CN110329417A - 一种平衡车用车轮及平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡车用车轮及平衡车，其中的平衡车用车轮，包括控制板、定子、转子和轮轴，控制板安装于定子上且相对于定子固定设置，定子安装于轮轴上且相对于轮轴固定设置，转子相对于轮轴转动设置，轮胎安装于转子上。本发明平衡车用车轮及平衡车，控制板安装于定子上，而不是安装于车架内，可节省车架上的空间，使平衡车结构紧凑，且控制板安装于车轮内，车轮可由厂家直接装配，做成模块化的结构，便于整车的组装，提高生产效率。

Description

一种平衡车用车轮及平衡车

技术领域

本发明涉及一种平衡车用车轮及平衡车。

背景技术

现有的平衡车，其控制板均安装于平衡车的车架内，平衡车的前进、后退、转向等动作，均由控制板控制，安装于车架内的控制板，会占用车架的内部空间，使得平衡车整体结构臃肿。

发明内容

本发明涉及平衡车用车轮及平衡车，平衡车用车轮内的定子上安装控制板，可使平衡车的车架内无需再安装控制板，结构更紧凑，携带便利。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种平衡车用车轮，包括控制板、定子、转子、轮轴和轮胎，控制板安装于定子上且相对于定子固定设置，定子安装于轮轴上且相对于轮轴固定设置，转子相对于轮轴转动设置，轮胎安装于转子上。

通过采用上述技术方案，本申请中控制板并非简单的灯光电路板或速度传感器电路板等，而是整个平衡车的控制板，控制板用于控制平衡车的前进、后退及转向，控制板安装于定子上，而不是安装于车架内，可节省车架上的空间，使平衡车紧凑，控制板安装于车轮内的定子上，车轮可由厂家直接装配，在组装车轮时，控制板即可一同组装，以做成模块化的结构，便于后续整车的组装，提高生产效率。

作为本发明的进一步改进，控制板位于定子上的靠近轮轴的末端的侧面；或者，所述控制板位于定子上的远离轮轴的末端的侧面。通过采用上述技术方案，控制板处于定子的左侧面或右侧面，而不是处于定子周向方向的外缘，不妨碍定子与转子之间的相对转动，可合理利用起定子的左/右侧面的空间，巧妙地利用车轮的内部空间。

作为本发明的进一步改进，控制板与轮轴同心设置，控制板的中心位置处安装有陀螺仪。通过采用上述技术方案，控制板与轮轴同心设置，陀螺仪处于控制板的中心位置，有利于陀螺仪更精准地感测控制板的转动情况，从而高效地传送给主控芯片相关信息。

作为本发明的进一步改进，控制板的靠近中心位置处安装有主控芯片，主控芯片位于陀螺仪的下方。通过采用上述技术方案，陀螺仪与主控芯片之间位置设置合理，信息交互高效。当然，主控芯片与陀螺仪的相对位置，在其他方案中，可有其他布局。

作为本发明的进一步改进，控制板呈圆形。通过采用上述技术方案，控制板呈圆形，可与定子形状匹配，使得控制板安装于定子侧面时，结构紧凑，不与转子干涉。

作为本发明的进一步改进，控制板的靠近边缘的位置安装有电机驱动模块。通过采用上述技术方案，电机驱动模块安装于控制板的边缘位置，有利于散热，且不影响安装于控制板上的陀螺仪和主控芯片，保证了主要元件的稳定运行。

作为本发明的进一步改进，所述电机驱动模块为多个MOS管，多个MOS管均布于控制板上。通过采用上述技术方案，有利于均匀且快速地散热。

作为本发明的进一步改进，控制板上安装有电源接口、霍尔传感器接口、通信接口、以及喇叭接口，所述电源接口位于控制板的左上角，所述霍尔传感器接口位于控制板的左下角，所述通信接口位于控制板的右下角，所述喇叭接口位于控制板左侧中间位置。通过采用上述技术方案，控制板上各接口位置的设置，有利于控制板的电路布局，使控制板上的空间利用更合理。

作为本发明的进一步改进，轮轴上设置有轴承，轴承连接于转子。通过采用上述技术方案，轴承的设置，有利于转子相对于轮轴转动，使车轮运转平稳。

平衡车，包括上述任一项方案所述的平衡车用车轮，还包括车架，平衡车用车轮安装于车架的两侧。通过采用上述技术方案，平衡车采用此种车轮，车架上可仅设置电池及相应的功能部件即可，大大简化了车架的结构，更合理地利用起平衡车的车轮内部空间，可使平衡车整体结构紧凑。

本发明所涉及的平衡车用车轮及平衡车，相对于现有技术而言，至少具备如下有益之处：控制板安装于车轮内的定子上，车架经轮轴带动定子小幅转动时，控制板也会转动，安装于定子上的控制板同样可用于感测车架的前倾及后倾情况，控制平衡车的前进后退，也同样可用于控制平衡车转向，巧妙地节省了车架的空间，也很好地利用起车轮的内部空间，有利于车轮的模块化生产和组装，有利于平衡车的整车结构的简化和推广。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的平衡车用车轮的一个方向的剖面结构示意图（省略了各接口）；

图2为本发明一个实施例提供的平衡车用车轮的另一个方向的剖面结构示意图；

图中：控制板1、主控芯片11、陀螺仪12、MOS管13、电源接口14、霍尔传感器接口15、通信接口16、喇叭接口17、定子2、转子3、前端盖31、后端盖32、轮轴4、轮胎5、螺钉6、轴承7。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下扣合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

MOS管是金属--氧化物--半导体（Metal-Oxide-Semiconductor）场效应晶体管，或者称之为金属--绝缘体--半导体，确切的说，这个名字描述了MOS管的结构，即：在一定结构的半导体器件上，加上二氧化硅和金属，形成栅极。

实施例

一种平衡车用车轮，如图1所示，包括控制板1、定子2、转子3、轮轴4和轮胎5。控制板1安装于定子2上，相对于定子2固定设置。定子2相对于轮轴4固定设置，转子3相对于轮轴4转动设置，轮胎5安装于转子3的***。控制板1通过螺钉6或通过胶粘方式安装于定子2的侧面，本实例中，控制板1处于定子2上的靠近轮轴4的末端的侧面，轮轴4未贯穿控制板1。在其他实施例中，控制板1的中心可设置通孔，供轮轴4穿入，控制板1可位于定子2上的远离轮轴4的末端的侧面。

参阅图2，控制板1上设有主控芯片11、陀螺仪12、电机驱动模块、电源接口14、霍尔传感器接口15、通信接口16、喇叭接口17以及灯光接口。陀螺仪12、电机驱动模块、电源接口14、霍尔传感器接口15、通信接口16、喇叭接口17以及灯光接口均与主控芯片连接。控制板1的导线由轮轴4上的通孔41导出以连接至平衡车上的各功能部件，如灯光、喇叭等。

参阅图2，控制板1呈圆形，陀螺仪12安装于控制板1的中心位置，不需要额外的计算外在的偏移位置，从而可高效地确定陀螺仪的初始位置，以便于更精准地感测控制板1或定子的加速度信息、角度速度信息。主控芯片11处于靠近控制板1的中部位置，在图2中，主控芯片11位于陀螺仪12的下方，在其他实施例中，主控芯片当然可以处于其他位置。电机驱动模块包括六个MOS管13，六个MOS管13沿控制板的中心呈环形阵列布置且靠近控制板1的边缘，可有利于控制板的散热，也不影响控制板中部的陀螺仪12及主控芯片11的性能。当然，在其他实施例中，陀螺仪、主控芯片等可安装于控制板1上的其他位置。

电源接口14用于连接电源的供电导线，以向控制板供电。图2中，电源接口14位于控制板1的左上角。霍尔传感器接口15用于连接霍尔传感器，霍尔传感器可安装于定子的圆周方向上用于感测转子的转动信息。图2中，霍尔传感器接口15位于控制板1的左下角。通信接口16可通过导线连接至平衡车的上人机交互装置，可用于与外部设备进行通信，通信接口16位于控制板1的右下角。喇叭接口17可通过导线连接至喇叭，喇叭接口17位于控制板1的左侧中部。

定子2固定安装于轮轴4上，定子2上设置有绕组，转子3上设置有转子磁钢311，轮轴4上设置有轴承7，轴承7为滚动轴承，其内圈连接于轮轴4，外圈连接于转子3。转子3包括前端盖31和后端盖32，前端盖31和后端盖32可拆卸地连接，轮胎5安装于前端盖31的***，轴承7的外圈连接于后端盖32。

在另一实施例中，一种平衡车，包括上述实施例的平衡车用车轮，还包括电池、车架等。平衡车用车轮的轮轴4固定安装于车架的两侧，电池安装于车架内，平衡车的前进、后退的动作，由车轮内固定在定子2上的控制板1控制，具体来说，车架的前倾、后倾，会带动轮轴相应的转动，从而带动控制板1转动，控制板1中心的陀螺仪12可感测控制板的角速度信息和加速度信息，并进行整合，得到控制板的相对于地面的转动（倾斜）信息，并发送给主控芯片11，主控芯片11根据陀螺仪12所传来的控制板的转动（倾斜）信息，来控制车轮的转动，实现平衡车的前进、后退。即车架前倾，平衡车前进，车架后倾，平衡车后退。而平衡车的转向，对于左右车架可相对转动平衡扭扭车而言，是根据安装在平衡车车架上的踏板下方的传感器来感测，踏板下方的传感器感测的操作者的转向操控信号后，发送给控制板上的主控芯片，主控芯片控制车轮，以进行相应的转向；对于左右车架不可相对转动的平板型平衡车而言，则是根据感测转向操控杆的转动信息来实现转向，不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种平衡车用车轮，其特征在于，包括控制板（1）、定子（2）、转子（3）、轮轴（4）和轮胎（5），控制板（1）安装于定子（2）上且相对于定子（2）固定设置，定子（2）安装于轮轴（4）上且相对于轮轴（4）固定设置，转子（3）相对于轮轴（4）转动设置，轮胎（5）安装于转子（3）上。

2.如权利要求1所述的平衡车用车轮，其特征在于，所述控制板（1）位于定子（2）上的靠近轮轴（4）的末端的侧面；或者，所述控制板（1）位于定子（2）上的远离轮轴（4）的末端的侧面。

3.如权利要求1所述的平衡车用车轮，其特征在于，控制板（1）与轮轴（4）同心设置，控制板（1）的中心位置处安装有陀螺仪（12）。

4.如权利要求3所述的平衡车用车轮，其特征在于，控制板（1）的靠近中心位置处安装有主控芯片（11），主控芯片（11）位于陀螺仪（12）的下方。

5.如权利要求1所述的平衡车用车轮，其特征在于，控制板（1）呈圆形。

6.如权利要求1所述的平衡车用车轮，其特征在于，控制板（1）的靠近边缘的位置安装有电机驱动模块。

7.如权利要求6所述的平衡车用车轮，其特征在于，所述电机驱动模块为多个MOS管（13），多个MOS管均布于控制板（1）上。

8.如权利要求1-7任一项所述的平衡车用车轮，其特征在于，控制板（1）上安装有电源接口（14）、霍尔传感器接口（15）、通信接口（16）、以及喇叭接口（17），所述电源接口（14）位于控制板（1）的左上角，所述霍尔传感器接口（15）位于控制板（1）的左下角，所述通信接口（16）位于控制板（1）的右下角，所述喇叭接口（17）位于控制板（1）左侧中间位置。

9.如权利要求1-7任一项所述的平衡车用车轮，其特征在于，轮轴（4）上设置有轴承（7），轴承（7）连接于转子（3）。

10.一种平衡车，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的平衡车用车轮，还包括车架，平衡车用车轮安装于车架的两侧。