人机互动体感车的制作方法

本实用新型涉及一种平衡车，具体涉及一种人机互动体感车。

背景技术：

人机互动体感车，又叫电动平衡车、思维车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

现有的人机互动体感车一般分为有操作杆和无操作杆这两类，其中带操作杆的人机互动体感车，其人机互动体感车的前进、后退及转向均由操作杆来进行具体操作控制。而不带操作杆的人机互动体感车，其人机互动体感车的前进、后退是由整个人机互动体感车的倾斜来控制，转向则由使用者脚踏在脚踏平台上，并通过两个脚踏平台之间相对旋转角度差来进行控制实现。其中，不带操作杆的两轮人机互动体感车主要为专利CN201410262108.8所揭示的两轮自平衡人机互动体感车为代表，该平衡车中的内盖包括对称设置的左内盖与右内盖，且左内盖相对右内盖转动连接。

然，所述平衡车用于起支撑骨架作用的内盖需包括左内盖与右内盖，结构相对复杂。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术而提出的一种结构简单的人机互动体感车。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种人机互动体感车，其包括车体及设于车体上的两个车轮，所述车轮在径向方向上可绕车体转动；其特征在于：所述车体进一步包括一支撑骨架、设置在该支撑骨架上的两个脚踏装置、用以感测所述两个脚踏装置相对所述支撑骨架的受力或倾斜度信息的第一位置传感器、用以驱动所述车轮的驱动装置以及用以根据所述受力或倾斜度信息控制所述驱动装置驱动所述车轮移动或转动的控制装置，所述支撑骨架为一整体结构且与车轮转动连接，所述车轮与车体之间设有车轮轴，所述车轮轴一端与车轮相连接，另一端连接有车轮轴固定板，所述车轮轴固定板与所述车体相固持。

作为本实用新型的进一步改进，所述车轮轴固定板垂直于车轮轴线方向。

作为本实用新型的进一步改进，所述人机互动体感车设有电源，所述驱动装置设于所述车轮内，所述车轮轴内设有线缆，所述线缆延伸出所述车轮轴固定板用以与控制装置和/或电源相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述车体设有凹陷的用以收容固持所述车轮轴固定板的收容槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述车轮轴固定板为矩形，所述收容槽为与所述车轮轴固定板相对应的矩形。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一位置传感器为压力传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述控制装置用以根据两个脚踏装置之间的受力信息差或倾斜度信息差驱动所述车轮移动或转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述同一脚踏装置上设有用以感测同一脚掌不同部位倾斜度信息或压力信息的两个第一位置传感器，所述控制装置用以根据所述两个第一位置传感器的倾斜度差或压力差驱动所述车轮移动或转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述脚踏装置与支撑骨架之间为活动连接或固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述用以感测脚踏装置上是否有使用者以控制车轮的启停的第一位置传感器与所述控制装置相连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述脚踏装置包括脚踏平台以及位于脚踏平台上方的脚垫，所述第一位置传感器设置于所述脚踏平台下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述人机互动体感车进一步包括用以感测支撑骨架相对车轮的倾斜信息的第二位置传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二位置传感器包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器。

由于上述技术方案的运用，本实用新型具备以下优点：

本实用新型的人机互动体感车通过将所述车轮与所述车轮轴固定板23设置呈一整体结构，当需要将车轮安装定位于所述车体时，仅需要将所述该整体结构固持到所述车体上即可，无需将车轮轴21插接至支撑骨架内，再于支撑骨架内部进行复杂的组装定位。方便组装，提高各部件的模块化程度。

附图说明

图1为本实用新型人机互动体感车的立体组合图。

图2为本实用新型人机互动体感车的立体结构分解图。

图3为本实用新型人机互动体感车车轮与模块化插接口的立体组合图。

图4为图3中的立体分解图。

图5为本实用新型人机互动体感车车轮与另一实施方式的模块化插接口的立体组合图。

图6为本实用新型人机互动体感车车体的部分立体结构分解图。

图7为图6中进一步的部分立体结构分解图。

图8为图7中进一步的部分立体结构分解图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用以限定本实用新型。

请参阅图1至图8所示，为本实用新型人机互动体感车100的结构示意图，其包括车体10及设于车体10上的两个车轮20，所述车轮20在径向方向上可绕车体10转动；所述车体10进一步包括一支撑骨架11、设置在该支撑骨架11上的两个脚踏装置12、第一位置传感器(未图示)、控制装置15以及用以驱动所述车轮20的驱动装置(未图示)，所述支撑骨架11为一整体结构且与车轮20转动连接，所述第一位置传感器用以感测所述两个脚踏装置12相对所述支撑骨架11的受力信息或倾斜度信息，所述控制装置15根据所述受力信息或倾斜度信息，控制所述驱动装置驱动所述车轮20移动或转动，所述支撑骨架11内设有沿车轮20轴向延伸的电源16。所述整体结构是指相对于现有技术中设置可相互转动的左内盖与右内盖而言，所述支撑骨架11为整体性的结构，在不同实施方式中，所述整体结构可以是分体组装而成或一体成型。如此设置，由于人机互动体感车100的支撑骨架11大致沿车轮20轴向的方向延伸，从而用以连接左右两侧车轮20并具备一定强度，本实用新型所述电源16可沿车轮20轴向穿插收容于所述支撑骨架11内，如此，相较于现有技术中同样体积的呈块状的电源，本实用新型可更有效地利用支撑骨架11内的收容空间，可允许所述支撑骨架11在车体10前后及上下方向上具有更小的尺寸，从而缩小车体10的整体尺寸，节省支撑骨架11的用料成本；另一方面，可使所述人机互动体感车100更小型化，更方便携带。

所述电源16在车体10前后和/或上下方向上的尺寸小于车轮20直径。如此设置，所述车体10在前后和/或上下方向上具有较小的尺寸，更节省用料成本且更便携。

所述电源16为沿车轮20轴向延伸的圆筒状。即，所述电源16沿车轮20轴向的横截面积为圆形，如此设置，相较于相同体积的其他形状电源，本实用新型可允许所述支撑骨架11具有更小的表面积，从而更节省用料成本且允许车体10更小型化。在其他实施方式中，所述电源16沿车轮20轴向的横截面也可以是矩形、其他多边形、椭圆或其他不规则形状。

所述电源16包括细长型电池组160，所述细长型电池组160包括若干并列捆绑式的细长型电池161。如此设置，可制造细长型电池161后进行捆绑后制成所述电源16，无需特别定制单个大尺寸规格的电池，便于制造；且当发生个别损坏时，可按需对所述个别细长型电池161进行单独更换，从而延长所述电源16整体的使用寿命，且节约维修成本。

所述电源16包括若干前后相接的所述细长型电池组160。如此设置，可利用现有规格中已有的细长型电池161进行前后拼接及捆绑，无需特别定制特殊尺寸规格的电池，便于制造。

所述电源16包括包覆于所述细长型电池组160外侧的电池外壳17。如此设置，可使所述电池外壳17可将所述若干细长型电池161稳定地集合在一起，不易散落。

所述电池外壳17包括若干用以分别定位所述细长型电池161的定位支架176。如此设置，所述定位支架176可以使所述细长型电池161一一定位，从而保证与相邻细长型电池161之间稳定的电性连接。

所述电源16包括三组前后相接的细长型电池组160，所述电池外壳17包括用以包覆两端细长型电池组160的两侧端部171及位于两侧端部171之间用以包覆中部细长型电池组160的中端部175，所述中端部175内设有所述定位支架176。如此设置，所述电池外壳17与所述细长型电池组160分三段式定位和连接，可便于组装且可保证所有细长型电池161之间稳定的电性连接。

所述电池外壳17侧端部171设有用以收容细长型电池组160的空筒部172以及包覆于空筒部172外侧并面向对应车轮20方向的侧端壁173，所述空筒部172内设置有定位支架174。如此设置，所述细长型电池161一一套接于定位支架174后，再侧向套接于电池外壳17侧端部171所述空筒部172内，便于组装定位。

所述电源16包括凸伸出所述电池外壳17用以电性对接控制装置15的电池接口177。如此设置，所述电池接口177可向外与控制装置15对接，使所述电源16呈模块化设置，方便后续的组装。

所述电源16两端分别设有用以控制对应车轮20的控制装置15，所述电源16两端均设有凸伸出电池外壳17用以电性对接所述两控制装置15的电池接口177。如此设置，所述两控制装置15可用以分别控制两侧车轮20，具有较好的模块化结构，相较于仅设置一个控制装置15，本方案避免了复杂的线路穿梭于两车轮20之间，由于电线线缆等线路容易发生相互之间的纠结，且易受到磨损以至于出现断路、短路等不良情况，本方案模块化的插接可提高车体10内各部件电性连接的安全稳定性。

所述电源16的端部设置有电池保护板178，所述电池接口177设置于所述电池保护板178上。

所述支撑骨架11在车体10前后和/或上下方向上的尺寸均小于车轮20直径。如此设置，所述支撑骨架11与所述电源16形状相对应，可用以配套收容所述电源16，从而缩小车体10的整体尺寸，节省支撑骨架11的用料成本；另一方面，可使所述人机互动体感车100更小型化，更方便携带。所述控制装置15位于所述支撑骨架11内。如此设置，所述控制装置15及电源16均设于所述支撑骨架11内，可简化车体10结构，使车体10内各部件结构更集中稳固。

所述控制装置15设有用以与所述电源16对接的电池对接部152。如此设置，可使所述控制装置15呈模块化，方便控制装置15与电源16之间的电性对接，避免了较复杂的线路穿梭，提高车体10内各部件电性连接的安全稳定性。

在本实施方式中，所述控制装置15为主控制电路板，所述主控制电路板的形状可以设置为多种形状，如方形，矩形，环形，椭圆形等，该控制电路板的形状并不被限定。

所述支撑骨架11为沿车轮20轴向延伸的管状。如此设置，所述管状的支撑骨架11结构更简单，制造更方便，且在沿车轮20轴向的方向上具有较高的抗弯折强度，从而简化车体10结构，更便于携带。具体的，在本实施方式中，所述支撑骨架11为圆管状。如此设置，所述支撑骨架11外侧较为光滑平整，在用户使用过程中，相较于具有突出楞部的支撑骨架11不易对用户造成碰擦伤；另一方面，相较于具有相同表面积的支撑骨架11，所述圆管状的支撑骨架11具有最大收容空间用以收容电源16和/或控制装置15，从而有利于车体10小型化趋势，节省用料成本，携带更方便。当然，在本实用新型其他实施方式中，所述支撑骨架11也可以是方管状、其他多边形管状、椭圆管状或其他规则或不规则管状。

所述管状支撑骨架11侧端固持有用以定位所述控制装置15的主控制板固定座18。如此设置，所述主控制板固定座18能够较好的保护定位所述控制装置15，且所述主控制板固定座18可设置成不同于管状支撑骨架11的结构以方便与其他部件对接，从而使管状支撑骨架11两端无需在制造时在两端特意设置成不同结构，从而简化管状支撑骨架11的制造成型。

所述人机互动体感车100还设有用以连接车轮20的电机固定座3，所述电机固定座3与所述主控制板固定座18相固持。如此设置，所述车轮20可安装定位于所述电机固定座3上后通过所述电机固定座3与主控制板固定座18相固持，从而便于所述人机互动体感车100各组件间的模块化安装，简化安装步骤。

所述车轮20与车体10之间设有模块化接插口26。如此设置，所述车轮20通过所述模块化接插口26与所述车体10对接，利于所述人机互动体感车100各组件间的模块化安装，简化安装步骤，避免了复杂的线路穿梭，提高车体10与车轮20电性连接的安全稳定性。

所述模块化接插口26包括用以对接所述控制装置15的接插件25。如此设置，所述模块化接插口26可与所述控制装置15对接，从而实现控制装置15对车轮20的控制，简化了控制装置15与车轮20之间复杂的线路穿梭，提高控制装置15与车轮20之间的电性连接安全稳定性。

所述用以对接所述控制装置15的接插件25为沿车体10上下方向延伸的框口251。如此设置，用以对接所述控制装置15的接插件25与控制装置15之间在上下方向上具有较长的接触长度，当车体10受到上下方向的作用力时，所述用以对接所述控制装置15的接插件25不易与所述控制装置15发生脱离。

当然，如图5所示，所述用以对接所述控制装置15的接插件25的框口251的设置方式不仅限为与沿车体10上下方向延伸，在其他实施方式中，所述用以对接所述控制装置15的接插件25’也可为沿车体10前后方向延伸的框口251。如此设置，用以对接所述控制装置15的接插件25与控制装置15之间在前后方向上具有较长的接触长度。

所述接插件25外侧包覆有接插件固定座24。如此设置，所述接插件固定座24可有效保护所述接插件25内部结构，防止受到碰撞损坏。

所述人机互动体感车100还设有用以安装定位车轮20的所述电机固定座3，所述接插件固定座24收容固持于所述电机固定座3内。如此设置，简化车体10结构，提高模块化程度，便于安装。

所述车轮20凸伸有车轮轴21，所述车轮轴21一端连接所述车轮20另一端连接有车轮轴固定板23，所述车轮轴固定板23收容固持于所述电机固定座3内。如此设置，所述车轮轴21通过所述车轮轴固定板23固持于所示电机固定座3内，使所述车轮20与所述电机固定座3呈一体化设置，进一步简化车体10结构，提高模块化程度，便于安装。

所述车轮轴21与接插件固定座24之间设有密封圈22。如此，所述可提高所述车轮轴21与接插件固定座24之间的密闭性。

所述车轮轴固定板23与所述接插件固定座24相固持。如此设置，提高所述电机固定座3内结构的固持力和稳定性。

所述驱动装置位于所述车轮20内，所述车轮轴21内设有用以传输电源16的线缆211，所述线缆211与所述接插件25相连接。如此设置，所述线缆211可较好的电性连接电源16和控制装置15，且所述车轮轴21的线缆211可保持恒定状态不发生随车轮20的转动，避免线缆211在旋转过程中发生缠绕等意外情况。

所述接插件25设有D型框口251以及凸伸于所述框口251内的接插端子252。如此设置所述控制装置15可稳固插接于所述D型框口251内与所述接插端子252电性对接。

所述车轮20与车体10之间设置有车轮轴21，所述车轮轴21一端与车轮20相连接，另一端连接有车轮轴固定板23，所述车轮轴固定板23与所述车体10相固持。如此设置，使所述车轮20与所述车轮轴固定板23呈一整体结构，当需要将车轮20安装定位于所述车体10时，仅需要将所述该整体结构固持到所述车体10上即可，无需将车轮轴21插接至支撑骨架11内，再于支撑骨架11内部进行复杂的组装定位。方便组装，提高各部件的模块化程度。

所述车轮轴固定板23垂直于车轮20轴线方向。如此设置，所述车轮轴固定板23在受到车体10前后方向和/或上下方向的作用力时不易发生偏斜，提高所述车轮轴固定板23与车体10之间的固持稳定性。

所述人机互动体感车100设有电源16，所述驱动装置设于所述车轮20内，所述车轮轴21内设有线缆211，所述线缆211延伸出所述车轮轴固定板23用以与控制装置15和/或电源16相连接。如此设置，所述车轮20内的驱动装置可通过穿过所述车轮轴固定板23的线缆211与所述控制装置15和/或电源16相连接。

所述车体10设有凹陷的用以收容固持所述车轮轴固定板23的收容槽31。如此设置，所述车轮轴固定板23可收容定位于所述收容槽31内，从而提高所述车体10外部表面的平整性。

所述车轮轴固定板23为矩形，所述收容槽31为与所述车轮轴固定板23相对应的矩形。如此设置，所述收容槽31可插接定位所述车轮轴固定板23，防止所述车轮轴固定板23发生移动或转动。

当然，所述车轮轴固定板的形状也可以设置为多种形状，如方形，环形，椭圆形等，该车轮轴固定板的形状并不被限定。

所述支撑骨架11为沿车轮20轴向延伸的管状，所述脚踏装置12包括位于所述管状支撑骨架11上的脚踏平台121。如此设置，所述脚踏平台121可供使用者平稳踩踏，避免使用者直接踩踏于所述管状支撑骨架11上造成踩踏不稳等情况，从而避免滑倒等意外情况。

在车体10前后方向上所述脚踏平台121宽于所述支撑骨架11的宽度。如此设置，所述车体10体积更小，节省用料成本，且便于使用者携带，所述脚踏装置12可供使用者平稳踩踏，避免使用者于所述管状支撑骨架11上的踩踏面积过小，造成踩踏不稳等情况。

所述脚踏平台121下方设有自下而上凹陷用以部分收容所述支撑骨架11的安装缺口124。如此设置，所述支撑骨架11可部分收容于所述安装缺口124内，缩小车体10高度，提高使用者站立稳定性，另一方面，也可从而提高车体10整体的结构稳定性。

所述脚踏平台121一侧设有用以覆盖于车轮20上方的车轮盖123。如此设置，所述车轮盖123能够防止使用者在踩踏所述脚踏平台121时失误踩到车轮20上，从而避免滑倒等意外情况；且结构简单，组装方便。

所述第一位置传感器设于所述脚踏装置12下方。如此设置，所述第一位置传感器能够通过脚踏装置12受到的压力信息或倾斜度信息，并将感测到的信息传送到控制装置15。

所述控制装置15的两端分别设置有外部对接部151和电池对接部152，所述支撑骨架内设有电源16，所述控制装置15通过所述电池对接部152与所述电源16连接，通过外部连接部151与驱动装置和/或第一位置传感器相连接。

所述控制装置15为两个并位于电源16左右两侧，所述控制装置15用以分别与不同车轮的驱动装置相连接。

所述支撑骨架11与车轮20之间设有接插件25，所述接插件25包括用以插接所述控制装置15外部对接部151的框口251与接插端子252。如此设置，所述外部对接部151可直接插接于所述接插件25的框口251内，结构简单，组装方便，避免了设置不必要的线缆211线路，提高安全稳定性。

所述电源16连接有电池接口177，所述电池对接部152与所述电池接口177相插接。如此设置，所述控制装置15可直接插接于所述电池接口177内，结构简单，组装方便，避免了设置不必要的线缆211线路，提高安全稳定性。

所述外部对接部151与电池对接部152相垂直设置。如此设置，当两侧都对接相应部件后，所述垂直结构可以提高所述控制装置15的整体结构稳定性，避免控制装置15在插接过程中发生偏斜。

所述脚踏装置12与支撑骨架11之间为活动连接或固定连接。如此设置，当活动连接时，所述第一位置传感器可用以感测所述脚踏装置12的倾斜度信息；当固定连接时，所述第一位置传感器可用以感测所述脚踏装置12上的压力信息。

所述第一位置传感器为压力传感器。如此设置，第一位置传感器可用以感测脚踏装置12上的压力信息。

所述第一位置传感器用以感测所述脚踏装置12倾斜度变化信息。对此，所述第一位置传感器可以为陀螺仪等用以感测倾斜度变化的传感器。

所述控制装置15用以根据两个脚踏装置12之间的受力信息差或倾斜度信息差控制驱动所述车轮20移动或转动，实现转向。如此设置，当两个脚踏装置12受力信息相同或倾斜度信息相同时，两车轮20移动速度相同，当两个脚踏装置12受力信息不同或倾斜度信息信息不同时，其中一侧车轮20的移动速度大于另一侧车轮20的移动速度，或者两侧车轮20移动方向相反，从而实现转向。

所述同一脚踏装置12上设有用以感测同一脚掌不同部位倾斜度信息或压力信息的两个第一位置传感器，所述控制装置15用以根据所述两个第一位置传感器的倾斜度差或压力差驱动所述车轮20移动或转动。如此设置，当两个脚踏装置12受力信息差相同或倾斜度信息差相同时，两车轮20移动速度相同，当两个脚踏装置12受力信息差不同或倾斜度信息差不同时，其中一侧车轮20的移动速度大于另一侧车轮20的移动速度，或者两侧车轮20移动方向相反，从而实现转向。

所述第一位置传感器用以感测脚踏装置12上是否有使用者，以控制车轮20的启停。如此设置，无需单独设置一个感应开关，从而简化车体10结构。当然，在其他实施方式中，也可以单独设置感应开关。

所述驱动装置可以设置于车轮20内，如此可利用车轮20的既有体积来内设所述驱动装置，空间利用率高；在其他实施方式中，所述驱动装置还可以设置于支撑骨架11内。如此设置，可应用在车轮20相对较小的情况下。

所述脚踏装置12包括脚踏平台121以及位于脚踏平台121上方的脚垫122，所述第一位置传感器设置于所述脚踏平台121下方。如此设置，使用者可踩踏于所述脚垫122上，满足特定的防滑或者提高踩踏舒适性的需求。

所述人机互动体感车100进一步包括一第二位置传感器(未图示)，用以感测支撑骨架11相对车轮20的倾斜信息。如此设置，当使用者及支撑骨架11整体往前倾的时候，所述第二位置传感器感测到倾斜，就会发出信号给控制装置15，所述控制装置15控制驱动车轮20向前运动，使得整体具有向后倾斜的力，起到平衡的作用。具体的，所述第二位置传感器包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器。

综上所述，本实用新型的人机互动体感车100，在两个车轮20仅包括一个起支撑作用的管状支撑骨架11，而脚踏装置12独立设置在支撑骨架11上，而不需要两个相互转动连接的机构用来分别设置脚踏装置12，对比市面上现有平衡车或扭扭车，结构简单，车体10为一体式，可扩展性强，减化方向杆或车身分开转动结构，车身更坚固。

虽然本实用新型已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟知此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。