一种双轮自平衡车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双轮自平衡车，包括机身、仅作为承载行驶者平台的踏板、方向控制装置以及对称设置的两组轮组；轮组设有车轮，踏板高度可调节的安装在两个轮组之间，包括动力及控制系统的机身设置于踏板的中间位置，方向控制装置与机身相连，所述轮组、方向控制装置、动力及控制系统电通讯连接；机身宽度为5～35cm，高度为5～70cm；使用状态下，机身位于行驶者平稳站立时自然分开的两腿对应的空间内；踏板的踏脚面离地高度为6～18cm。整体结构更为紧凑，并降低了踏板踏脚面的离地高度，符合人体工程学，提高了自平衡车的舒适性和安全性；同时机身和踏板、轮组相互独立，整体结构更轻便、灵活，提高了自平衡车的便携性。
【专利说明】
一种双轮自平衡车
技术领域
[0001 ]本发明涉及自平衡车领域，是一种双轮自平衡车。
【背景技术】
[0002]自平衡车作为一种交通工具，在人们节能环保和健康出行等意识日渐增强的背景下，已逐渐被人们所了解并接受。由于其体积小、重量轻、运行灵活和样式新颖等特点，自平衡车既可用于日常通勤，也可作为闲暇时的一项时尚休闲运动。
[0003]自平衡车又称摄位车、思维车、体感车等，最初由国外音译过来，最早由美国的狄恩.卡门(Dean Kamen)研制发明，并于2001年12月实现了商业化量产，其工作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定” (Dynami c Stabi I i zat1n)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。
[0004]自2012年起，出现了一种尺寸小型化的自平衡车，其主要组件和双轮均设置在踏板之下，轮胎直径设置为20cm，相应的踏脚面离地高度为23cm，整体重量为15kg，正常成人可以双手搬起，由于电池、控制器等主要组件设置于踏板下，部分自平衡车将双轮也设置与踏板之下，导致踏板踏脚面离地高度均不低于20cm。根据人体工程学，普通成人抬脚的舒适高度为15cm，如果大于18cm，则抬脚明显不方便，同时使用者站在踏板上距地高度越大，重心越高，越不安全。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种踏脚面离地高度低、体积小巧、便于携带、兼具舒适性和安全性、结构紧凑的双轮自平衡车。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种双轮自平衡车，包括机身、仅作为承载行驶者平台的踏板、方向控制装置以及对称设置的两组轮组;轮组设有车轮，踏板高度可调节的安装在两个轮组之间，包括动力及控制系统的机身设置于踏板的中间位置，方向控制装置与机身相连，所述轮组、方向控制装置、动力及控制系统电通讯连接;机身宽度为5?35cm，高度为5?70cm;使用状态下，机身位于行驶者平稳站立时自然分开的两腿对应的空间内；踏板的踏脚面离地高度为6?18cm。
[0008]优选地，每个所述车轮部分包覆有保护壳，所述踏板高度可调节的连接在两个保护壳的内侧壁上。
[0009]所述踏板的踏脚面离地高度为6?15cm，踏板的厚度为I?5cm;机身的宽度为10?25cm，机身的高度为10?20cm。
[0010]进一步地，所述方向控制装置为方向控制杆;所述方向控制杆顶端连接有可带动整个方向控制杆运动来控制双轮自平衡车方向的控制柄，所述控制柄通过方向控制杆、踏板与机身内的动力及控制系统相连。
[0011]更进一步地，所述方向控制杆为可伸缩杆或可折叠杆;所述可伸缩杆为相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构。
[0012]另一种优选地方案，所述踏板为可竖向折叠的结构;所述踏板分为与机身宽度相同的机身段，与机身段左侧铰接的左段、以及与机身段右侧铰接的右段，机身固定设置在机身段的上方;折叠过程中，所述左段、右段与机身铰接的一端均向上折叠。
[0013]进一步地，机身与轮组之间分别设置可竖向折叠的构件，构件的一端铰接在机身、另一端铰接在轮组，构件始终保持与踏板平行;折叠过程中，所述构件连接机身的一端向上折叠。
[0014]优选地，所述踏板分成左右对称、可相对转动的两个分踏板，两个分踏板通过置于两者之间的第一转向机构可转动的连接，第一转向机构上设有可感应左右两个分踏板相对旋转角度、且为动力及控制系统提供行驶状态及控制信号的第一感应装置，所述第一转向机构、第一感应装置与动力及控制系统电通讯连接，第一转向机构、第一感应装置共同作用控制双轮自平衡车的方向，即为所述方向控制装置。
[0015]更优选地，所述机身通过可让机身绕踏板左右转动一定角度的第二转向机构与踏板连接，机身内设有监控机身左右转动的角度大小、且为动力及控制系统提供行驶状态及控制信号的第二感应装置，所述第二转向机构、第二感应装置与动力及控制系统电通讯连接，第二转向机构、第二感应装置共同作用控制双轮自平衡车的方向，即为所述方向控制装置。
[0016]包括所述动力及控制系统的机身附着在所述方向控制杆的后方;或所述方向控制杆内部设置为空腔，包括所述动力及控制系统的机身在所述空腔内。
[0017]与现有技术相比，本发明将踏板高度可调节的安装在两个轮组之间，包括动力及控制系统的机身集中设置于踏板的中间中间位置，机身处于行驶者站立时自然打开的两腿对应的空间内，极大的节约空间。人体为了平稳站立，两脚自然的分开一点距离，从而形成稳定的两点支撑。机身的宽度、高度以不妨碍行使者舒适站立为宜。
[0018]设置于机身下的踏板上不设置任何动力及控制系统，单纯仅作为承载行驶者荷载的平台及连接左右两端的机身的连接结构，使得踏板厚度得以极大的减小。
[0019]所述踏板也可以采用折叠的方式，在非行驶状态时收叠起来，方便拖行或者存放。
[0020]机身、踏板和轮组都是互相独立的个体，因此可以根据使用者的不同需求或者磨损的实际情况自由更换其中任一部分，还可以保留原有的其他部分，以满足使用者多样化的需求，同时节约资源。
[0021]本发明提供的一种双轮自平衡车，整体结构更为紧凑，并降低了踏板踏脚面的离地高度，符合人体工程学，提高了自平衡车的舒适性和安全性；同时机身和踏板、轮组相互独立，整体结构更轻便、灵活，提高了自平衡车的便携性。
【附图说明】
[0022 ]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细地解释。
[0023]图1是实施例1的双轮自平衡车正视图
[0024]图2是实施例1的双轮自平衡车侧视图
[0025]图3是实施例2的双轮自平衡车正视图
[0026]图4是实施例2的双轮自平衡车侧视图
[0027]图5是实施例3的双轮自平衡车正视图
[0028]图6是实施例3的双轮自平衡车侧视图
[0029]图7是实施例3的双轮自平衡车俯视图
[0030]图8是实施例4的双轮自平衡车正视图
[0031]图9是实施例4的双轮自平衡车侧视图
[0032]图10是实施例4的双轮自平衡车使用状态示意图
[0033]图11是实施例5的双轮自平衡车正视图
[0034]图12是实施例5的双轮自平衡车侧视图
[0035]图13是实施例6的双轮自平衡车正视图
[0036]图14是实施例6的双轮自平衡车侧视图
[0037]图15是实施例7的双轮自平衡车正视图
[0038]图16是实施例7的双轮自平衡车侧视图
【具体实施方式】
[0039]为了更为清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进行具体的描述。
[0040]实施例1
[0041]如图1和图2所示，一种双轮自平衡车，包括机身1、仅作为承载行驶者平台的踏板
2、对称设置的两组轮组3以及方向控制装置;每组轮组3设有车轮31，踏板2高度可调节的安装在两个轮组3之间，机身I设有动力及控制系统5，机身I设置于踏板2的中间位置，行驶状态下，机身I设置于人体平稳站立时自然分开的两腿对应的空间(即机身I设置于人体平稳站立时自然分开的两腿之间或两腿之前的空间)，所述方向控制装置与机身I相连，所述轮组3、方向控制装置、动力及控制系统5电通讯连接。人体两脚站立时，自然的分开一定的距离，形成稳定的两点支撑，有利于平稳站立，两脚分开的距离根据人体工程学一般在5?35cm之间，过小就无法稳定地站立，过大则无法长久舒服地站立，相应的机身宽度可以设置为5?35cm。同时一般成人腿长75cm左右，两脚自然分开后形成的三角形空间均可利用来设置机身I，相应的，机身I的高度可以设置在5?70cm，充分利用空间，使双轮自平衡车进一步小型化。受限于基本功能和元器件尺寸，机身的宽度和高度尺寸不宜过小，以满足基本的功能要求;同时机身的宽度和高度尺寸不宜过大，从而影响了舒适性和便携性。
[0042]优选的，机身I的宽度为10?25cm，高度为10?20cm时，所述双轮自平衡车在功能性和便携性之间得到进一步的平衡，行驶者感觉更舒适。
[0043]机身I上可以附设信息显示屏、照明灯和装饰灯等部件。
[0044]本实施例中，优选地，所述机身I设置于踏板2上表面的中间位置，即机身I设置于人体平稳站立时自然分开的两腿之间；每个所述车轮31部分包覆有保护壳32，保护壳32包覆车轮31的大部分，使得车轮31与使用者的脚部隔离，既保护使用者的安全，又能有效避免车轮行进时带起的尘土水珠等污染驾驶者衣物;踏板2高度可调节的连接在两个保护壳32的内侧壁上，所述保护壳32连接并支撑在车轮31的轴心上，起到支撑踏板2的作用。踏板2也可以高度可调整的连接在轮组3的其他部件，比如连接在与车轮31的轴芯固定的连接杆(图中未示出)上或采用其他的连接方式，只要确保踏板2可高度调节的牢固连接即可。
[0045]所述踏板2仅作为承载行驶者平台，其上不设置任何动力及控制系统等组件，其厚度得以大幅度减小，I?5cm即可满足承载行驶者和车体荷载的要求，本实施例中踏板厚度为 2cm。
[0046]使用者在不同路况下行驶，踏板2的下表面离地间隙需求也不同，本实施例中，踏板2可在3个不同的高度上调节，踏板2的下表面离地高度分别为5cm、9cm和13cm，踏板2的踏脚面离地高度分别为7cm、I Icm和15cm，低于或等于一般人体抬脚舒适高度的15cm，使用者上下踏板2都极为方便，行驶过程中人体重心降低，更为舒适、平稳、安全。对于普通城市路况，踏板2下表面离地高度为5cm即可满足通行要求，当需要在起伏较大的路面行驶时，可将踏板2从离地高度为5cm的位置调整到其下表面离地高度13cm的位置，以保证其良好的过障性；也可以根据需要将踏板2设置在不同的高度位置，只要保证其在不同路况下的通行性，同时使得踏板2的踏脚面离地高度6?18cm，最好控制在6?15 cm。
[0047]机身1、踏板2以及轮组3均为互相独立的个体，在对应配合的统一接口形式下，车轮的直径和宽度可以根据行使者需要自由选择，动力及控制系统5可以替换或者升级，根据使用者的不同需求或者磨损的实际情况可以自由更换其中任一部分，以满足使用者多样化的需求，同时节约资源。如果用于短途路程时，较小的电池容量即可满足要求，可以采用小巧的机身，方便携带；如果用于长途路程时，需要采用大容量的电池，则可以采用尺寸较大的机身。同样，如果行驶于一般的平缓道路，踏板2可以采用比较低的离地高度，以便于行驶更舒适，或者车轮31可以采用较小的轮径，便于携带;如果行驶于比较复杂的道路，踏板2可以采用比较高的离地高度，车轮31也可以采用较大的轮径，以便于更好地通行。
[0048]本实施例中，所述方向控制装置为方向控制杆4，采用可相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构，也可以采用可折叠的折叠杆，只要可以达到非行驶状态可以缩短、方便携带的目的即可;所述方向控制杆4的顶端连接有可带动整个方向控制杆4运动来控制双轮自平衡车方向的控制柄41。所述控制柄41可采用现有技术中带动方向控制杆4左右摆动来控制双轮自平衡车转向，也可以采用现有技术中带动方向控制杆4旋转来控制双轮自平衡车转向，只要保证所述控制柄41可通过方向控制杆4、踏板2与机身I中动力及控制系统5通讯连接，可控制自平衡车的方向即可。
[0049]实施例2
[0050]如图3和图4所示，实施例2与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中，所述方向控制杆4采用短柄的方式，双腿可以控制方向控制杆4左右摆动，从而实现用腿控制转向，解放双手。
[0051 ] 实施例3
[0052]如图5、图6和图7所示，实施例3与实施例1基本相同，区别在于本实施例中不设方向控制杆4，所述踏板2分成了左右对称的两个可相对转动的分踏板21，两个分踏板21通过置于两者之间的第一转向机构22可转动的连接，第一转向机构22上设有可感应左右两个分踏板21相对旋转角度的第一感应装置(图中未示出)，所述第一转向机构22、第一感应装置与动力及控制系统5电通讯连接，第一感应装置为机身I内的动力及控制系统5提供行驶状态及控制信号，第一转向机构22、第一感应装置共同作用控制双轮自平衡车的转向，即为所述方向控制装置。实现用脚控制方向，解放双手。本实施例中，第一转向机构22可为转轴。
[0053]实施例4
[0054]如图8、图9和图10所示，实施例4与实施例1基本相同，区别在于本实施例中不设方向控制杆4，所述机身I通过现有技术的第二转向机构23与踏板2连接，机身I可绕踏板2上的第二转向机构23左右转动一定角度，机身I内设有监控机身I左右转动角度大小的第二感应装置(图中未示出)，所述第二转向机构23、第二感应装置与动力及控制系统5电通讯连接，第二感应装置为动力及控制系统5提供行驶状态及控制信号，第二转向机构23、第二感应装置共同作用控制双轮自平衡车的方向，即为所述方向控制装置，实现用脚控制转向，解放双手。
[0055]实施例5
[0056]如图11和图12所示，实施例5与实施例4基本相同，区别仅在于本实施例中，所述机身I进一步往高度方向扩展，并设置坐垫9，从而让行驶者可以坐着行驶，提高使用舒适度。通常情况下，当所述机身I的高度为20?50cm时，在机身I上可设置坐垫9，方便可以使用者坐着行驶，增加使用舒适性。
[0057]实施例6
[0058]如图13和图14所示，实施例6与实施例1基本相同，区别仅在于本实施例中，利用现有技术将踏板2设置为可以竖向折叠的方式，踏板2在非行驶状态时可以收叠起来，其收叠后整体的宽度可以仅为15?30cm，方便拖行或者存放;需要行驶时展开来，行驶者即可踏上去行驶。优选地，所述踏板2分为与机身I宽度相同的机身段26，与机身段26左侧铰接的左段27、以及与机身段26右侧铰接的右段28，机身I固定设置在机身段26上，折叠过程中，所述左段27、右段28与机身I铰接的一端均向上折叠，保证机身I在行驶和非行驶两种状态下均能保持竖直状态，整体体积小巧，方便携带。
[0059]为了确保踏板2展开后与机身I的相对垂直关系以及保证机身I与轮组3的相对平行关系，机身I与轮组3之间分别设置可竖向折叠的构件12，构件12的一端铰接在机身I上，另一端铰接在轮组3上，构件12始终保持与踏板2平行，折叠过程中，所述构件12连接机身I的一端向上折叠。
[0060]实施例7
[0061]如图15、16所示，实施例7与实施例1基本相同，区别仅在于包括所述动力及控制系统5的机身I附着在所述方向控制杆4的后方，使用状态下，机身I自前向后插于人体站立时自然分开的两腿之间，极大的节约空间。
[0062]也可以将所述方向控制杆4的内部设置为空腔，所述动力及控制系统5设置在所述方向控制杆4的空腔内，即机身I与方向控制杆4结合设置，机身I处于人体站立时自然分开的两腿前方对应的空间内，进一步简化结构，使整体结构更为紧凑。
[0063]进一步地，所述踏板2因为承载行驶者的荷载，本身需要一定的结构厚度，可根据需要在踏板2内设置尺寸比较小的组件。
[0064]所述车轮设置于踏板左右两端，为了结构更为紧凑，车轮可以和电机结合设置，采用轮毂电机的形式。
[0065]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双轮自平衡车，其特征在于:包括机身(I)、仅作为承载行驶者平台的踏板(2)、方向控制装置以及对称设置的两组轮组(3);轮组(3)设有车轮(31)，踏板(2)高度可调节的安装在两个轮组(3)之间，包括动力及控制系统(5)的机身(I)设置于踏板(2)的中间位置，方向控制装置与机身(I)相连，所述轮组(3)、方向控制装置、动力及控制系统(5)电通讯连接;机身(1)宽度为5?35cm，高度为5?70cm;使用状态下，机身(I)位于行驶者平稳站立时自然分开的两腿对应的空间内； 踏板(2)的踏脚面离地高度为6?18cm。2.如权利要求1所述的所述的双轮自平衡车，其特征在于:每个所述车轮(31)部分包覆有保护壳(32)，所述踏板(2)高度可调节的连接在两个保护壳(32)的内侧壁上。3.如权利要求2所述的所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述踏板(2)的踏脚面离地高度为6?15cm，踏板(2)的厚度为I?5cm;机身(I)的宽度为10?25cm，机身(I)的高度为10?20cm。4.如权利要求1?3任一项所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述方向控制装置为方向控制杆(4); 所述方向控制杆(4)顶端连接有可带动整个方向控制杆(4)运动来控制双轮自平衡车方向的控制柄(41)，所述控制柄(41)通过方向控制杆(4)、踏板(2)与机身(I)内的动力及控制系统(5)相连。5.如权利要求4所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述方向控制杆(4)为可伸缩杆或可折叠杆； 所述可伸缩杆为相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构。6.如权利要求1?3任一项所述的所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述踏板(2)为可竖向折叠的结构； 所述踏板(2)分为与机身(I)宽度相同的机身段(26)，与机身段(26)左侧铰接的左段(27)、以及与机身段(26)右侧铰接的右段(28)，机身(I)固定设置在机身段(26)的上方;折叠过程中，所述左段(27)、右段(28)与机身(I)铰接的一端均向上折叠。7.如权利要求6所述的所述的双轮自平衡车，其特征在于:机身(I)与轮组(3)之间分别设置可竖向折叠的构件(12)，构件(12)的一端铰接在机身(1)、另一端铰接在轮组(3)，构件(12)始终保持与踏板(2)平行;折叠过程中，所述构件(12)连接机身(I)的一端向上折叠。8.如权利要求1?3任一项所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述踏板(2)分成左右对称、可相对转动的两个分踏板(21)，两个分踏板(21)通过置于两者之间的第一转向机构(22)可转动的连接，第一转向机构(22)上设有可感应左右两个分踏板(21)相对旋转角度、且为动力及控制系统(5)提供行驶状态及控制信号的第一感应装置，所述第一转向机构(22)、第一感应装置与动力及控制系统(5)电通讯连接，第一转向机构(22)、第一感应装置共同作用控制双轮自平衡车的方向，即为所述方向控制装置。9.如权利要求1?3任一项所述的双轮自平衡车，其特征在于:所述机身(I)通过可让机身(I)绕踏板(2)左右转动一定角度的第二转向机构(23)与踏板(2)连接，机身(I)内设有监控机身(I)左右转动的角度大小、且为动力及控制系统(5)提供行驶状态及控制信号的第二感应装置，所述第二转向机构(23)、第二感应装置与动力及控制系统(5)电通讯连接，第二转向机构(23)、第二感应装置共同作用控制双轮自平衡车的方向，即为所述方向控制装置。10.如权利要求1?3任一项所述的双轮自平衡车，其特征在于:包括所述动力及控制系统(5)的机身(I)附着在所述方向控制杆(4)的后方;或所述方向控制杆(4)内部设置为空腔，包括所述动力及控制系统(5)的机身(I)在所述空腔内。
【文档编号】B62K3/00GK106005153SQ201610454970
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】王文辉, 王文耀, 白洁
【申请人】王文辉