CN115123434A - 一种平衡车转向机构及平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平衡车转向机构及平衡车，包括车本体和转动连接于所述车本体两侧的车轮组件，所述车本体上设置有踏板组件、转向组件和控制组件，所述转向组件包括转向杆，所述转向杆与所述车本体可转动的连接，可在外力作用下摆动，还包括转向板，所述转向板的上端与所述转向杆固定相连形成固定区S1，所述转向板的下端与所述车本体固定相连形成固定区S3，所述固定区S1和所述固定区S3之间形成形变区S2，所述转向板可利用自身韧性/弹性，在所述转向杆的摆动作用下，于形变区S2产生折弯形变。本发明精简转向机构的整体零部件数量、优化转向机构构成，降低转向机构的加工成本。

Description

一种平衡车转向机构及平衡车

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动平衡车转向机构及电动平衡车。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上。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***，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持***的平衡。电动平衡车，作为当前最流行的代步工具，因其时尚的外观，灵活且便于携带深受广大年轻人的喜爱。

目前，市场上平衡车大多通过腿控或者手控的方式控制转向，往往在腿控杆或者手控杆的底部加设了转向轴(转轴)，通过检测转向轴的转动角度来控制平衡车转向。但是这样一来往往使得平衡车的转向机构整体零部件较多、结构复杂，另外为了使转轴具有足够的强度，一般使用铝型材材料，并使用CNC加工工艺，加工时间长，成本比较高。

中国实用新型专利CN201420058494.4，公开了一种平衡车的转向轴结构，其包含设置在平衡车上的转向平台，该转向平台上平行设置两个轴承座，分别为轴承前座和轴承后座，两个轴承座上转动安装转向轴，转向轴的前端穿过轴承前座后通过转向杆连接轴固定连接转向杆，转向轴的后端传感器轴承后座后与固定在转向平台上的转向传感器接触；上述的转向轴上固定卡接有转向轴压块，转向轴压块两端与转向平台之间分别通过一个压块弹簧连接；上述的转向杆包含上下两段，分别为转向杆上段和转向杆下段，转向杆上段和转向杆下段通过调整螺丝调整相互之间的距离；转向杆的顶端设置把手。轴承座和转向轴的设置使得转向机构整体零部件较多、结构复杂。

中国发明申请CN202011579580.6公开了一种用于平衡车的转向检测机构及平衡车，包括连接轴和传感器；所述连接轴包括检测部；所述检测部设有容纳腔，所述容纳腔位于检测部端部，所述容纳腔设有检测件，所述检测件直接固定于所述容纳腔内，所述传感器与所述检测件对应设置；所述检测部还设有检测腔，所述检测腔用于容纳所述传感器，所述传感器部分或全部位于所述检测腔中。连接轴的设置使其加工时间长、成本较高。

另外，由于腿控杆或者手控杆的摆动与电动平衡车的转向几乎是同时进行，为了转向后腿控杆或者手控杆能尽快复位至原始位置，减少电动平衡车的转向离心力，还需要设置能够使得腿控杆或者手控杆转向后自动复位的弹性结构。

中国实用新型专利CN201720720947.9，公开了一种电动平衡车的操控杆转向复位结构，包括设置在电动平衡车的脚踏座与操控杆之间，包括设于操控杆下部且能随着操控杆摆动而转动的转轴，转轴与脚踏座可转动连接且当操控杆不受外力作用时操控杆保持居中位置，脚踏座内设有当操控杆摆动从而带动转轴朝任意一个方向转动时能被转轴带动而发生形变从而使转轴具有反向转动趋势的弹性片，弹性片的端部位于转轴的外侧。优点在于：结构简单合理，稳定性好，复位效果好，能确保操控杆能及时准确地复位至中间位置，便于安装拆卸，弹性片采用锰钢片制成能提供足够的弹性力。但是复位结构的设置，更加增添了转向机构零部件的复杂程度。

发明内容

为了精简转向机构的整体零部件数量、优化转向机构构成，降低转向机构的加工成本，本发明提供了一种精简转向轴，直接利用腿控杆或者手控杆进行转向控制的平衡车转向机构。

本发明提供了一种平衡车转向机构，包括车本体和转动连接于所述车本体两侧的车轮组件，所述车本体上设置有踏板组件、转向组件和控制组件，所述转向组件包括转向杆，所述转向杆与所述车本体可转动的连接，可在外力作用下摆动以控制转向，优选的，摆动发生在垂直于踏板组件所在的前平面，即通常理解的控制转向杆的左右摆动。

作为本发明的进一步改进，所述转向组件还包括转向板，所述转向板的上端与所述转向杆固定相连形成固定区S1，所述转向板的下端与所述车本体固定相连形成固定区S3，所述固定区S1和所述固定区S3之间形成形变区S2，所述转向板可利用自身韧性/弹性，在所述转向杆的摆动作用下，于形变区S2产生折弯形变。传统的转向轴往往与踏板组件平行，从车本体的前侧加装于车本体上，本发明不同于传统的，在转向杆的底部另外设置转向轴控制转向的方式，直接在转向杆的下端延伸固定转向板，极大的节省了车本体内部空间、减小零部件数量，优化加工时间成本。优选的，可使用65Mn等合金材料经冲压下料、热处理加工转向板，转向板经热处理后材质具有很好的弹性，这样的弹簧钢板可在外力作用下产生弯折。

作为本发明的进一步改进，所述转向组件还包括：内嵌于所述转向杆内的内衬套，套设于所述转向杆外的固定座，以及固定于所述车本体内的安装座，所述转向板的上端嵌设于所述内衬套中固定，所述转向板的下端与所述安装座固定相连，通过内衬套将转向板紧固的固定于转向杆内部，保证了与转向杆摆动的同步，再通过固定座产生的抱箍效果，进一步提高转向杆、内衬套、转向板的安装牢度。

作为本发明的进一步改进，所述车本体上设有适于安装所述转向杆的转向安装部，所述转向安装部为通孔状，所述转向组件还包括适于遮蔽所述转向安装部的软胶盖，所述软胶盖包括安装口和盖裙边，所述转向杆安装于所述安装口，所述盖裙边覆盖所述转向安装部的孔缘，优选的，盖裙边可设置为多折形态，或者选用柔性材质制作，可良好的保证了孔缘的遮蔽性，防止手指伸入产生危险，还可以防灰防尘。

作为本发明的进一步改进，所述安装座包括上下对接的第一安装座和第二安装座，所述第一安装座和所述第二安装座之间还形成适于固定中管的中管安装部，独特的安装座形态设计，可同时固定中管与转向机构，优化零部件数量，简化安装步骤。

作为本发明的进一步改进，所述固定座包括偏心扳手，转动所述偏心扳手，所述固定座可将所述转向杆、所述内衬套抵紧固定。

作为本发明的进一步改进，所述内衬套包括限位边，所述限位边凸出于所述内衬套，适于定位上方的所述固定座和下方的所述软胶盖，限位边的设置方便装配、定位。

作为本发明的进一步改进，所述转向板为薄板状，既可以保证转向板受力后的形变弯曲，还可以保持与上方的转向杆和下方的安装座的连接牢度。

作为本发明的进一步改进，所述转向板立式安装于所述安装座和所述内衬套之间，立式安装的方式相对于传统的卧式加设转向轴的方式更加节省空间、节约成本、方便加工。

作为本发明的进一步改进，所述固定区S1内设有第一安装孔，所述内衬套的对应位置设有第四安装孔，所述转向板和所述内衬套通过螺栓穿过所述第一安装孔和所述第四安装孔紧固。

作为本发明的进一步改进，所述固定区S3内设有第二安装孔，所述安装座的对应位置设有第三安装孔，所述转向板和所述安装座通过螺栓穿过所述第一安装孔和所述第三安装孔紧固。

作为本发明的进一步改进，所述安装座包括适于安装所述转向板的转向板安装部，所述转向板安装部为矩形槽状，所述转向板安装部包括安装壁，所述转向板可倚靠所述安装壁安装固定，所述安装壁位于所述转向杆的摆动平面的中轴线上。面-面贴合的安装固定方式可以进一步保证转向板与安装座的连接强度、防止误移动。

为了保证精简后的转向机构，依然具有高可靠性、高准确性，本发明还提供了一种适于检测所述转向杆的摆动角度的转向检测组件。

作为本发明的进一步改进，所述转向检测组件包括应变检测组件，所述应变检测组件包括贴设于所述形变区S2的应变传感器，通过检测所述形变区S2的折弯形变量来控制转向。

作为本发明的进一步改进，所述转向检测组件包括霍尔检测组件，所述霍尔检测组件包括设置有霍尔元件的霍尔检测电路板，以及可相互转动的霍尔检测基座和霍尔检测转动座，所述霍尔检测转动座可随所述转向杆的摆动而摆动，所述霍尔检测转动座上设有磁铁，所述霍尔元件可伸入由所述霍尔检测基座和所述霍尔检测转动座形成的、可变的、磁场环境中，通过检测磁通量的变化来控制转向。

作为本发明的进一步改进，还包括弹性复位件，所述弹性复位件与所述霍尔检测转动座活动的相连，可随所述转向杆的摆动而摆动，进而推动所述霍尔检测转动座相对于所述霍尔检测基座转动。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测转动座可转动的卡设于所述霍尔检测基座内部，所述霍尔检测转动座上设有卡扣。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测电路板上设有第一固定孔，所述安装座的上设有第三安装孔，所述第一固定孔和所述第三固定孔位置对应，通过紧固件将二者固定相连。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测基座上设有第二固定孔，所述安装座的上设有第三安装孔，所述第二固定孔和所述第三固定孔位置对应，通过紧固件将二者固定相连。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测机座包括套筒部，所述霍尔检测转动座包括第一转动面，所述第一转动面可与所述套筒部的内部转动配合。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测机座在中央形成第一中心孔，所述霍尔检测转动座在中央形成与所述第一中心孔同轴的第二中心孔，所述霍尔元件可伸入所述第二中心孔中。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测转动座对称的设置有两个磁铁安装座，两个磁极相反的磁铁被固定于所述磁铁安装座。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测转动座与所述转向杆同步摆动，有效保证转动检测过程的同步性、可靠性。

作为本发明的进一步改进，所述霍尔检测转动座上对称的设有两个弹性复位件安装座。

作为本发明的进一步改进，所述弹性复位件为扭簧，包括中部的固定段和自中部向两侧延伸的两自由端，第一自由端和第二自由端，所述霍尔检测转动座上对称的设有两个扭簧安装座，所述固定段与所述转向杆固定，两所述自由端分别与所述扭簧安装座活动的抵顶。

作为本发明的进一步改进，内嵌于所述转向杆内的内衬套前侧设有第一安装部，折弯凸起于两所述自由端的所述固定段固定于所述第一安装部中。

作为本发明的进一步改进，随着所述转向杆的摆动，所述扭簧的第一自由端上升、且第二自由端下降，两所述自由端与所述扭簧安装座的配合方式包括：所述扭簧安装座为开口水平槽，具有相邻的后壁面和底壁面，所述自由端可与所述后壁面和底壁面相抵。

作为本发明的进一步改进，两所述自由端与所述扭簧安装座的配合方式包括：所述扭簧安装座包括插槽，所述第一自由端可活动的伸入所述插槽。

作为本发明的进一步改进，两所述自由端与所述扭簧安装座的配合方式包括：所述扭簧安装座包括卡勾，所述第一自由端可与所述卡勾相连。

作为本发明的进一步改进，两所述自由端与所述扭簧安装座的配合方式包括：所述扭簧安装座分别为第一扭簧安装座和第二扭簧安装座，所述第一自由端与所述第一扭簧安装座固定相连，所述第二自由端悬设于所述第二扭簧安装座的摆动路径上。

本发明还提供了一种平衡车，操作简单、安装方便，加工成本低廉，可直接利用腿控杆或者手控杆进行转向控制，转向检测机构可自主复位、同步性高。

本发明提供的一种平衡车，优选的，为腿控平衡车，包括上述平衡车转向机构，所述车本体包括上下设置的面盖和底盖，以及设置于所述车本体内部的中管，所述面盖上对称的设有两个踏板安装部，所述踏板安装部之间设置有转向安装部，所述转向板可自所述转向安装部伸入，立式安装于所述车本体上。立式安装的方式进一步节约空间、精简零件、安装可靠。

与现有技术相比较，本发明提供的平衡车转向机构及平衡车，其有益效果包括：

一方面，传统的设置转向轴的转向机构，往往还需要配置与转向轴适配的轴承、复位件等辅助零件，接触的地方需要配备耐磨片等，零件数量众多，且转向轴加工时间长、成本高，而本发明通过精简转向轴，大大简化了辅助零件的数量，节约成本，方便加工；

一方面，传统的转向机构，转向轴往往采用卧式安装的方式，配合辅助零件装配于车本体上，占用较大空间，而本发明充分利用纵向空间的延展，极大的减小了对车本体空间的占用；

一方面，传统的转向机构，转向杆需要连接转向轴或者其他传动结构后进行转向检测、转向控制，而本发明可直接利用腿控杆或者手控杆进行转向，结构简单，装配方便；

一方面，设计了以弹簧钢板作为转向板进行转向控制的独特的装配结构，结构设计合理，构思巧妙；

一方面，利用弹簧钢板的自身韧性/形变，通过设置应变检测组件测量应变控制转向，极大降低成本；

一方面，优化了霍尔检测组件的装配方式，构建合理的磁场环境，优化霍尔检测组件的装配组装方式，进一步的降低成本；

一方面，优化了自动复位组件的装配方式，安装快捷，可使得转向杆可快速复位，有效保证了转向控制的同步性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例的平衡车示意图；

图2为本发明一种实施例的平衡车局部***图；

图3为本发明一种实施例的平衡车车主体部位***图；

图4为本发明一种实施例的面盖内部示意图；

图5为本发明一种实施例的面盖及转向组件的装配示意图；

图6为本发明一种实施例的软胶盖示意图；

图7为本发明一种实施例的部分转向组件的装配示意图；

图8为本发明一种实施例的图7的部件***图

图9为本发明一种实施例的转向板的正视图及侧视图；

图10为本发明一种实施例的转向机构示意图；

图11为本发明一种实施例的中管装配示意图；

图12为本发明一种实施例的部分转向机构示意图及A处放大图；

图13为本发明一种实施例的图12的部件***图；

图14为本发明一种实施例的安装座的示意图；

图15为本发明一种实施例的转动座的示意图；

图16为本发明一种实施例的平衡车的正视图；

图17为本发明一种实施例的平衡车沿A-A中轴线的剖视示意图及B处放大图。

附图标记：

1车本体；11面盖，111踏板安装部，1111凸柱安装孔，1112凸块安装孔，112转向安装部，113显示面板安装部，114后灯条安装部，115电源孔，116开关孔，117中管安装部，1171第一中管安装部，1172第二中管安装部，1173第三中管安装部；12底盖，121喇叭孔；13中管，131第三安装部，132扁平部，133折合部，134安装座安装孔；14踏板，141踏板罩，142凸起，143凸条，144凸柱，145踏板裙边；15转向组件；151软胶盖，1512安装口，1513盖裙边，1514安装口固定条；152转向板，1521第一安装孔，1522第二安装孔；153内衬套，1531限位边，1532第一安装部，1533第二安装部，1534抵靠面，1535第四安装孔；154固定座，1541下开口，155偏心扳手，1551抵靠端；155霍尔检测转动座，1551磁铁，1552磁铁安装座，1553扭簧安装座，1554卡扣，1555第一转动面，1556第二中心孔；156扭簧，1561第一自由端，1562第二自由端；157霍尔检测电路板，1571第一固定孔，1572霍尔元件；158霍尔检测基座，1581第二固定孔，1582第一中心孔，1583端盖部，1584套筒部；159安装座，1591第三固定孔，1592第一安装座，1593第二安装座，1594转向板安装部，1595安装壁，1596第三安装孔，1597中管安装部；16前壳，161前盖灯条，162充电座安装孔，163开关安装孔，164充电座，165开关；2转向杆；3车轮，31轮盖，32轮盖灯条；5主控板，51蓝牙组件，52喇叭，53喇叭固定座；6电池组；7显示屏，71显示屏盖；8射灯。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

需要说明的是，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套设”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当安装方式被描述为“相连”或者“连接”等词语时，可以是直接相连也可以通过居中组件间接相连。本文所称的“垂直”“水平”“平行”等类似词语是指在合理的误差范围内的大致垂直或者大致水平的状态，并不必须十分精确；“前”“后”亦是仅仅为了描述方便各部件之间的相对位置关系。

本发明如无相反提示，一部件“设有”、“设于”、“设在”、“连接”另一组件，并不排除该两组件为一体结构。

请参阅图1至2、16至17所示，一种平衡车包括车本体1，转动连接于车本体两侧的车轮组件，和转动连接于车本体1中的转向杆2。车轮组件包括两侧的车轮3，设置于车轮3上的一对轮盖31，以及设置于轮盖31上的轮盖灯条32。本实施例中的平衡车采用腿控转向，转向杆2的端部设有适于抵靠人体膝盖部位的腿控把，在其他实施例中，还可以采用手控的方式，在转向杆2的端部设置适于人体手部持握操控的扶手。轮盖灯条32电性连接于对应的各主控板5，从而在主控板5的控制下通过不同的显示状态反映平衡车的行驶状态以对周围的人产生提醒，提高了使用的安全性。可以理解的是，根据平衡车的前进、后退、左转、右转等行驶状态，两个轮盖灯条32可呈现同时常亮和闪烁，或仅一轮盖灯条32常亮、闪烁或不亮，以给路人传达行驶状态信息。

【车本体】

请参阅图3至5所示，本实施例提供的平衡车车本体1包括上下设置的面盖11、底盖12，面盖11和底盖12扣合形成内部空腔，安装有中管13与转向组件15，车本体1的前侧面还设置有前壳16，车本体1上设置有踏板组件。使用者踩在踏板组件上时，重量通过面盖11传递到中管13上，中管13作为整个平衡车内部的骨架，间接承受踏板组件传递的使用者的重量，避免了面盖11和底盖12之间的内部空腔受到使用者重量的挤压。

通过采用独立的内部支撑骨架-中管13，面盖11不再作为承重部件，面盖11就可以由塑料材质等成本较低、重量轻、装饰效果更好的材料制成，优选为塑料，在减轻整个车体重量的同时，也方便对车体的外观进行喷涂着色等工艺，并起到防污、防水的作用。底盖12也可以采用同样材料支撑。并且，虽然以中管13作为重量支撑主体，可使得车本体重心下降，结构简化，零部件数量大大减少，大大降低制造成本，车体平台更薄增加离地高度，提高了通过性，车体体积减小重量更轻更便于携带搬运。

请参见图5所示，面盖11包括至少可部分遮挡前后表面的前后侧壁以及上壁，上壁构成面盖11的上表面，上表面上分割有两个左右对称设置的踏板安装部111、位于两个踏板安装部111之间的转向安装部112和显示面板安装部113。面盖11后侧设置有后灯条安装部114，电源孔115和开关孔116。后灯条安装部114、显示面板安装部113以及转向安装部112均为通孔状。后灯条安装部114内安装有前盖灯条161，前盖灯条161的状态与轮盖灯条轮32类似，在此不再赘述。电源孔115和开关孔116内分别与前壳16上的充电座安装孔162和开关安装孔163相连通，并安装有充电座164和开关165。

面盖11前侧设置的对应位置设置有射灯孔，射灯8发出的光线可通过射灯孔射出，在增加美观的同时也可起到照明作用。射灯孔上可设置不同颜色的偏光片或者透光件，使得射灯8透射出来的光线散射均匀或者带有特殊图案，以增加趣味性。

面盖11的下方，踏板安装部111的对应位置区域分别设置有两个主控板5，两个主控板5上分别集成有陀螺仪、加速度传感器等驱动控制组件，两个主控板5可分别控制左右车轮的前进和后退。在其中一个主控板5还集成有转向控制组件，适于接收检测到的转向信号控制转向。在其他实施例中，集成一个主控板5，或者将转向控制组件单独的设置一个电路板进行控制也是完全可行的。控制组件还包括蓝牙控制组件51，可通过蓝牙连接与手机APP通信等，蓝牙控制组件51可在接收外部控制信号(如APP上的控制指令)后，通过喇叭52实现音乐播放功能。

面盖11的下表面上设置有第一中管安装部1171、第二中管安装部1172和第三中管安装部1173。第一中管安装部1171和第二中管安装部1172成铰接座凹槽状，位于面盖11的两端，分别形成有与中管13的外表面轮廓贴合的凹腔，以及适于固定中管13的四个螺栓孔，第三中管安装部1173为紧固螺栓孔状，对称的分布于面盖11两侧，中管13可通过紧固螺丝伸入第三中管安装部1173中固定。

底盖12设置于面盖11的下方，通过若干个螺栓孔与面盖11紧固相连。底盖12下方设有喇叭孔121。面盖11和底盖12的内部腔内固定有喇叭固定座53，喇叭固定座上安装有喇叭52，喇叭52设置在喇叭孔121的上方对应位置。

显示面板安装部113内安装有显示屏7，显示屏盖71盖设于显示面板安装部113上，并与面盖11的上表面齐平。显示屏7可用于显示反馈平衡车的运行数据，可让使用者了解当前车辆数据和状态，保证行驶安全。运行数据可包括车体的运行时速、电量等，可以以表盘的形式，也可以以百分比进度条或者其他方式显示。

主要重量部件如电池组6均设置在车轮轴线下方，这样的结构已然使得车体的重心低于车轮轴线以下较多，不再需要电机固定座等中间部件来降低重心。且电池组6采用轴对称的方式安装在底盖12的中央，更加利于保持平衡车的配重平衡，减少额外的重量补偿元件。电池组6可采用单层平铺方案，可大大减小产品的厚度，提高离地高度，增加通过性。

【中管】

请参与图10至11所示，平衡车车本体1使用中管13作为主要的重量支撑。中管13的两端打扁成型，形成扁平部132以安装电机轴。扁平部132和中空的管状接合部位形成折合部133。中管13两端的扁平部132可通过螺栓紧固件固定于第一中管安装部1171、第一中管安装部1172中固定。中管13中部还对称的设置有第三安装部131，第三安装部131为螺纹孔，与面盖11上的第三中管安装部1173位置对应，中管13可通过螺栓穿设第三安装部131和第三中管安装部1173进一步增强固定效果。优选的，在中管13中部还设有安装座安装孔134，安装座安装孔134与安装座159的螺栓紧固孔位置对应，可通过紧固螺栓将中管13固定于安装座159中。

【踏板组件】

请参阅图1至4所示，踏板组件包括左右对称的、设置于面盖11上表面的踏板安装部111的一对踏板14，以及分别与各自踏板通过二次注塑成型的一对踏板罩141，踏板罩141采用橡胶材质制作，具有柔性和吸附性，可增加使用者站立在踏板上的摩擦力。优选的，踏板罩141采用橡胶材质支撑，其边缘形成有踏板裙边145，踏板裙边145可覆盖踏板安装部111与踏板14的接合部位。

每个踏板14的四周边缘均形成有多个间隔设置的凸起142，上表面还形成有一圈围合的凸条143，便于与踏板罩141进行注塑时增强二者的连接强度。每个踏板14的下表面一体的延伸有圆形凸柱144，优选的，可在每个踏板14的四角分别设置一个圆形凸柱144，便于伸入面盖11上表面的对应凸柱安装孔1111中，通过紧固件将踏板14固定于面盖11上。每个踏板14的下表面的中部区域还延伸有凸块(图中未示出)，凸块可伸入面盖11上表面的对应方形凸块安装孔1112中，便于定位固定，还可便于加装踩踏感应装置。

在其他一些实施例中，可通过在凸块下方安装红外传感或者其他接触传感器，便于感知使用者的踩踏状态以控制平衡车的开启或关闭。在其他一些实施例中，还可以通过额外加设卡设结构，如卡条卡槽等保持踏板组件与面盖11的连接紧密。

在其他一些实施例中，为了获得更好的踩踏脚感，还可以在面盖11和踏板组件之间加设缓冲层，例如海绵等软质材质支撑，提高踩踏脚感。

【转向组件】

请参阅图5至9所示，转向组件包括套设于转向杆2一端的内衬套153，套设于转向杆2外部的固定座154，位于固定座154下方的软胶盖151，以及一端固定于内衬套153内部的转向板152。转向组件还包括与转向板152的另一端固定相连的安装座159和安装于内衬套153上的扭簧156。

请参阅图7至8所示，内衬套153的截面形状与转向杆2的内截面对应，可插设于转向杆2的杆孔内腔，主要用于固定转向板152的一端，可产生类似悬臂的固定效果，方便转向板152在受到转向杆2的转向作用时，有限的转动或者折弯或者形变，并于外力消除后恢复原状。内衬套153内部设置有适于安装固定转向板152的第二安装部1533，第二安装部1533为贯通的条形槽，与转向板152的形状适配，贯通内衬套153的长度设置，转向板152可自条形槽的下方伸入并固定。

为了保证对转向板152的固定效果，优选的，在内衬套153上沿转向板152的高度方向开设有两个第四安装孔1535，第四安装孔1535与转向板152上的第一安装孔1521位置对应，可通过***销子或者螺栓紧固。在其他实施例中，采用不设安装孔的紧配或者胶合或者压合方式安装也是可行的。安装孔的数量和位置也可以根据实际情况适应性的选择。

内衬套153的内部下方前侧还设置有适于安装扭簧156的第一安装部1532，第一安装部1532为沉孔槽状，适于容纳扭簧156的中部，扭簧156安装于第一安装部1532后，可随内衬套153的转动或摆动而转动或摆动。在其他实施例中，第一安装部1532的具体形式还可以是勾状或者凸起状，只需固定扭簧156的同时保证扭簧156可随内衬套进行活动即可。

内衬套153的下侧外表面上还成型有限位边1531，限位边1531在的外边缘略凸出于内衬套153的外径，适于定位固定座154和软胶盖151。优选的，可将软胶盖151的安装口固定条1514卡设于限位边1531的上方，或者将固定座154的下边缘卡设于限位边1531的上方，方便定位三者的安装高度。

继续参见图7至9所示，固定座154外套于转向杆2外部，为中空的腔体状，其截面形状与内衬套153、转向杆2相适配。固定座154的中空腔形成下开口1541，适于与软胶盖151的安装口1512适配，对合或者卡接。

固定座154的侧面还设置有偏心扳手155。偏心扳手155可转动的连接于固定座154的外侧面，并可沿固定座154的径向转动。偏心扳手155的偏心端伸入固定座154的腔体内部，形成抵靠端1551，在转向杆2的对应位置设置通孔，是的偏心扳手155的偏心端继续伸入，并与内衬套152相抵，内衬套152上的抵靠部位为抵靠面1534。为了增大抵靠面积，优选的，可将转向杆2、内衬套152、固定座154设置为至少具有一个平面可作为抵靠面的类三角形结构，转动偏心扳手155可将内衬套152、转向杆2在一侧的三角平面上抵紧。在其他实施例中，采用传统的圆柱形截面设置也是可行的，只需保持固定座154能够将内衬套152、转向杆2相互固定，不会产生相对转动/滑动即可。

继续参见图6所示，软胶盖151包括适于安装于转向杆2的安装口1512和盖裙边1513。在本实施例中，安装口1521位于固定座154的下方，与内衬套153的限位边1531卡设固定，在其他实施例中，安装口1521与转向杆2或者固定座154卡设固定也是完全可行。盖裙边1513可采用橡胶等柔性材质保持自身的韧性，可在外力作用下形变以保持结合。盖裙边1513卡设于面盖11的转向安装部112上。优选的，盖裙边1513可为多折形态，利用折合凹口卡设于转向安装部112的孔缘固定，以遮蔽面盖11的转向安装部112，防止灰尘落入或者误操作伸入手指等。

转向板152的一端固定于内衬套153中。优选的，转向板152为薄板状，可使用65Mn等合金材料经冲压下料、热处理而成，经热处理后弹簧钢板材质具有很好的弹性，可在外力作用下产生弯折。可通过设置检测机构感知转向板152的弯折程度，进而测量转向角度。

请参阅图9所示，转向板152大体呈弧形薄板状，其弧度α主要适配于转向杆的安装弧度，符合使用者采用腿控或者脚控或者手控平衡车操作转向的使用习惯。通常而言，α小于30度。

在本实施例中，转向板152上分别开设有第一安装孔1521，适于与内衬套固定相连，和第二安装孔1522适于与安装座159相连。优选的，第一安装孔1521位于弯折区的上侧区域，第二安装孔1522位于弯折区的下侧区域，第一安装孔21沿高度方向排列数量为两个，第二安装孔1522呈品字形排列数量为三个。

在其他实施例中，第一安装孔1521、第二安装孔1522的排列、数量均可以适应性的选择，但需注意的是，要保持转向板152的可折弯性/弹性/韧性，勿让第一安装孔1521、第二安装孔1522的安装过于紧密从而限制了转向板152的折弯活动/弹性形变。

具体的，转向板152的上部与内衬套153插设固定，大体形成了上部的固定区域S1区，转向板152的下部与安装座159抵靠/螺合固定，大体形成了下部的固定区域S3区，S1区和S3区之间还形成有适于产生折弯活动/弹性形变的形变区域S2。在其他一些实施例中，为了测量转向杆2的转向角度，还可以在S2区域通过贴身应变传感器的方式，测量S2区的应变程度、应变量的大小，进而计算转向杆2的转向角度，控制转向。

转向板152的另一端与安装座159固定相连。请参阅图10所示，安装座159包括上下对接的第一安装座1592和第二安装座1593。第一安装座1592和第二安装座1593形成具有与中管13的外表面轮廓贴合、凹腔状的中管安装部1597，适于容纳中管13并通过螺栓将中管13与安装座159固定。

继续参见图14所示，在容纳中管13的凹腔前侧，第一安装座1592上形成有适于安装转向板152的转向板安装部1594。转向板安装部1594呈矩形槽状，一侧具有安装壁1595，安装壁1595的开设有第三安装孔1596，第三安装孔1596的位置与转向板152上的第二安装孔1522位置对应，适于容纳紧固螺栓伸入并将转向板152与安装壁1595固定相连。第一安装座1592的前侧还形成有一对第三固定孔1591，适于固定转向检测组件。

【霍尔检测组件】

霍尔技术自1879年发现以来得到了广泛的应用，特别在平衡车的转向控制上，其信号的稳定性、产品的可靠性得到了充分的验证。霍尔传感器具有许多优点，它结构牢固，重量轻，体积小，安装方便，功耗小，频率最高可达lMHz，耐机械震动，防尘防水等级高。霍尔原理是在磁场环境中放置一个霍尔半导体片，恒定电流I通过霍尔半导体元件。在洛仑兹力的作用下，电子在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使得在霍尔半导体元件另两侧产生电位差，这就是霍尔电压。

在本实施例中，重点介绍采用霍尔原理进行转向检测的实施方式。在其他实施例中，还可以采用利用上述如检测转向板152的应变区S2的应变程度来检测转向控制的方式。

转向组件还包括可检测转向杆2的转向角度的霍尔检测组件。本实施例中，霍尔检测组件包括可随转向杆2的摆动而摆动的扭簧156，可采集转向信号的霍尔检测电路板157，适于为霍尔检测电路板157提供检测磁场环境的霍尔检测基座158和霍尔检测转动座155。

请参阅图12至13所示，从前往后依次设置有霍尔检测电路板157、转动扣合的霍尔检测基座158和霍尔检测转动座155、扭簧156。霍尔检测电路板157包括电路板和电性连接于电路板上的霍尔元件1572，霍尔元件向后伸入霍尔检测基座158和霍尔检测转动座155形成的磁场中。霍尔检测电路板157的两端还设置适于固定自身的第一固定孔1571。

请参阅图13、17所示，霍尔检测基座158和霍尔检测转动座155可相对转动。霍尔检测机座158包括位于前侧的、适于固定的端盖部1583，和位于后侧的适于与霍尔检测转动座155转动配合的套筒部1584。霍尔检测机座158整体中空，在中央形成第一中心孔1582，第一中心孔1582内可容纳霍尔元件1572的伸入。霍尔检测机座158还包括设于端盖部1583两端的第二固定孔1581。第一固定孔1571、第二固定孔1581和第一安装座1592上的第三固定孔1591位置对应，通过销子或者螺栓伸入并紧固，使得霍尔检测电路板157、霍尔检测基座158被固定于安装座159上。在其他实施例中，霍尔检测电路板157、霍尔检测基座158与安装座159的固定方式还有很多种，霍尔检测电路板157和霍尔检测基座158分别与安装座159通过紧固件固定，或者通过卡设、焊接、黏贴等方式固定也是完全可行的。

请参见图13、15所示，霍尔检测转动座155整体成环状中空结构，在中央形成第二中心孔1556可容纳霍尔元件1572的伸入。第二中心孔1556与第一中心孔1582同轴心设置形成随转向杆2的转向变化而变化的磁场环形。霍尔检测转动座155包括与霍尔检测基座158的套筒部1584内壁相适配可相对转动的第一转动面1555，以及适于与霍尔检测基座158扣合的卡扣1554。在其他实施例中，还可以采用其他的连接结构，只需是的霍尔检测转动座155与霍尔检测基座158可转动的相连即可。

霍尔检测转动座155的第二中心孔1556和第一转动面1555之间，对称的设有两个磁铁安装座1552，两个磁极相反的磁铁1551被固定于磁铁安装座1552中。霍尔检测转动座155的第一转动面1555上方向外，对称的延伸有两个扭簧安装座1553，分别适于与扭簧156的两端可活动的结合/相连。优选的，扭簧安装座1553成开口水平槽状，具有相邻的后壁面和底壁面，扭簧的端部可与后壁面和底壁面相抵。在其他实施例中，扭簧156的两自由端与霍尔检测转动座155的配合方式还有很多种，例如，将一侧的扭簧安装座1553设置成插槽状，使得扭簧156的两自由端伸入插槽中滑动固定，或者，将一侧的扭簧安装座1553设置成卡勾状，将扭簧156的两自由端活动的勾连也是完全可行的。在其他一些实施例中，还可以将扭簧156的其中一个自由端与其中一个扭簧安装座1553固定相连，扭簧156的另一个自由端与扭簧安装座1553可活动的抵靠，悬设于扭簧安装座的摆动路径上也是完全可行的。

扭簧156包括折弯凸起、固定于内衬套153的第一安装部1532内的中部固定段，以及向两侧延伸的两自由端，第一自由端1561和第二自由端1562。第一自由端1561和第二自由端1562分别与扭簧安装座1553可活动的固定。

使用时，内衬套153随着转向杆2的转动而摆动，带动固定于第一安装部1532内的扭簧156以中部固定段为支点上下翘动。当转向杆2顺时针转动时，内衬套153随之顺时针转动，带动扭簧156的第一自由端1561上升、而第二自由端1562下降摆动，进而第二自由端1562推动霍尔检测转动座155在霍尔检测机座158内发生转动，磁场环境发生改变，伸入磁场内的霍尔元件1572检测到磁量变化，将磁信号转化为电信号，并对应为相应的转动杆转动角度量，从而实现转向角度的检测。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种平衡车转向机构，包括车本体和转动连接于所述车本体两侧的车轮组件，所述车本体上设置有踏板组件、转向组件和控制组件，所述转向组件包括转向杆，所述转向杆与所述车本体可转动的连接，可在外力作用下摆动，其特征在于，

还包括转向板，所述转向板的上端与所述转向杆固定相连形成固定区S1，所述转向板的下端与所述车本体固定相连形成固定区S3，所述固定区S1和所述固定区S3之间形成形变区S2，所述转向板可利用自身韧性/弹性，在所述转向杆的摆动作用下，于形变区S2产生折弯形变。

2.根据权利要求1所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，所述转向组件还包括：内嵌于所述转向杆内的内衬套，套设于所述转向杆外的固定座，以及固定于所述车本体内的安装座，所述转向板的上端嵌设于所述内衬套中固定，所述转向板的下端与所述安装座固定相连；

和/或，所述车本体上设有适于安装所述转向杆的转向安装部，所述转向安装部为通孔状，所述转向组件还包括适于遮蔽所述转向安装部的软胶盖，所述软胶盖包括安装口和盖裙边，所述转向杆安装于所述安装口，所述盖裙边覆盖所述转向安装部的孔缘；

和/或，所述安装座包括上下对接的第一安装座和第二安装座，所述第一安装座和所述第二安装座之间还形成适于固定中管的中管安装部。

3.根据权利要求2所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，所述固定座包括偏心扳手，转动所述偏心扳手，所述固定座可将所述转向杆、所述内衬套抵紧固定；

和/或，所述内衬套包括限位边，所述限位边凸出于所述内衬套，适于定位上方的所述固定座和下方的所述软胶盖；

和/或，所述转向板为薄板状；

和/或，所述转向板立式安装于所述安装座和所述内衬套之间；

和/或，所述固定区S1内设有第一安装孔，所述内衬套的对应位置设有第四安装孔，所述转向板和所述内衬套通过螺栓穿过所述第一安装孔和所述第四安装孔紧固；

和/或，所述固定区S3内设有第二安装孔，所述安装座的对应位置设有第三安装孔，所述转向板和所述安装座通过螺栓穿过所述第一安装孔和所述第三安装孔紧固；

和/或，所述安装座包括适于安装所述转向板的转向板安装部，所述转向板安装部为矩形槽状，所述转向板安装部包括安装壁，所述转向板可倚靠所述安装壁安装固定，所述安装壁位于所述转向杆的摆动平面的中轴线上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，还包括适于检测所述转向杆的摆动角度的转向检测组件。

5.根据权利要求4所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，所述转向检测组件包括应变检测组件，所述应变检测组件包括贴设于所述形变区S2的应变传感器，通过检测所述形变区S2的折弯形变量来控制转向。

6.根据权利要求4所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，所述转向检测组件包括霍尔检测组件，所述霍尔检测组件包括设置有霍尔元件的霍尔检测电路板，以及可相互转动的霍尔检测基座和霍尔检测转动座，

所述霍尔检测转动座可随所述转向杆的摆动而摆动，所述霍尔检测转动座上设有磁铁，所述霍尔元件可伸入由所述霍尔检测基座和所述霍尔检测转动座形成的、可变的、磁场环境中，通过检测磁通量的变化来控制转向。

7.根据权利要求6所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，还包括弹性复位件，所述弹性复位件与所述霍尔检测转动座活动的相连，可随所述转向杆的摆动而摆动，进而推动所述霍尔检测转动座相对于所述霍尔检测基座转动。

8.根据权利要求7所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，

所述霍尔检测转动座可转动的卡设于所述霍尔检测基座内部，所述霍尔检测转动座上设有卡扣；

和/或，所述霍尔检测电路板上设有第一固定孔，所述安装座的上设有第三安装孔，所述第一固定孔和所述第三固定孔位置对应，通过紧固件将二者固定相连；

和/或，所述霍尔检测基座上设有第二固定孔，所述安装座的上设有第三安装孔，所述第二固定孔和所述第三固定孔位置对应，通过紧固件将二者固定相连；

和/或，所述霍尔检测机座包括套筒部，所述霍尔检测转动座包括第一转动面，所述第一转动面可与所述套筒部的内部转动配合；

和/或，所述霍尔检测机座在中央形成第一中心孔，所述霍尔检测转动座在中央形成与所述第一中心孔同轴的第二中心孔，所述霍尔元件可伸入所述第二中心孔中；

和/或，所述霍尔检测转动座对称的设置有两个磁铁安装座，两个磁极相反的磁铁被固定于所述磁铁安装座中；

和/或，所述霍尔检测转动座与所述转向杆同步摆动；

和/或，所述霍尔检测转动座上对称的设有两个弹性复位件安装座。

和/或，所述弹性复位件为扭簧，包括中部的固定段和自中部向两侧延伸的两自由端，第一自由端和第二自由端，所述霍尔检测转动座上对称的设有两个扭簧安装座，所述固定段与所述转向杆固定，两所述自由端分别与所述扭簧安装座活动的抵顶。

9.根据权利要求8所述的一种平衡车转向机构，其特征在于，内嵌于所述转向杆内的内衬套前侧设有第一安装部，折弯凸起于两所述自由端的所述固定段固定于所述第一安装部中，

和/或，

随着所述转向杆的摆动，所述扭簧的第一自由端上升、且第二自由端下降，两所述自由端与所述扭簧安装座的配合方式，包括以下所列的其中一种：

所述扭簧安装座为开口水平槽，具有相邻的后壁面和底壁面，所述自由端可与所述后壁面和底壁面相抵；

所述扭簧安装座包括插槽，所述第一自由端可活动的伸入所述插槽；

所述扭簧安装座包括卡勾，所述第一自由端可与所述卡勾相连；

所述扭簧安装座分别为第一扭簧安装座和第二扭簧安装座，所述第一自由端与所述第一扭簧安装座固定相连，所述第二自由端悬设于所述第二扭簧安装座的摆动路径上。

10.一种平衡车，其特征在于，包括如权利要求1至3、5至9任一项所述的平衡车转向机构，所述车本体包括上下设置的面盖和底盖，以及设置于所述车本体内部的中管，所述面盖上对称的设有两个踏板安装部，所述踏板安装部之间设置有转向安装部，所述转向板可自所述转向安装部伸入，立式安装于所述车本体上。

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