CN104859770A - 可变形的自平衡电动两轮车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变形的自平衡电动两轮车。该自平衡电动两轮车包括两个电机车轮、自平衡控制器***、电池、机壳组件，以及旋转定位机构、转向机构和切换感应***。电池为自平衡电动两轮车提供运行的动力，自平衡控制***设在机壳组件内，用于控制自平衡电动两轮车的操作运行。本发明的自平衡电动两轮车能够在两种状态之间切换，提高了驾乘的娱乐性，且结构简单稳定、车体小巧、质量轻、便于携带，并利于加工制造。

Description

可变形的自平衡电动两轮车

技术领域

本发明涉及自平衡电动车领域，特别涉及自平衡电动两轮车。

背景技术

自平衡电动车的工作原理主要通过内置的精密电子陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电机来达到平衡的效果。

具体地，以站在车上的驾驶人与车辆的整体重心纵轴作为参考线，当这条轴往前倾斜时，自平衡电动车车身内的内置电动马达会产生往前的力量，一方面平衡人与车往前倾倒的扭矩，一方面产生让车辆前进的加速度。相反，当陀螺仪发现驾驶人的重心往后倾时，也会产生向后的力量达到平衡效果。因此，驾驶人只要改变自己身体的角度往前或往后倾，平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比。

目前已经存在着多种自平衡电动两轮车，如中国发明专利200710130309公布了一种自平衡电动两轮车，它具有相对平行排列的两个轮子，两个轮子之间设有一个供骑车人站立的平台，它是单轴双轮的设计，有一根共同的驱轴将两个轮子相连，它还设置了一个操纵用的手把杆，用来改善骑车人站立的稳定性，以及控制车子行进的方向。驾驶者站立在两轮的内侧，通过人体前倾或后仰来控制车辆的前后加减速，通过车体上设有的手把及传感***进行转弯换向，但因为这种车辆自重达到40KG左右，不方便携带，且生产成本很高不便于市场推广。

美国US2011220427A1公布了一种自平衡电动独轮车。它具有一个轮子及电机，左右分别设有一脚踏板，车体具有前后平衡的能力。使用者站立在两侧的踏板上，通过小腿内侧夹住车体，调节身体重心来实现左右平衡。车体只有10KG左右，便于使用者携带。但因为使用者只是通过两脚与小腿来控制车体的平衡，导致平衡难度很高，行使时拐弯不易控制，容易发生意外或损坏车体。

发明内容

基于现有的不足，本发明提供了一种具有可变形的手提携带式自平衡电动两轮车，车体具有变形功能，分别设有展开状态与收合状态，在展开状态下驾驶者可站立在两轮的内侧进行驾驶。收合状态下驾驶者可站立在两轮的外侧设有的脚踏板上进行驾驶，同时车体上设有手持手柄，便利携带车体。

具体地，本发明提供了一种可变形的自平衡电动两轮车，所述自平衡电动两轮车包括两个电机车轮、自平衡控制器***、电池以及机壳组件，所述的电池为所述自平衡电动两轮车提供运行的动力，所述的自平衡控制***设在所述的机壳组件内，用于控制所述自平衡电动两轮车的操作运行，其特征在于：

所述的自平衡电动两轮车还包括旋转定位机构、转向机构和切换感应***；其中，

所述的电机车轮设在所述的旋转定位机构上，所述的旋转定位机构设在自平衡电动两轮车车体的左右侧，用来将所述自平衡电动两轮车切换到展开状态或收合状态；

所述的转向机构设在所述自平衡电动两轮车车体的中间位置，使得车体左右部分形成能够单独转动的个体，且车体左右部分都可以单独旋转一定角度，用来控制车体的转弯；

所述的切换感应***用于感应车体展开状态与收合状态，并相应地驱动两种状态下的自平衡控制***；以及

当所述自平衡电动两轮车处于展开状态时，所述的两个电机车轮分别位于自平衡电动两轮车车体的左右两外侧；当所述自平衡电动两轮车处于收合状态时，所述的两个电机车轮均位于自平衡电动两轮车车体的中间位置。

较佳地，所述的机壳组件包括主机壳、左机壳、右机壳以及机壳盖，机壳组件内部设有电池、自平衡控制***和切换感应***的安装空间。

一优选实施例中，左右侧的所述旋转定位机构每个设有相互可转动连接的两个旋转连接件，所述两个电机车轮中一个固定于所述两个旋转连接件之一上并能够随该旋转连接件一起旋转，另一个旋转连接件可转动连接于所述转向机构上。

较佳地，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、旋转轴、旋转连接件二以及步进电机，其中，

所述的旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，另一端通过所述旋转轴与所述旋转连接件二的一端连接，所述旋转连接件二另一端通过另一旋转轴与所述转向机构连接；

所述的步进电机设于所述的左机壳和所述的右机壳内，每个旋转定位机构设有两个步进电机，其中一个通过所述的旋转轴与所述旋转连接件一和所述旋转连接件二的一端连接，另一个步进电机通过另一旋转轴与所述旋转连接件二的另一端以及转向机构连接；以及

通过自平衡控制***的输出信号来控制所述的步进电机的转动，并使得所述旋转轴旋转，同时带动所述旋转连接件一和所述旋转连接件二共同旋转90度，实现车体展开与收合两种状态。较佳地，所述旋转连接件二还用于安装左机壳和右机壳。

较佳地，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、旋转轴组件和旋转连接件二，其中，

所述旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，所述旋转连接件一的另一端通过所述旋转轴组件与所述旋转连接件二连接，所述旋转连接件二的另一端通过另一旋转轴组件与转向机构连接；

所述旋转轴组件由螺栓、弹簧和螺帽组成，所述螺栓上设有沿径向的凸起，所述旋转连接件一和转向机构上设有凹槽，当自平衡电动两轮车车体由展开状态切换成收合状态或者由收合状态切换成展开状态时，通过给所述螺帽侧的一个适当的外力，使得螺栓受力向外侧移动，所述弹簧受外力发生弹性形变而被压缩，当所述旋转连接件一和所述旋转连接件二之间的旋转轴组件中的所述螺栓上的凸起完全脱离所述旋转连接件一上的凹槽时，以及所述旋转连接件二和所述转向机构之间的旋转轴组件中的所述螺栓上的凸起完全脱离所述转向机构上的凹槽时，可以使所述旋转连接件一和所述旋转连接件二分别旋转一定角度，由此实现自平衡电动两轮车车体展开与收合两种状态。

较佳地，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、两组棘轮组件、两个旋转轴和旋转连接件二，其中，

所述旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，另一端通过一组棘轮组件和旋转轴与所述旋转连接件二的一端可转动连接，所述旋转连接件二的另一端通过另一组棘轮组件和另一个旋转轴与所述转向机构连接，通过外力作用在所述的棘轮组件上，来控制所述旋转连接件一和所述旋转连接件二一起旋转90度，实现自平衡电动两轮车车体展开与收合两种状态。

较佳地，上述的两个旋转定位机构结构相同。

一优选实施例中，所述自平衡电动两轮车设有转向机构，当向左转弯时，通过外力作用使得左边或右边的转向机构旋转一定角度，通过自平衡控制***的调节，使得左边的电机产生加速度，车轮转速加快，两边形成速度差，实现向左转弯；当向右转弯时，通过外力作用使得右边或左边的转向结构旋转一定角度，通过自平衡控制***的调节，使得右边的电机产生加速度，车轮转速加快，两边形成速度差，实现向右转弯。

较佳地，转向机构由主体支架以及位于主体支架左右两侧的转向构件组成，左右两侧的转向构件形成为能够单独转动的构件。

较佳地，所述转向机构设有主体支架和两个转向连接件，所述两个转向连接件连接于所述主体支架两侧，其中，

所述主体支架由上主体支架、下主体支架和顶珠组件构成，所述顶珠组件包括顶珠和弹性构件，所述顶珠组件位于所述上主体支架和下主体支架之间；

所述转向连接件与所述主体支架连接的一端设有凸片，所述凸片压触所述顶珠组件；

所述转向连接件的另一端与所述旋转定位机构连接，且所述转向连接件能够相对于所述主体支架旋转一定角度，当有外力作用在所述转向连接件上时，所述顶珠组件的弹性构件受压发生形变，从而致使所述转向连接件旋转一定角度，当外力取消时，再通过所述顶珠组件的弹性构件复位，能够使转向连接件自动复位。

较佳地，所述转向机构设有主体支架和两个转向连接件，所述两个转向连接件连接于所述主体支架两侧，所述主体支架由上主体支架和下主体支架构成，其中，

所述转向连接件的一端与所述旋转定位机构连接，另一端设在所述主体支架内，且所述转向连接件能够相对于所述主体支架旋转一定角度；

所述主体支架上设有键，所述转向连接件上设有对应的凹槽，所述键与所述凹槽配合，使得所述转向连接件只能在一定的旋转角度内旋转，从而保证即实现转向功能，又能通过外力作用使所述转向连接件迅速复位。

较佳地，该转向连接件的旋转角度范围为单边5到15度。

较佳地，所述转向机构设有主体支架、转向连接件和旋转组件，所述转向连接件的一端与所述旋转机构的旋转连接件连接，另一端通过所述旋转组件与所述主体支架连接，所述旋转组件设有橡胶弹簧和旋转轴，从而当有外力作用在所述转向连接件时，所述橡胶弹簧受到外力作用绕所述旋转轴发生形变，并使所述转向连接件旋转一定角度，当外力取消时，所述橡胶弹簧恢复，从而实现所述转向连接件自动复位。

较佳地，该转向连接件的旋转角度范围为单边5到15度。

一优选实施例中，当车体处于收合状态时，所述的切换感应***通过感应并反馈给控制板，通过控制板切换到收合状态下的控制***模式；当车体处于展开状态时，所述的切换感应***通过感应并反馈给控制板，通过控制板切换到展开状态下的控制***模式。

根据本发明的另一方面，还提供了一种可变形的自平衡电动两轮车，所述的自平衡电动两轮车包括两个电机车轮、自平衡控制器***、电池以及机壳组件，所述的电池为所述的自平衡电动两轮车提供运行的动力，所述的自平衡控制***设在所述的机壳组件内，用于控制所述的自平衡电动两轮车的操作运行，其特征在于：

所述的自平衡电动两轮车还包括旋转定位机构和转向机构，且所述自平衡控制***设有两个分开的姿态采集模块；其中，

所述的电机车轮设在所述的旋转定位机构上，所述的旋转定位机构设在自平衡电动两轮车车体的左右侧，用来将所述自平衡电动两轮车切换到展开状态或收合状态；

所述的转向机构设在所述自平衡电动两轮车车体的中间位置，使得车体左右部分形成能够单独转动的个体，且车体左右部分都能够单独旋转一定角度，用来控制车体的转弯；

所述两个分开的姿态采集模块分别位于所述转向机构的左右侧上或位于左右电机车轮上，用于采集所述自平衡电动两轮车的姿态参数；以及

当所述的自平衡电动两轮车处于展开状态时，所述的两个电机车轮分别位于自平衡电动两轮车车体的左右两外侧；当所述自平衡电动两轮车处于收合状态时，所述的两个电机车轮均位于自平衡电动两轮车车体的中间位置。

较佳地，所述的切换感应***为电位器感应或光电感应或开关切换。

较佳地，车体的左右各一个电机车轮，左右车轮可在一轴线上。

较佳地，所述的电机车轮为单边设输出轴的轮毂电机，轮毂电机上设有轮胎。

较佳地，所述的自平衡控制***设有微处理器、姿态采集模块、电机驱动模块、显示模块、操作模块、速度检测模块、电流/电压监控模块、电源模块、电池保护模块，其中：姿态采集模块是采用加速度计与陀螺仪采集车体的姿态参数，电机驱动模块驱动电机转动，显示模块显示当前车体和电池状态，操作模块可设置运行模式和参数，速度检测模块检测当前电机转速，电流/电压监控模块监控电机驱动电压、电池电压、***电流，电源模块给整个***提供电源，电池保护模块对电池的充放电及待机进行保护，中央处理器对各个模块的数据进行运算处理并驱动相关输出模块。

姿态参数包括：车体的前后俯仰角度及角速度。

较佳地，设有一套以上自平衡控制***，最佳地，姿态采集模块分别设在左右机壳中各一组以上，分别检测左右车轮的角度与加速度。

较佳地，转向机构的旋转角度可以控制在一定的范围内，最佳地所述转向机构具有复位功能。

较佳地，旋转定位机构设在车体的左右侧至少一组以上，最佳地左右侧各一组。较佳地，其中一组通过旋转可以使所述的电机车轮向上或者向下旋转一定的角度，并使得电机车轮处于车体指定状态时的指定位置；另一组通过旋转使电机车轮与其中一组机壳一起旋转一定的角度，并使得它们处于车体指定状态时的指定位置。

较佳地，主机壳设在主体支架上并设有把手部。

较佳地，机壳组件由高强度的塑料制成。

本发明的自平衡电动两轮车能够在两种状态之间切换，提高了驾乘的娱乐性，并且车体小巧，质量轻，便于携带。结构简单稳定，利于加工制造。

附图说明

图1是一种具有可变形的便于手提携带的自平衡电动两轮车处于展开状态时的立体图；

图2是是一种具有可变形的便于手提携带的自平衡电动两轮车处于中间状态时的立体图；

图3是一种具有可变形的便于手提携带式的自平衡电动两轮车处于收合状态时的立体图；

图4是一种具有可变形的便于手提携带的自平衡电动两轮车处于展开状态时的***图；

图5是一种具有可变形的便于手提携带的自平衡电动两轮车处于展开状态时的剖视图；

图6是本发明的自平衡电动两轮车的第一种旋转定位机构的立体图；

图7是本发明的自平衡电动两轮车的第二种旋转定位机构的立体图；

图8是本发明的自平衡电动两轮车的第二种旋转定位机构的剖视图；

图9是本发明的自平衡电动两轮车的第三种旋转定位机构的立体图；

图10a和图10b是本发明的自平衡电动两轮车的第三种旋转定位机构的棘轮原理剖视图；

图11是本发明的自平衡电动两轮车的第一种转向机构的立体图；

图12是本发明的自平衡电动两轮车的第一种转向机构的剖视图；

图13是本发明的自平衡电动两轮车的第二种转向机构的立体图；

图14a和14b分别是本发明的自平衡电动两轮车的第二种转向机构的斜视剖视图和正视剖视图；

图15是本发明的自平衡电动两轮车的第三种转向机构的立体图；

图16是本发明的自平衡电动两轮车的第三种转向机构的剖视图；

图17是本发明的自平衡电动两轮车的处于展开状态时的切换感应***的立体图；以及

图18是本发明的自平衡电动两轮车的处于收合状态时的切换感应***的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

图1-3分别示出根据本发明的一实施例的可变形的自平衡电动两轮车100的处于展开状态、中间状态以及收合状态的立体图。图4示出图1-3的自平衡电动两轮车100的分解立体图。如图1-4所示，本实施例中，自平衡电动两轮车100包括两个电机车轮1、机壳组件2、两个旋转定位机构3、转向机构4、自平衡控制器***5、切换感应***6以及电池7。其中，两个电机车轮1能够通过两个旋转定位机构3旋转，从而实现图1和图3所示的两种使用状态，即两个电机车轮位于两侧，驾驶者在驾驶时站立于两个电机车轮中间的展开状态，以及两个电机车轮位于车体中间位置，驾驶者在驾驶时站立于两个电机车轮两侧的收合状态。

机壳组件2由左机壳21、主机壳22、右机壳23、机壳盖24和机壳盖25组成。机壳组件2内部设有电池、自平衡控制器***5、切换感应***6的安装空间。左机壳21和右机壳23连接于旋转定位机构3的旋转连接件二（下文将进一步说明），当车体在展开或者收合状态之间切换时，左机壳21和右机壳23与旋转连接件二一起旋转90°。主机壳22设在转向机构4的主体支架上（下文将进一步描述），并设有把手部221。机壳盖24设在左机壳21上，机壳盖25设在右机壳23上。由此，左机壳21、主机壳22、右机壳23、机壳盖24以及机壳盖25构成一个相对封闭的完整的整体。自平衡控制***5和电池7容纳于机壳组件2内并固定在左机壳21和右机壳23内。切换感应***6容纳于主机壳22内。当车体处于展开状态时，电机车轮位于车体的两外侧，机壳组件2位于车体的内侧和上侧。当车体处于收合状态时，电机车轮位于车体的两内侧，机壳组件位于车体的外侧和上侧。

较佳地，机壳组件2的各外壳由高强度塑料制成，诸如ABS+PC、PE+PBT等改性工程塑料。

如图4和5所示，旋转定位机构3设在车体的左右两侧，主要用来使得自平衡电动两轮车100能够在展开与收合两种状态之间切换。通常，在从展开状态切换到收合状态过程中，首先通过旋转使所述的电机车轮向下或向下旋转90°，从而使得电机车轮1处于如图2所示的位置；其次，使电机车轮1与左机壳21和右机壳23一起旋转90°，并使得它们处于如图3所示的位置。在从收合状态切换到展开状态过程中，旋转顺序相反。旋转定位机构3可具有多种结构形式，只要其能够实现将自平衡电动车100在展开状态和收合状态之间切换既可，下文将详细描述旋转定位机构的多个具体实施例。

如图4和5所示，转向机构4设在车体的中间位置，通常由主体支架以及位于主体支架左右两侧的转向构件组成。左右两侧的转向构件形成为能够单独转动的构件，主要用来控制车体的转弯。当向左转弯时，通过外力作用使得左边的转向构件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得左边的电机车轮转速慢，右边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向左转弯。当向右转弯时，通过外力作用使得右边转向构件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得右边的电机车轮转速慢，左边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向右转弯。转向机构4可具有多种结构形式，只要其能够实现将自平衡电动车100向左转向和向右转向既可，下文将详细描述转向机构4的多个具体实施例。

在驾乘期间，用户仅需要通过脚部沿一定方向对自平衡电动两轮车施加作用力，既可实现该自平衡电动两轮车的转向，而不需要如现有的电动独轮车那样通过身体倾斜来控制转向，或者现有的电动两轮车通过手来控制转向，由此操作更便利。

电机车轮1设有轮胎和轮毂电机，轮毂电机具有单边输出轴，轮胎设置在轮毂电机上。如图5所示，左右电机车轮1设在同一轴线上，电机车轮1通过旋转轴与转向机构4连接。

自平衡控制***5设有微处理器、姿态采集模块、电机驱动模块、显示模块、操作模块、速度检测模块、电流/电压监控模块、电源模块、电池保护模块，并置于左机壳21和右机壳23的内部，如图5所示。其中，姿态采集模块是采用加速度计与陀螺仪采集车体的姿态参数，电机驱动模块驱动电机转动，显示模块显示当前车体和电池状态，操作模块可设置运行模式和参数，速度检测模块检测当前电机转速，电流/电压监控模块监控电机驱动电压、电池电压、***电流，电源模块给整个***提供电源，电池保护模块对电池的充放电及待机进行保护，中央处理器对各个模块的数据进行运算处理并驱动相关输出模块。所述的自平衡控制***设在机壳组件2内，最佳地，具有一组以上姿态采集模块，分别设在左机壳21和右机壳23内，分别检测左右电机车轮的角度与加速度。

电池7分别设在左机壳21和右机壳23的内部，如图5所示，通过给电机车轮提供输出电源，使得整车获得运行的动力。电池通常为锂电池或蓄电池等可充电电池。

切换感应***6用于感应车体展开状态与收合状态，并根据这两种状态相应地驱动控制***。当车体处于收合状态时，所述的切换感应***6通过感应并反馈给控制***，通过控制***切换到收合状态下的控制模式，使得车体按照收合状态运行，也就是独轮车下的双轮车模式运行。当车体处于展开状态时，所述的切换感应***通过感应并反馈给控制***，通过控制***切换到展开状态下的控制模式。使得车体按照展开状态运行，也就是双轮车的模式运行。

切换感应***可以为电位器感应或光电感应或开关切换或干簧管。车体变形切换时，通过电位器感应或光电感应或开关切换或干簧管发出信号给于所述的自平衡控制***上设有的中央处理器上，自平衡控制***将相应的做出判断来调整车体的运行模式。所述的切换感应***可视为一个信号模块，通过车体切换时产生的信号可以判断当前车体是在展开模式下或收合模式下，相应的采用展开模式或收合模式下的参数来控制车体。

另一实施例中，也可通过设置两个姿态采集模块来替代上述的切换感应***。两个姿态采集模块可分别位于转向机构的左右侧上，或者分别位于两个电机车轮上，用于采集该自平衡电动两轮车的姿态参数。这里，姿态参数包括车体的前后俯仰角度及角速度。根据车体的前后俯仰角度及角速度，中央处理器根据当前的角度及角速度参数输出适当的PDM波调整电机的速度来控制车体的速度与角度。

以下描述根据本发明的三个实施例的旋转定位机构，应理解，本发明的旋转定位机构不限于下面所描述的实施例。

旋转定位机构实施例1

图6示出根据本发明的一实施例的旋转定位机构30的结构示意图。如图6所示，在电动两轮车车体左右两侧各设有一个旋转定位机构30，旋转定位机构30设有旋转连接件一302、旋转轴304、旋转连接件二303以及步进电机305，主要用来切换车体展开与收合两种状态，旋转连接件二303还用于安装左机壳21和23。所述的旋转连接件一302的一端与脚踏板8可转动连接，另一端通过旋转轴304与旋转连接件二303的一端连接。旋转连接件二303另一端通过另一旋转轴304与转向机构连接。步进电机305设于所述的左机壳21和所述的右机壳23内，电动两轮车的两侧各设有两个步进电机305，其中一个通过所述的旋转轴304与旋转连接件一302和旋转连接件二303的一端连接，另一个步进电机通过另一旋转轴304与旋转连接件二303的另一端和转向机构连接。通过自平衡控制***的输出信号，来控制所述的步进电机的转动，并使得旋转轴304旋转，同时带动旋转连接件一302和旋转连接件二303一起旋转90°，实现车体展开与收合两种状态。

当车体由展开状态切换成收合状态时，即由图1变成图2再变成图3时，通过自平衡控制***的输出信号，来控制所述的步进电机的转动，并使得旋转轴304旋转，同时带动所述的旋转连接件302一起旋转90°，可以使所述的电机车轮向下旋转90°，并使得电机车轮处于如图2的位置。接着，步进电机带动另一旋转轴旋转，同时也带动所述的旋转连接件二303一起旋转90°，并使得它们处于如图3的位置，即处于收合的状态，电机车轮位于车体的两内侧，机壳组件2位于车体的外侧和上侧。

当车体由收合状态切换成展开状态时，由图3变成图2再变成图1，通过自平衡控制***的输出信号，来控制所述的步进电机的转动，并使得旋转轴304旋转，同时带动旋转连接件二303一起向左或右旋转90°，并使得车体处于如图2的位置。接着，步进电机带动另一旋转轴旋转，同时也带动旋转连接件一302向上一起旋转90°，并使得它们处于如图1的位置，即处于展开的状态，电机车轮位于车体的两外侧，机壳组件位于车体的内侧和上侧。

旋转定位机构实施例2

图7和8示出根据本发明的另一实施例的旋转定位机构31的结构示意图。如图7-8所示，旋转定位机构31设有旋转连接件一312、旋转轴组件314和旋转连接件二313，主要用来切换车体展开与收合两种状态。左机壳21和右机壳23上设置旋转连接件二313上。旋转连接件一312的一端与脚踏板8可转动连接，旋转连接件一312的另一端通过旋转轴组件314与旋转连接件二313连接。旋转连接件二313的另一端通过另一旋转轴组件314与转向机构连接。旋转轴组件314由螺栓314a、弹簧314c和螺帽314b组成。当车体由展开状态切换成收合状态或者由收合状态切换成展开状态时，通过给螺帽314b侧的一个适当的外力，使得螺栓受力（如图8所示）向外侧移动，弹簧受外力发生弹性形变，被压缩，当旋转连接件一312和旋转连接件二313之间的旋转轴组件中的螺栓314a上的凸起314a1完全脱离旋转连接件一312上的凹槽3121时，以及旋转连接件二313和转向机构之间的旋转轴组件中的螺栓314a上的凸起314a1完全脱离转向机构上的凹槽402a时，可以使旋转连接件一312和旋转连接件二313分别旋转一定角度，由此实现车体展开与收合两种状态。

当车体由展开状态切换成收合状态时，即由图1变成图2再变成图3，通过给螺帽侧一个适当的外力，使得螺栓受力（如图8所示）向外侧移动，弹簧受外力发生弹性形变，被压缩，当螺栓上的凸起完全脱离旋转连接件一和转向机构上的凹槽时，就可以使旋转连接件一旋转90°，实现电机车轮向下旋转90°，并使得电机车轮处于如图2的位置，同时也使得旋转连接件二313旋转90°，并使得它们处于如图3的位置，即处于收合的状态，此时外力取消，弹簧会自动复位，同时也带动所述的旋转轴组件自动复位，电机车轮位于车体的两内侧，机壳组件位于车体的外侧和上侧。

当车体由收合状态切换成展开状态时，即由图3变成图2再变成图1，通过给螺帽侧一个适当的外力，使得螺栓受力（如图8所示）向外侧移动，弹簧受外力发生弹性形变，被压缩，当螺栓上的凸起完全脱离旋转连接件一和转向机构上的凹槽时，就可以使旋转连接件二313旋转90°，并使得它们处于如图3的位置；同时使旋转连接件一312旋转90°，实现所述的电机车轮向上旋转90°，并使得电机车轮处于如图1的位置，即处于收合的状态，此时外力取消，弹簧会自动复位，同时也带动所述的旋转轴组件自动复位，电机车轮位于车体的两外侧，机壳组件位于车体的内侧和上侧。

旋转定位机构实施例3

图9和10示出根据本发明的又一实施例的旋转定位机构32的结构示意图。如图9-10所示，旋转定位机构32设有旋转连接件一322、两组棘轮组件324、两个旋转轴325和旋转连接件二323，主要用来切换车体展开与收合两种状态。左机壳21和右机壳23安装旋转连接件二322上。旋转连接件一322的一端与脚踏板可转动连接，另一端通过棘轮组件324和旋转轴325与旋转连接件二可转动连接。两组棘轮组件分别固定于左机壳21和右机壳23上，通过旋转轴325分别与旋转连接件一和旋转连接件二连接。旋转连接件二322的另一端通过另一组棘轮组件和另一个旋转轴与转向机构连接。通过外力作用在所述的棘轮组件324上（棘轮原理如图10a所示），来控制旋转连接件一322和旋转连接件二323通过旋转轴325一起旋转90°，实现车体展开与收合两种状态。棘轮组件324可采用本领域已知的任何合适的棘轮组件。图10a和10b中示例性示出其中一种棘轮组件324的剖视图。

如图10a和10b所示，所述的棘轮组件324包含：壳体3241、齿轮3242、活动件3243、定位弹销3244和键3245。当外力作用在棘轮组件324的棘轮上时，通过内部齿轮的旋转可以控制旋转轴325顺时针或者逆时针旋转，再通过所述的键3245与所述齿轮3242上的槽的配合，可以把旋转轴325完全固定住。当处于图10a所示的状态1时，通过所述的定位弹销的弹性形变的弹力从正下方顶住所述活动件，可以使所述的活动件处于状态1，这时所述的活动件卡住所述的齿轮，使所述齿轮只能逆时针旋转，不能顺时针旋转。当逆时针旋转到一定角度时，把所述的键插进所述的壳体中，使所述的键与所述齿轮上的槽的配合，可以把所示齿轮完全固定住。当处于如图10b所示的状态2时，通过所述的定位弹销的弹性形变的弹力从正下方顶住所述活动件，可以使所述的活动件3243处于状态2的状态，不发生旋转，这时所述的活动件卡住所述的齿轮，使所述齿轮只能顺时针旋转，不能逆时针旋转。当顺时针旋转到一定角度时，把所述的键3245插进所述的壳体中，使所述的键与所述齿轮上的槽的配合，可以把所示齿轮完全固定住。

当车体由展开状态切换成收合状态时，即由图1变成图2再变成图3，通过外力作用在所述的棘轮组件324上，并使得旋转轴325旋转，同时带动旋转连接件一322一起旋转90°，可以使电机车轮向下旋转90°，并使得电机车轮处于如图2的位置；同时另一旋转轴325旋转，同时也带动旋转连接件二323一起旋转90°，并使得它们处于如图3的位置，即处于收合的状态，电机车轮位于车体的两内侧，机壳组件位于车体的外侧和上侧。

当车体由收合状态切换成展开状态时，即由图3变成图2再变成图1，通过外力作用在所述的棘轮组件324上，并使得旋转轴325旋转，同时带动旋转连接件二323一起向左或右旋转90°，并使得车体处于如图2的位置。接着，另一旋转轴325，同时带动旋转连接件一向上一起旋转90°，并使得它们处于如图1的位置，即处于展开的状态，电机车轮位于车体的两外侧，机壳组件位于车体的内侧和上侧。

以下描述根据本发明的三个实施例的转向机构，应理解，本发明的转向机构不限于下面所描述的实施例。

转向机构实施例1

图11和12示出根据本发明的一实施例的转向机构40的结构示意图。如图11-12所示，转向机构40设有主体支架401和两个转向连接件402，两个转向连接件402连接于主体支架401两侧。主机壳22固定在主体支架401上。主体支架401由上主体支架4011、下主体支架4012和顶珠组件4013构成，主要用作电动车整体的支撑。顶珠组件4013包括顶珠和弹性构件，组装好后，顶珠组件4013位于上主体支架4011和下主体支架4012之间，且转向连接件402上的凸片402a压触顶珠组件4013。转向连接件402一端与旋转定位机构的旋转连接件二连接，另一端设在主体支架401内，且转向连接件402可相对于主体支架401旋转一定角度。当有外力作用在转向连接件402上时，顶珠组件4013的弹性构件受压发生形变，从而致使转向连接件402旋转一定角度，当外力取消时，再通过顶珠组件的弹性构件复位，可以使转向连接件自动复位。

当向左转弯时，通过外力作用使得左边转向连接件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边的电机车轮，使得左边的电机车轮转速慢，右边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向左转弯。当转弯结束时，再通过顶珠组件的弹性构件，可以使转向连接件自动复位。当向右转弯时，通过外力作用使得右边转向连接件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得右边的电机车轮转速慢，左边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向右转。当转弯结束时，再通过顶珠组件的弹性构件，可以使转向连接件自动复位。

转向机构实施例2

图13和14a、14b示出根据本发明的另一实施例的转向机构41的结构示意图。如图13-14所示，转向机构41设有主体支架411和两个转向连接件412，两个转向连接件412连接于主体支架411两侧。主机壳22固定在主体支架411上。主体支架411由上主体支架4111和下主体支架4112构成，主要用作电动车整体的支撑。转向连接件412一端与旋转定位机构的旋转连接件二连接，另一端设在主体支架411内，且转向连接件412可相对于主体支架411旋转一定角度。当有外力作用在旋转连接件412上时，可使转向连接件402旋转一定角度，再通过外力作用，可以使转向连接件复位。

具体地，转向连接件412上可以发生逆时针或者顺时针旋转，但是，通过所述主体支架4111上的键4111a、4111b与转向连接件412上的凹槽412a、412b配合，转向连接件412旋转角度只能在一微小角度范围内旋转，由此既能保证实现转向功能，又能通过外力作用使转向连接件412迅速复位。较佳地，该转向连接件的旋转角度为单边5到15度。

当向左转弯时，通过外力作用使得左边的转向连接件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得左边的电机车轮转速慢，右边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向左转弯，当转弯结束时，再通过外力作用，可以使所述的转向连接件复位。当向右转弯时，通过外力作用使得右边转向连接件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得右边的电机车轮转速慢，左边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向右转，当转弯结束时，再通过外力作用，可以使所述的转向连接件复位。

转向机构实施例3

图15和16示出根据本发明的又一实施例的转向机构42的结构示意图。如图15-16所示，转向机构42设有主体支架421、转向连接件422和旋转组件423，主体支架421与主机壳22连接，主要用来作为整体的支撑。转向连接件422的一端与旋转机构的旋转连接件连接，另一端通过旋转组件423与主体支架42连接。旋转组件423设有橡胶弹簧4231和旋转轴4232，当有外力作用在转向连接件422时，橡胶弹簧4231受到外力作用绕旋转轴4232发生形变，并使转向连接件422旋转一定角度，当外力取消时，橡胶弹簧4231恢复，可以实现转向连接件422自动复位。较佳地，该转向连接件的旋转角度为单边5到15度。

当向左转弯时，通过外力作用使得左边转向连接件旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得左边的电机车轮转速慢，右边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向左转弯，当转弯结束时，外力取消时，橡胶弹簧恢复，可以实现的转向连接件自动复位。当向右转弯时，通过外力作用使得右边转向连接旋转一定角度，通过把信号反馈给自平衡控制***，再通过自平衡控制***一系列运算，然后把信号输出给左右两边电机车轮，使得右边的电机车轮转速慢，左边的电机车轮转速快，两边并形成速度差，实现向右转，当转弯结束时，外力取消时，橡胶弹簧恢复，可以实现转向连接件自动复位。

有益效果

本发明的自平衡电动两轮车中，车体具有可变形功能，即能够处于收合的状态，使得电机车轮位于车体的两内侧，机壳组件位于车体的外侧和上侧，或者处于展开的状态，使得电机车轮位于车体的两外侧，机壳组件位于车体的内侧和上侧。从而满足不同用户的不同需求，保证更安全有效的驾驶，提高了自平衡电动两轮车的驾乘娱乐性。同时，该自平衡电动两轮车车体小巧，质量轻并设有手把便于携带。而其，该自平衡电动两轮车结构简单稳定，利于加工制造。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (13)

1.一种可变形的自平衡电动两轮车，所述自平衡电动两轮车包括两个电机车轮、自平衡控制器***、电池以及机壳组件，所述的电池为所述的自平衡电动两轮车提供运行的动力，所述的自平衡控制***设在所述的机壳组件内，用于控制所述的自平衡电动两轮车的操作运行，其特征在于：

所述的自平衡电动两轮车还包括旋转定位机构、转向机构和切换感应***；其中，

所述的电机车轮设在所述的旋转定位机构上，所述的旋转定位机构设在自平衡电动两轮车车体的左右侧，用来将所述自平衡电动两轮车切换到展开状态或收合状态；

所述的转向机构设在所述自平衡电动两轮车车体的中间位置，使得车体左右部分形成能够单独转动的个体，且车体左右部分都能够单独旋转一定角度，用来控制车体的转弯；

所述的切换感应***用于感应车体展开状态与收合状态，并相应地驱动两种状态下的自平衡控制***；以及

当所述的自平衡电动两轮车处于展开状态时，所述的两个电机车轮分别位于自平衡电动两轮车车体的左右两外侧；当所述自平衡电动两轮车处于收合状态时，所述的两个电机车轮均位于自平衡电动两轮车车体的中间位置。

2.根据权利要求1所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述的机壳组件包括主机壳、左机壳、右机壳以及机壳盖，所述的机壳组件内部设有电池、自平衡控制***和切换感应***的安装空间。

3.根据权利要求1所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，左右侧的所述旋转定位机构每个设有相互可转动连接的两个旋转连接件，所述两个电机车轮中一个固定于所述两个旋转连接件之一上并能够随该旋转连接件一起旋转，另一个旋转连接件可转动连接于所述转向机构上。

4.根据权利要求3所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、旋转轴、旋转连接件二以及步进电机，其中，

所述的旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，另一端通过所述旋转轴与所述旋转连接件二的一端连接，所述旋转连接件二另一端通过另一旋转轴与所述转向机构连接；

所述的步进电机设于所述的左机壳和所述的右机壳内，每个旋转定位机构设有两个步进电机，其中一个通过所述的旋转轴与所述旋转连接件一和所述旋转连接件二的一端连接，另一个步进电机通过另一旋转轴与所述旋转连接件二的另一端以及转向机构连接；以及

通过自平衡控制***的输出信号来控制所述的步进电机的转动，并使得所述旋转轴旋转，同时带动所述旋转连接件一和所述旋转连接件二共同旋转90度，实现车体展开与收合两种状态。

5.根据权利要求3所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、旋转轴组件和旋转连接件二，其中，

所述旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，所述旋转连接件一的另一端通过所述旋转轴组件与所述旋转连接件二连接，所述旋转连接件二的另一端通过另一旋转轴组件与转向机构连接；

所述旋转轴组件由螺栓、弹簧和螺帽组成，所述螺栓上设有沿径向的凸起，所述旋转连接件一和转向机构上设有凹槽，当自平衡电动两轮车车体由展开状态切换成收合状态或者由收合状态切换成展开状态时，通过给所述螺帽侧的一个适当的外力，使得螺栓受力向外侧移动，所述弹簧受外力发生弹性形变而被压缩，当所述旋转连接件一和所述旋转连接件二之间的旋转轴组件中的所述螺栓上的凸起完全脱离所述旋转连接件一上的凹槽时，以及所述旋转连接件二和所述转向机构之间的旋转轴组件中的所述螺栓上的凸起完全脱离所述转向机构上的凹槽时，可以使所述旋转连接件一和所述旋转连接件二分别旋转一定角度，由此实现自平衡电动两轮车车体展开与收合两种状态。

6.根据权利要求3所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述自平衡电动两轮车设有左右两个旋转定位机构，该旋转定位机构设有旋转连接件一、两组棘轮组件、两个旋转轴和旋转连接件二，其中，

所述旋转连接件一的一端与脚踏板可转动连接，另一端通过一组棘轮组件和旋转轴与所述旋转连接件二的一端可转动连接，所述旋转连接件二的另一端通过另一组棘轮组件和另一个旋转轴与所述转向机构连接，通过外力作用在所述的棘轮组件上，来控制所述旋转连接件一和所述旋转连接件二一起旋转90度，实现自平衡电动两轮车车体展开与收合两种状态。

7.根据权利要求1所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述自平衡电动两轮车设有转向机构，当向左转弯时，通过外力作用使得左边或右边的转向机构旋转一定角度，通过自平衡控制***的调节，使得右边的电机产生加速度，车轮转速加快，两边形成速度差，实现向左转弯；当向右转弯时，通过外力作用使得右边或左边的转向结构旋转一定角度，通过自平衡控制***的调节，使得左边的电机产生加速度，车轮转速加快，两边形成速度差，实现向右转弯。

8.根据权利要求7所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述转向机构设有主体支架和两个转向连接件，所述两个转向连接件连接于所述主体支架两侧，其中，

所述主体支架由上主体支架、下主体支架和顶珠组件构成，所述顶珠组件包括顶珠和弹性构件，所述顶珠组件位于所述上主体支架和下主体支架之间；

所述转向连接件与所述主体支架连接的一端设有凸片，所述凸片压触所述顶珠组件；

所述转向连接件的另一端与所述旋转定位机构连接，且所述转向连接件能够相对于所述主体支架旋转一定角度，当有外力作用在所述转向连接件上时，所述顶珠组件的弹性构件受压发生形变，从而致使所述转向连接件旋转一定角度，当外力取消时，再通过所述顶珠组件的弹性构件复位，能够使转向连接件自动复位。

9.根据权利要求7所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述转向机构设有主体支架和两个转向连接件，所述两个转向连接件连接于所述主体支架两侧，所述主体支架由上主体支架和下主体支架构成，其中，

所述转向连接件的一端与所述旋转定位机构连接，另一端设在所述主体支架内，且所述转向连接件能够相对于所述主体支架旋转一定角度；

所述主体支架上设有键，所述转向连接件上设有对应的凹槽，所述键与所述凹槽配合，使得所述转向连接件只能在一定的旋转角度内旋转，从而保证即实现转向功能，又能通过外力作用使所述转向连接件迅速复位。

10.根据权利要求7所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述转向机构设有主体支架、转向连接件和旋转组件，所述转向连接件的一端与所述旋转机构的旋转连接件连接，另一端通过所述旋转组件与所述主体支架连接，所述旋转组件设有橡胶弹簧和旋转轴，从而当有外力作用在所述转向连接件时，所述橡胶弹簧受到外力作用绕所述旋转轴发生形变，并使所述转向连接件旋转一定角度，当外力取消时，所述橡胶弹簧恢复，从而实现所述转向连接件自动复位。

11.根据权利要求1所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，当车体处于收合状态时，所述的切换感应***通过感应并反馈给控制板，通过控制板切换到收合状态下的控制***模式；当车体处于展开状态时，所述的切换感应***通过感应并反馈给控制板，通过控制板切换到展开状态下的控制***模式。

12.根据权利要求11所述的自平衡电动两轮车，其特征在于，所述的切换感应***为电位器感应或光电感应或开关切换。

13.一种可变形的自平衡电动两轮车，所述的自平衡电动两轮车包括两个电机车轮、自平衡控制器***、电池以及机壳组件，所述的电池为所述的自平衡电动两轮车提供运行的动力，所述的自平衡控制***设在所述的机壳组件内，用于控制所述的自平衡电动两轮车的操作运行，其特征在于：

所述的自平衡电动两轮车还包括旋转定位机构和转向机构，且所述自平衡控制***设有两个分开的姿态采集模块；其中，

所述的电机车轮设在所述的旋转定位机构上，所述的旋转定位机构设在自平衡电动两轮车车体的左右侧，用来将所述自平衡电动两轮车切换到展开状态或收合状态；

所述的转向机构设在所述自平衡电动两轮车车体的中间位置，使得车体左右部分形成能够单独转动的个体，且车体左右部分都能够单独旋转一定角度，用来控制车体的转弯；

所述两个分开的姿态采集模块分别位于所述转向机构的左右侧上或位于左右电机车轮上，用于采集所述自平衡电动两轮车的姿态参数；以及

当所述的自平衡电动两轮车处于展开状态时，所述的两个电机车轮分别位于自平衡电动两轮车车体的左右两外侧；当所述自平衡电动两轮车处于收合状态时，所述的两个电机车轮均位于自平衡电动两轮车车体的中间位置。