一种基于模块化轮胎的电动式减震型阶梯攀爬独轮车的制作方法

本发明涉及一种阶梯攀爬独轮车，尤其涉及一种基于模块化轮胎的电动式减震型阶梯攀爬独轮车。

背景技术：

随着国家经济水平的提高与交通基础设施建设的逐步完善，各种类型的私家车逐渐走入大众家庭，成为人们出行的主要工具之一，私家车的大量增加在方便人们出行的同时也引发了一系列严重的社会问题，尤其以交通拥堵与空气污染最甚。为缓解交通压力，减轻空气污染，绿色出行被列入国家发展议程，伴随着油价的持续高涨，以方便快捷绿色为特点的自行车、平衡车再次被人们广泛接受。但是目前市场普遍存在的自行车、平衡车只能适应在平坦的路上行驶，遇到阶梯、马路牙、低洼崎岖路段等特殊路况却无法发挥方便快捷的优势。因此，设计一种既能够在平坦路面上行驶又能攀爬楼梯阶梯，适应低洼崎岖路况的电动式独轮车势在必行。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于模块化轮胎的电动式减震型阶梯攀爬独轮车。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于模块化轮胎的电动式减震型阶梯攀爬独轮车，包括车架，它还包括控制系统、轮毂电机、模块化轮胎，车架包括箱型底座、把手、固定侧板、脚踏板；箱型底座的前端固定设置有把手；箱型底座下方的左侧、右侧对称设置有固定侧板；固定侧板的下端对应设置有脚踏板；

控制系统包括卡盘、驱动电路板、轮毂电机；卡盘为两个；两个卡盘对称设置于轮毂电机的左侧、右侧；卡盘的圆周上均匀设置有多个弧形卡槽；弧形卡槽与卡盘圆周的夹角均为15～40°；轮毂电机的中部设置有主传动轴；主传动轴的左端、右端均通过轴承与两侧的固定侧板相连接；轮毂电机的外圈上设置有电机保护套，电机保护套起着保护轮毂电机并且与轮辐焊接固定的作用；驱动电路板设置于箱型底座的内部；驱动电路板的后方设置有蓄电池；

模块化轮胎包括橡胶轮胎单元、轮毂、轮辐；模块化轮胎由多个橡胶轮胎单元构成，多个橡胶轮胎单元均能自由伸缩；橡胶轮胎单元均通过轮毂与轮毂电机相连接；轮毂为多个；多个轮毂均为空心结构；轮毂的一端均与橡胶轮胎单元相连接、另一端均与二号卡扣相连接；轮毂内沿径向均设置有轮辐；轮毂均通过轮辐与轮毂电机相连接；轮辐嵌置于轮毂内的一端均设置有一号卡扣；轮辐的外圆柱面上均套置有二号卡扣；二号卡扣均设置于轮毂朝向轮毂电机中心的一端；轮辐在轮毂内自由伸缩时，借助一号卡扣与二号卡扣的阻挡作用，防止轮辐从轮毂的内腔脱出；轮辐中部的左侧、右侧均设置有卡轴；卡轴的端部均朝向卡盘；轮辐均通过卡轴与卡盘活动相接；轮辐的中部外侧均套置有弹簧，弹簧用于限制轮毂的伸缩。

进一步地，橡胶轮胎单元为10个；10个橡胶轮胎单元均为36°弧形实心橡胶轮胎，其对应的圆心角均为36°。

进一步地，驱动电路板通过导线与蓄电池相连接；驱动电路板的内部设置有陀螺仪；驱动电路板、陀螺仪均与轮毂电机相连接，控制轮毂电机的转速。

进一步地，卡轴均与卡盘上的弧形卡槽匹配相接并均卡置于弧形卡槽内。

进一步地，卡盘的中部均开设有圆孔，圆孔内均设置有内螺纹；主传动轴的左侧、右侧端部均匹配设置有外螺纹；卡盘均与主传动轴螺纹相接。

进一步地，轮辐的一端均与电机保护套固定连接、另一端端面均通过螺栓与一号卡扣螺纹相接。

进一步地，二号卡扣与轮毂螺纹相接；二号卡扣、一号卡扣的直径均大于轮辐的直径；二号卡扣的直径小于一号卡扣的直径。

进一步地，固定侧板均通过螺栓与箱型底座固定连接。

进一步地，车架还包括挡泥板；挡泥板固定设置于箱型底座的后方。

本发明采用轮毂电机驱动，借助模块化轮胎实现阶梯攀爬与减震，依靠陀螺仪与驱动电路保持平衡，驾驶人通过调整重心倾斜来实现前进转弯与减速。本设计与现有的普通自行车、平衡车相比，不仅具备在平坦道路行走的功能，而且特别适合楼梯阶梯、低洼崎岖路面等特殊路况，方便快捷，绿色环保。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的后视面结构剖面图。

图3为图2的局部放大结构示意图。

图4为图1的左视面结构示意图。

图5为卡盘的结构示意图。

图中：1、车架；2、挡泥板；3、箱型底座；4、把手；5、固定侧板；6、主传动轴；7、模块化轮胎；8、橡胶轮胎；9、卡盘；10、脚踏板；11、轮毂；12、轮辐；13、弹簧；14、蓄电池；15、驱动电路板；16、轮毂电机；17、一号卡扣；18、二号卡扣；19、电机保护套；20、弧形卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～3所示的一种基于模块化轮胎的电动式减震型阶梯攀爬独轮车，包括车架1，它还包括控制系统、轮毂电机16、模块化轮胎7，轮毂电机16位于车架1的内部、模块化轮胎7的中部，模块化轮胎7位于车架1的下部。车架1包括箱型底座3、把手4、固定侧板5、脚踏板10；箱型底座3的前端固定设置有把手4；如图4所示，把手4为t型扶手，把手4位于箱型底座3的正前方中部向上，通过焊接固定连接。箱型底座3下方的左侧、右侧对称设置有固定侧板5；固定侧板5均通过螺栓与箱型底座3固定连接。固定侧板5的下端对应设置有脚踏板10；车架1还包括挡泥板2；挡泥板2固定设置于箱型底座3的后方。挡泥板2位于箱型底座3的正后方，通过焊接固定连接，主要是阻挡轮胎转动时飞溅起的泥土。

控制系统包括卡盘9、驱动电路板15、轮毂电机16；卡盘9为两个；两个卡盘对称设置于轮毂电机16的左侧、右侧；卡盘9的圆周上均匀设置有多个弧形卡槽20；如图5所示，弧形卡槽20与卡盘9圆周的夹角均为15～40°；轮毂电机16的中部设置有主传动轴6；主传动轴6的左端、右端均通过轴承与两侧的固定侧板5相连接；轮毂电机16的外圈上设置有电机保护套19，电机保护套19起着保护轮毂电机16并且与轮辐12焊接固定的作用；采用轮毂电机16驱动，借助模块化轮胎7实现阶梯攀爬与减震，依靠陀螺仪与驱动电路板15保持平衡，驾驶人通过调整重心倾斜来实现前进转弯与减速。

驱动电路板15设置于箱型底座3的内部；驱动电路板15的后方设置有蓄电池14；蓄电池14为驱动电路板15提供电能；箱型底座3的顶部设置有电源开关，电源开关与蓄电池14相连接；驱动电路板15通过导线与蓄电池14相连接；驱动电路板15的内部设置有陀螺仪；驱动电路板15、陀螺仪均与轮毂电机16相连接，控制轮毂电机16的转速。驱动电路板15、陀螺仪作为一种传感器，感应运动状态的变化，将产生的电压信号送入处理器处理，然后通过驱动电路板15控制电机的运动，通过加速或者减速实现人体的平衡。

模块化轮胎7包括橡胶轮胎单元8、轮毂11、轮辐12；模块化轮胎7由多个橡胶轮胎单元8构成，多个橡胶轮胎单元均能自由伸缩；橡胶轮胎单元8均通过轮毂11与轮毂电机16相连接；橡胶轮胎单元8为10个；10个橡胶轮胎单元均为36°弧形实心橡胶轮胎，其对应的圆心角均为36°。每个橡胶轮胎单元均能够自由伸缩，轮辐12通过弹簧13在轮毂11内伸缩，当某个橡胶轮胎单元8压到阶梯时受压向内压缩，咬住台阶面，相邻的橡胶轮胎单元8依然接触地面而继续向上攀爬。

轮毂11为多个；多个轮毂11均为空心结构；轮毂11的一端均与橡胶轮胎单元8相连接、另一端均与二号卡扣18相连接；轮毂11内沿径向均设置有轮辐12；轮毂11的内腔直径均大于轮辐12的外径。轮毂11均通过轮辐12与轮毂电机16相连接；轮辐12嵌置于轮毂11内的一端均设置有一号卡扣17；一号卡扣17通过螺栓与轮辐12的上端固定相接。轮辐12的一端均与电机保护套19固定连接、另一端端面均通过螺栓与一号卡扣17螺纹相接。轮辐12的外圆柱面上均套置有二号卡扣18；二号卡扣18均设置于轮毂11朝向轮毂电机16中心的一端；二号卡扣18与轮毂11螺纹相接；二号卡扣18、一号卡扣17的直径均大于轮辐12的直径；二号卡扣18的直径小于一号卡扣17的直径。轮辐12在轮毂11内自由伸缩时，借助一号卡扣17与二号卡扣18的阻挡作用，防止轮辐12从轮毂11的内腔脱出；把轮辐12固定有一号卡扣17的那一端伸进轮毂11内腔，轮毂11内腔直径比轮辐12外径大，轮毂11可以沿着轮辐12伸缩往复运动，为了防止轮毂11伸缩的时候从轮辐12上脱离，把套在轮辐12外圆柱面上的二号卡扣18通过螺纹与轮毂11固定在一起，一号卡扣17与二号卡扣18的阻挡，进而防止轮辐12与轮毂11脱离。轮辐12中部的左侧、右侧均设置有卡轴；卡轴的端部均朝向卡盘9；卡轴均与卡盘9上的弧形卡槽20匹配相接并均卡置于弧形卡槽20内。轮辐12均通过卡轴与卡盘9活动相接；轮辐12的中部外侧均套置有弹簧13，弹簧13用于限制轮毂11的伸缩。

卡盘9的中部均开设有圆孔，圆孔内均设置有内螺纹；主传动轴6的左侧、右侧端部均匹配设置有外螺纹；卡盘9均与主传动轴6螺纹相接。当需要让卡盘9与轮毂11中部的卡轴脱离时，手动向外旋转卡盘9，卡盘9与卡轴脱离，弹簧13处于自由伸缩的状态；当需要让卡盘9与轮毂11中部的卡轴锁定时，手动往内旋转卡盘9，卡轴进入卡盘9的弧形卡槽20内，弹簧13压缩到最低点然后带动卡盘9一起同步运动。正常行驶状态时，卡轴均卡置于弧形卡槽20内，模块化轮胎7为一个整体；当遇到遇到阶梯或者低洼崎岖地段时，卡轴与弧形卡槽20脱离，模块化轮胎7的各个橡胶轮胎单元8能够自由伸缩。

本发明的工作过程为：启动电源开关，蓄电池14供电，轮毂电机16转机转动，模块化轮胎7在平坦地面行驶时，独轮车为正常行驶状态。当遇到阶梯或者低洼崎岖地段时，需要手动转动卡盘9，让卡盘9的弧形卡槽20从轮辐12中部的卡轴脱离，弹簧13处于自由伸缩状态，经过阶梯之后，手动转动卡盘9，让卡轴进入弧形卡槽20，紧接着将每个弹簧13压缩，与模块化轮胎7相对静止，模块化轮胎7恢复正常行驶状态；当独轮车需要转向时，依靠陀螺仪与驱动电路板15保持平衡，只需要驾驶人通过调整重心倾斜来实现。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。