CN103961860B - 一种脚控式电动滑板车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脚控式电动滑板车。依靠手支架把握方向的电动滑板车体积大、携带不便；采用独轮结构的滑板车，局限于年轻人。本发明包括滑板本体、齿轮箱、方向控制装置、动力加速装置和减速及制动装置；滑板本体的底部与齿轮箱固定，方向控制装置设置在齿轮箱内；方向控制装置包括左方向踏板、右方向踏板、左齿条、右齿条、复位弹簧、左齿轮、中间齿轮、右齿轮、转向齿轮、左齿轮安装轴、中间齿轮安装轴、右齿轮安装轴、转向齿条、转向控制杆、旋转套筒连接杆、旋转套筒、定位套筒和前轮；动力加速装置、减速及制动装置均包括变速踏板、踏板支撑块、推杆、推杆套筒、回位弹簧、触点开关、蓄电池和后轮。本发明操控简单，便携性强。

Description

一种脚控式电动滑板车

技术领域

本发明属于运动用品领域，涉及滑板车，具体涉及一种脚控式电动滑板车。

背景技术

滑板车作为一种极具娱乐性和代步工具的机械器械，深受人们（特别是年轻人）的欢迎，传统滑板车使用时要保持速度，需要人工用脚不断的蹬地以提供动力，且对地面的平整度有一定的要求。为此以电力作为动力的电动滑板车应运而生。近年来电动滑板车在国外市场销路较好，为此国内很多厂商也开始投入研发生产。目前市场上出现的一类电动滑板车是依靠手支架来把握滑板车的运动方向，体积偏大，携带不便；另一类滑板车采用独轮结构，提高了便携性，但操作上技术要求较高，主要局限于年轻人使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种脚控式电动滑板车，具有转向、制动、加减速功能，操控简单，便携性强，适用于人们出行时的代步。

本发明包括滑板本体、齿轮箱、方向控制装置、动力加速装置和减速及制动装置；所述滑板本体的底部与齿轮箱固定，且设有一体成型的蓄电池安放箱；方向控制装置设置在齿轮箱内。

所述的方向控制装置包括左方向踏板、右方向踏板、左齿条、右齿条、复位弹簧、左齿轮、中间齿轮、右齿轮、转向齿轮、左齿轮安装轴、中间齿轮安装轴、右齿轮安装轴、转向齿条、转向控制杆、旋转套筒连接杆、旋转套筒、定位套筒和前轮；左方向踏板、右方向踏板对称设置在滑板本体顶部，且均与滑板本体铰接；所述左方向踏板的底部与左齿条的顶端固定，右方向踏板的底部与右齿条的顶端固定；所述的左齿条和右齿条均与齿轮箱通过滑动副连接，且左齿条和右齿条的底端均套有复位弹簧；所述复位弹簧的下端与齿轮箱固定。所述的左齿条与左齿轮啮合，右齿条与右齿轮啮合，中间齿轮同时与左齿轮及右齿轮啮合；所述的左齿轮与左齿轮安装轴通过键连接，右齿轮与右齿轮安装轴通过键连接，中间齿轮与中间齿轮安装轴的一端通过键连接；所述的转向齿轮与中间齿轮安装轴的另一端通过键连接；所述的左齿轮安装轴、中间齿轮安装轴和右齿轮安装轴均与齿轮箱通过轴承连接；转向齿条设置在转向齿轮下方，并与转向齿轮啮合；所述的转向齿条与齿轮箱通过滑动副连接，两端均伸出齿轮箱外，分别与一根转向控制杆铰接；两个转向控制杆分别与一根旋转套筒连接杆铰接，两根旋转套筒连接杆分别与一个旋转套筒固定；两个旋转套筒分别套置在一个定位套筒上，且两个旋转套筒外侧的前轮连接杆分别与一个前轮通过轴承连接；所述两个定位套筒的底部分别与齿轮箱两端的定位套筒支撑杆固定。

所述的动力加速装置、减速及制动装置均包括变速踏板、踏板支撑块、推杆、推杆套筒、回位弹簧、触点开关、蓄电池和后轮。动力加速装置、减速及制动装置的变速踏板对称设置在滑板本体顶部，且均与滑板本体铰接；动力加速装置的变速踏板设置在滑板本体的右侧，减速及制动装置的变速踏板设置在滑板本体的左侧；所述两个变速踏板的底部均设有触点开关；所述的蓄电池通过触点开关与轮毂电机的电源输入端连接；所述的轮毂电机设置在后轮的轮毂处，蓄电池设置在蓄电池安放箱内；所述的后轮铰接在滑板本体的后部。所述变速踏板的底部与踏板支撑块的顶部固定；所述踏板支撑块的底部与推杆的顶部固定，推杆的中部与推杆套筒通过滑动副连接，推杆套筒的底部与滑板本体固定；所述的回位弹簧套置在推杆套筒上，顶部与踏板支撑块固定，底部与滑板本体固定。所述动力加速装置的推杆底部与滑动变阻器的滑片连接；滑动变阻器的可调电阻部分与控制电路连接，控制电路与轮毂电机连接。所述减速及制动装置的推杆底部与位移传感器的检测端连接；位移传感器的信号输出端与控制电路连接。

所述的左方向踏板与减速及制动装置的变速踏板之间、右方向踏板与动力加速装置的变速踏板之间均设有脚轮廓安放装置，两个脚轮廓安放装置均固定在滑板本体上；所述脚轮廓安放装置的后脚跟轮廓位置表面设有摩擦条纹。

所述滑板本体的后端设有把手，滑板本体的各边沿均倒圆角。

所述后轮轮毂的高度与直径的比值为2～3∶1。

本发明的有益效果是：

1、本发明可通过脚踩左方向踏板或右方向踏板来控制转向，大大简化市场上电动滑板车的扶手转向机构，使电动滑板车更加轻巧和灵活；且去除了传统的手握手支架来把握滑板车的方向，将双手解放出来。

2、本发明采用了轮毂电机控制***，大大简化了电动滑板车的空间。

3、本发明的轮毂电机与蓄电池及控制电路之间均采用线束连接，使电动滑板车的空间布置更加灵活；与市场上的电动滑板车相比，具有体积小、轻便，易于携带的特点，更适合外出代步，同时速度更快。

4、本发明结构简单，成本低，操作易学简便，使用安全。

附图说明

图1为本发明的整体装配立体图；

图2为本发明的整体装配剖视图；

图3为本发明中方向控制装置的装配立体图；

图4为本发明中方向控制装置的剖视图；

图5为本发明中动力加速装置或减速及制动装置的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种脚控式电动滑板车，包括滑板本体4、齿轮箱5、方向控制装置、动力加速装置和减速及制动装置；滑板本体4的底部与齿轮箱5固定，且设有一体成型的蓄电池安放箱25；方向控制装置设置在齿轮箱5内。

如图1、2、3和4所示，方向控制装置包括左方向踏板1、右方向踏板2、左齿条6、右齿条13、复位弹簧20、左齿轮7、中间齿轮9、右齿轮11、转向齿轮14、左齿轮安装轴8、中间齿轮安装轴10、右齿轮安装轴12、转向齿条15、转向控制杆16、旋转套筒连接杆17、旋转套筒18、定位套筒29和前轮19；左方向踏板1、右方向踏板2对称设置在滑板本体4顶部，且均与滑板本体4铰接。左方向踏板1的底部与左齿条6的顶端固定，右方向踏板2的底部与右齿条13的顶端固定；左齿条6和右齿条13均与齿轮箱5通过滑动副连接，且左齿条6和右齿条13的底端均套有复位弹簧20；复位弹簧20的下端与齿轮箱5固定。左齿条6与左齿轮7啮合，右齿条13与右齿轮11啮合，中间齿轮9同时与左齿轮7及右齿轮11啮合；左齿轮7与左齿轮安装轴8通过键连接，右齿轮11与右齿轮安装轴12通过键连接，中间齿轮9与中间齿轮安装轴10的一端通过键连接；转向齿轮14与中间齿轮安装轴10的另一端通过键连接；左齿轮安装轴8、中间齿轮安装轴10和右齿轮安装轴12均与齿轮箱5通过轴承连接；转向齿条15设置在转向齿轮14下方，并与转向齿轮14啮合；转向齿条15与齿轮箱5通过滑动副连接，两端均伸出齿轮箱5外，分别与一根转向控制杆16铰接；两个转向控制杆16分别与一根旋转套筒连接杆17铰接，两根旋转套筒连接杆17分别与一个旋转套筒18固定；两个旋转套筒18分别套置在一个定位套筒29上，且两个旋转套筒18外侧的前轮连接杆18-1分别与一个前轮19通过轴承连接；两个定位套筒29的底部分别与齿轮箱5两端的定位套筒支撑杆5-1固定。

如图1、2和5所示，动力加速装置、减速及制动装置均包括变速踏板3、踏板支撑块26、推杆31、推杆套筒28、回位弹簧27、触点开关30、蓄电池24和后轮22。动力加速装置、减速及制动装置的变速踏板3对称设置在滑板本体4顶部，且均与滑板本体4铰接；动力加速装置的变速踏板3设置在滑板本体4的右侧，减速及制动装置的变速踏板3设置在滑板本体4的左侧；两个变速踏板3的底部均设有触点开关30；蓄电池24通过触点开关30与轮毂电机的电源输入端连接；轮毂电机设置在后轮22的轮毂处，蓄电池24设置在蓄电池安放箱25内；后轮22铰接在滑板本体4的后部。变速踏板3的底部与踏板支撑块26的顶部固定；踏板支撑块26的底部与推杆31的顶部固定，推杆31的中部与推杆套筒28通过滑动副连接，推杆套筒28的底部与滑板本体4固定；回位弹簧27套置在推杆套筒28上，顶部与踏板支撑块26固定，底部与滑板本体4固定。动力加速装置的推杆31底部与滑动变阻器的滑片连接；滑动变阻器的可调电阻部分与控制电路连接，控制电路与轮毂电机连接。减速及制动装置的推杆31底部与位移传感器的检测端连接；位移传感器的信号输出端与控制电路连接。

左方向踏板1与减速及制动装置的变速踏板3之间、右方向踏板2与动力加速装置的变速踏板3之间均设有脚轮廓安放装置23，两个脚轮廓安放装置23均固定在滑板本体4上，用于安放驾驶者的双脚；脚轮廓安放装置23的后脚跟轮廓位置表面设有摩擦条纹，可以增大摩擦。滑板本体4的后端设有把手21，当不使用滑板车时，可将其提起。滑板本体4的各边沿均倒圆角。

后轮22轮毂的高度与直径的比值为2∶1，使滑板车的前后重心保持平衡。

该脚控式电动滑板车的工作原理：

方向控制装置：直线行驶时，驾驶者双脚放在脚轮廓安放装置23上。当驾驶者需要往左转向时，左脚脚后跟踏在脚轮廓安放装置23的摩擦条纹上，脚尖以脚后跟为圆心移至左方向踏板1上。踩下左方向踏板1时，力传递至左齿条6，左齿条6向下滑动，左侧的复位弹簧20压缩。左齿条6与左齿轮7啮合，左齿轮7与中间齿轮9啮合转动，中间齿轮9与右齿轮11啮合转动，右齿条13与右齿轮11啮合向上滑动，右侧的复位弹簧20拉伸。转向齿轮14带动转向齿条15水平向左滑动，转向控制杆16通过旋转套筒连接杆17带动旋转套筒18绕定位套筒29逆时针旋转，从而两前轮19向左转动，滑板车实现左转向。在左转向过程中，左侧的复位弹簧20压缩量与右侧的复位弹簧20拉伸量相同，当滑板车结束转向时，驾驶者将左脚抬起，移回脚轮廓安放装置23上，左方向踏板1和右方向踏板2在对应的复位弹簧20作用下回复原位，滑板车继续向前直线行驶。同理，驾驶者需要往右转向时，右脚脚后跟踏在脚轮廓安放装置23的摩擦条纹上，脚尖以脚后跟为圆心移至右方向踏板2上。踩下右方向踏板2时，力传递至右齿条13，右侧的复位弹簧20压缩。右齿条13与右齿轮11啮合，右齿轮11与中间齿轮9啮合转动，中间齿轮9与左齿轮7啮合转动，左齿条6与左齿轮7啮合向上滑动，左侧的复位弹簧20拉伸。转向齿轮14带动 转向齿条15水平向右滑动，转向控制杆16通过旋转套筒连接杆17带动旋转套筒18绕定位套筒29顺时针旋转，从而两前轮19向右转动，滑板车实现右转向。在右转向过程中，右侧的复位弹簧20压缩量与左侧的复位弹簧20拉伸量相同，当滑板车结束转向时，驾驶者将右脚抬起，移回脚轮廓安放装置23上，左方向踏板1和右方向踏板2在对应的复位弹簧20作用下回复原位，滑板车继续向前直线行驶。

动力加速装置：正常行驶时，驾驶者双脚放在脚轮廓安放装置23上。当滑板车加速时，驾驶者右脚脚后跟踏在脚轮廓安放装置23的摩擦条纹上，脚尖以脚后跟为圆心移至变速踏板3上。踩下变速踏板3时，推杆31沿推杆套筒28向下滑动，回位弹簧27压缩，触点开关30被激活；在推杆31沿推杆套筒28向下滑动至最大行程的过程中，滑动变阻器的阻值由大变小，控制电路中的电流由小变大，轮毂电机转速变快，实现加速过程。当滑板车结束加速时，驾驶者将右脚抬起，移回脚轮廓安放装置23上，回位弹簧27的回复力推动踏板支撑块26及变速踏板3自动恢复至初始高度。驾驶者可以根据右脚踩踏变速踏板3的力度来控制滑板车的加速程度。

减速及制动装置：正常行驶时，驾驶者双脚放在脚轮廓安放装置23上。当滑板车减速或者制动时，驾驶者左脚脚后跟踏在脚轮廓安放装置23的摩擦条纹上，脚尖以脚后跟为圆心移至变速踏板3上。踩下变速踏板3时，回位弹簧27压缩，触点开关30被激活，在推杆31沿推杆套筒28向下滑动至最大行程的过程中，位移传感器通过检测推杆31向下滑动的位移获取变速踏板3的位置信息，控制电路根据变速踏板3的位置信息，输出PWM信号，根据轮毂电机转子霍尔位置信号的改变，选择“三相六拍”的导通时序，导通相对应的IGBT功率管输出反向电流，IGBT功率管导通的时间越长，反向电流值越大，轮毂电机转速越慢，实现减速过程。驾驶者可以根据左脚踩踏变速踏板3的力度来输出PWM信号控制反向电流的大小。当驾驶者需要使滑板车慢慢减速时，只需踩下变速踏板3的三分之一，IGBT功率管导通的时间较短，控制电路输出的反向电流较小；当驾驶者需要使滑板车快速减速时，可踩下变速踏板3的三分之二，IGBT功率管导通的时间相对较长，控制电路输出较大的反向电流，实现快速减速；当驾驶者需要使滑板车立即制动时，可踩变速踏板3至最大行程，IGBT功率管一直导通直至滑板车停下来为止，控制电路输出额定的最大反向电流，实现立即制动。

Claims (4)

1. 一种脚控式电动滑板车，包括滑板本体、齿轮箱、方向控制装置、动力加速装置和减速及制动装置，其特征在于：

所述滑板本体的底部与齿轮箱固定，且设有一体成型的蓄电池安放箱；方向控制装置设置在齿轮箱内；

所述的方向控制装置包括左方向踏板、右方向踏板、左齿条、右齿条、复位弹簧、左齿轮、中间齿轮、右齿轮、转向齿轮、左齿轮安装轴、中间齿轮安装轴、右齿轮安装轴、转向齿条、转向控制杆、旋转套筒连接杆、旋转套筒、定位套筒和前轮；左方向踏板、右方向踏板对称设置在滑板本体顶部，且均与滑板本体铰接；所述左方向踏板的底部与左齿条的顶端固定，右方向踏板的底部与右齿条的顶端固定；所述的左齿条和右齿条均与齿轮箱通过滑动副连接，且左齿条和右齿条的底端均套有复位弹簧；所述复位弹簧的下端与齿轮箱固定；所述的左齿条与左齿轮啮合，右齿条与右齿轮啮合，中间齿轮同时与左齿轮及右齿轮啮合；所述的左齿轮与左齿轮安装轴通过键连接，右齿轮与右齿轮安装轴通过键连接，中间齿轮与中间齿轮安装轴的一端通过键连接；所述的转向齿轮与中间齿轮安装轴的另一端通过键连接；所述的左齿轮安装轴、中间齿轮安装轴和右齿轮安装轴均与齿轮箱通过轴承连接；转向齿条设置在转向齿轮下方，并与转向齿轮啮合；所述的转向齿条与齿轮箱通过滑动副连接，两端均伸出齿轮箱外，分别与一根转向控制杆铰接；两个转向控制杆分别与一根旋转套筒连接杆铰接，两根旋转套筒连接杆分别与一个旋转套筒固定；两个旋转套筒分别套置在一个定位套筒上，且两个旋转套筒外侧的前轮连接杆分别与一个前轮通过轴承连接；所述两个定位套筒的底部分别与齿轮箱两端的定位套筒支撑杆固定；

所述的动力加速装置、减速及制动装置均包括变速踏板、踏板支撑块、推杆、推杆套筒、回位弹簧、触点开关、蓄电池和后轮；动力加速装置、减速及制动装置的变速踏板对称设置在滑板本体顶部，且均与滑板本体铰接；动力加速装置的变速踏板设置在滑板本体的右侧，减速及制动装置的变速踏板设置在滑板本体的左侧；所述两个变速踏板的底部均设有触点开关；所述的蓄电池通过触点开关与轮毂电机的电源输入端连接；所述的轮毂电机设置在后轮的轮毂处，蓄电池设置在蓄电池安放箱内；所述的后轮铰接在滑板本体的后部；所述变速踏板的底部与踏板支撑块的顶部固定；所述踏板支撑块的底部与推杆的顶部固定，推杆的中部与推杆套筒通过滑动副连接，推杆套筒的底部与滑板本体固定；所述的回位弹簧套置在推杆套筒上，顶部与踏板支撑块固定，底部与滑板本体固定；所述动力加速装置的推杆底部与滑动变阻器的滑片连接；滑动变阻器的可调电阻部分与控制电路连接，控制电路与轮毂电机连接；所述减速及制动装置的推杆底部与位移传感器的检测端连接；位移传感器的信号输出端与控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种脚控式电动滑板车，其特征在于：所述的左方向踏板与减速及制动装置的变速踏板之间、右方向踏板与动力加速装置的变速踏板之间均设有脚轮廓安放装置，两个脚轮廓安放装置均固定在滑板本体上；所述脚轮廓安放装置的后脚跟轮廓位置表面设有摩擦条纹。

3.根据权利要求1所述的一种脚控式电动滑板车，其特征在于：所述滑板本体的后端设有把手，滑板本体的各边沿均倒圆角。

4.根据权利要求1所述的一种脚控式电动滑板车，其特征在于：所述后轮轮毂的高度与直径的比值为2～3∶1。