯片Ul的发送、接 收引脚相连，Ul的型号为SP3223，通过RS-232串口芯片的插座J1，用户可使 电机控制电路与笔记本电脑、遥控接收机、GPS接收机等设备相连，实现对车的程控、遥控和自动驾驶等功能。DC-DC直流变换器U2将蓄电池(32)的电 压转换为单片机的工作电压3.3V。
在第二个实施例中电机(4)、 (5)可选转速为500至1000转/分，功率50 至100瓦的无刷直流电机、同时配以两台图8所示的电机驱动器；图中的P型 场效应管和N型场效应管的型号分别为FDS8672S和FDMC8462;比较器U1A 的型号为LM393，电阻RO为电流保护采样电阻；图8中电机驱动接口 J2的引 脚接法为两个引脚接无刷直流电机霍尔传感器电源，三个引脚接无刷直流电 机霍尔传感器输出信号，另外三个引脚接无刷直流电机绕组。由于有霍尔位置 传感器提供转速信号，图l、图2中的电机转速传感器(37)、 (38)可省略。
在第三个实施例中电机(4)、 (5)可选静力矩大于2牛米的步进电机、同 时配以两台图9所示的电机驱动器；图9中的P型场效应管和N型场效应管的 型号分别为FDS8672S和FDMC8462，比较器U1A、 U1B的型号为LM393，电 阻R0、 R00为电流保护采样电阻，图9中的J4接电机转速传感器的电源/信号 接线端子。
权利要求1、一种由车轮、车架、电机、电机控制电路和蓄电池组成的可折叠的电动车，其特征在于该车设有两个左右并排的前轮和一个居中的后轮，两个前轮分别安装在两台电机的输出轴上，两台电机分别固定在左右前轮支架的底端，电机后输出轴装配电机转速传感器；左右前轮支架的底部用横梁相互连接固定，横梁上左右各安装一个脚踏板，它们可向上折叠，折叠后可向内旋转90度，之后再向左右两边滑动，使横梁上左右两边的两个螺栓卡入脚踏板上部的开槽；左右前轮支架的顶部用拖拽把手相互连接固定；后轮支架由上下两段构成，两段之间用一个带锁钮的折叠器连接，后轮支架下段的底端安装一个可自由转向的后轮，后轮支架上段装有扶把和带仪表盘的电机控制器，扶把上设有控制按键；左右前轮支架的中部和后轮支架下段的中部用一个转轴连接；左右前轮支架的顶部内侧分别各用一个转轴各自连接一个拉杆，拉杆均由两节构成，中间各用一个转轴连接；拉杆的另一端均连接到后轮支架折叠器的同一个转轴上；与折叠器转轴连接的那两节拉杆上面固定一个车座；电机驱动器安装在左右前轮支架上，蓄电池安装在横梁中或横梁上；电机控制电路中有一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位器、刹车控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、仪表盘及RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连。
2、 根据权利要求l所述的电动车，其特征在于两台电动机均为直流无刷电机并配以相应的直流无刷电机驱动器。
3、 根据权利要求l所述的电动车，其特征在于两台电动机均为步进电机并配以相应的步进电机驱动器。
专利摘要本实用新型涉及一种便携式折叠电动车。该车设有两个左右并排的直接安装在两台电机输出轴上的前轮和一个居中可自由转向的后轮，前轮支架和后轮支架由转轴和拉杆连接，展开呈X形，折叠后为I型，可以像拖行李车一样拖着走；后轮支架上段装有扶把和带仪表盘的电机控制器，扶把上设有控制按键；电机控制电路中有一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位器、刹车控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、仪表盘及RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连。采取上述方案，使整车体积减小、自重降低，为携带搭乘其他交通工具、去商场购物及上下楼梯提供了方便。
文档编号B62K11/00GK201325535SQ20082018294
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者康 陈 申请人:康 陈