CN204659913U - 一种自平衡车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自平衡车，包括机身、设置于所述机身下方两侧的两个车轮、分别设置于两个所述车轮外侧的两个踏板和与所述机身相连接的方向控制杆；机身内设有控制***，所述车轮和所述方向控制杆分别与所述控制***连接，踏板与所述自平衡车之间通过铰链连接，非驾驶状态踏板可竖向贴合同侧机身收起，减小整个车体的尺寸，两个车轮为可差速的同轴平行轮，既方便自平衡车转向又符合轮胎的基本工作形态，延长轮胎寿命，确保行驶安全；方向控制杆为可伸缩杆或可折叠杆，既适合不同身高的人群，又能在非行驶状态下将方向控制杆折叠在一定尺寸内；整体设计合理，体积小，操作方便，通过性和便携性好，使用起来体感舒适，符合长时间行驶的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及自平衡车领域，是一种自平衡车。
背景技术
自平衡车作为一种交通工具，在人们节能环保和健康出行等意识日渐增强的背景下，已逐渐被人们所了解并接受。由于其体积小、重量轻、运行灵活和样式新颖等特点，自平衡车既可用于日常通勤，也可作为闲暇时的一项时尚休闲运动。
自平衡车又称摄位车、思维车、体感车等，最初由国外音译过来，最早由美国的狄恩·卡门(Dean Kamen)研制发明，并于2001年12月实现了商业化量产。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。
自平衡车早期均为两轮的形式，包括了车体、两个车辆、电池、方向控制杆和控制***等；两个车轮分别设置于车体两侧，电池和控制***嵌入到车体中并与轮胎连接，控制杆直接与车体连接。经过十几年的发展，两轮平衡车目前主要可以分为脚踏板位于两轮之间和脚踏板位于两轮之上两种。其中脚踏板位于两轮之上的自平衡车，目前在市场上体积最小者长度约为0.5m，宽度一般超过0.3m，高度约0.3m(不含控制杆)。两轮平衡车车体尺寸压缩受限的一个主要原因是其上须有供驾驶者站立或者坐着的平台，若过度压缩平台长度尺寸则导致车体难以舒适地承载驾驶者。两轮平衡车体积相对较大、重量较重，价格相对比较高昂，因此使用相对不便，市场推广存在困难。
独轮平衡车自2011年面世以来，由于其体积小、重量轻，价格相对低廉，不断为人们所接受。独轮车的基本构成和两轮车相似，但没有方向控制杆，其行驶方向依靠人体双腿所产生的扭力来实现。虽然独轮平衡车小巧轻便，但也存在诸多问题，如行驶者需花费大量时间学***衡车的推广。近些年来针对独轮平衡车的舒适性和稳定性较差的情况，有了不少改善设计。其中最主要的是将独轮平衡车的一个轮改为两个同速车轮，由一点支撑改为两点支撑，车体的稳定性由此得以提高。然而由于仍须用脚控制转向，长久使用不舒适；同时由于没有控制杆，实际行驶的操控性与有控制杆的两轮平衡车相比仍有不足。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积小巧、便于携带、使用舒适且过障性高的自平衡车。
为解决上述技术问题，本实用新型一种自平衡车采用以下技术方案，包括机身、分别设置于所述机下方两侧的两个车轮、分别设置于两个所述车轮外侧的两个可收起竖向贴合于同侧机身的踏板和与所述机身相连接的方向控制杆，机身内设有控制***，所述车轮和所述方向控制杆分别与所述控制***连接，每个所述的踏板与所述自平衡车之间通过铰链连接，两个所述车轮为可通过两个车轮的差速来改变方向的同轴平行轮，所述方向控制杆为可伸缩杆或可折叠杆；所述可伸缩杆为相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构；所述可折叠杆也为折叠的多段节杆，相邻节杆之间为轴连接。
本实用新型，两个所述车轮通过差速器共用一个电机，或者两个所述车轮设置有两个独立的电机。
本实用新型，两个所述独立的电机可为轮机一体的轮毂电机，或者为通过变速器将动力分别输出到所述两个车轮的独立电机。
本实用新型，所述方向控制杆顶端连接有可绕所述方向控制杆旋转来控制方向的控制手柄；所述控制手柄上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄和所述控制把手通过方向控制杆与机身内控制***相连。
本实用新型，所述方向控制杆顶端活动连接有可带动整个方向控制杆左右摆动来控制方向的控制手柄；所述控制手柄上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄和所述控制把手通过方向控制杆与机身内控制***相连。
本实用新型，每侧所述踏板与所述车轮之间靠近车轮的位置设置有覆盖部分车轮的防护挡板，同时，所述机身和所述两个车轮的前面后面部分区域设置有保护壳，所述保护壳连接并支撑在所述机身上，每侧所述的踏板分别与同侧所述防护挡板通过铰链连接。
本实用新型，所述机身的宽度为100～300毫米，所述车轮的直径为200～600毫米。
进一步的，本实用新型，所述机身的宽度为150～250毫米，所述车轮的直径为250～450毫米。
进一步的，本实用新型，所述车轮的轮胎宽度为20～60毫米。
更进一步的，本实用新型在所述机身上设置坐垫，所述机身和所述坐垫之间可设置储物箱。
与现有技术相比，本实用新型的一种自平衡车，两个所述车轮为同轴可差速的平行轮，机身尺寸为刚好包裹住两个轮胎的大小，同轴可差速的平行轮既方便自平衡车转向，又符合轮胎工作的基本形态，延长轮胎寿命，确保行驶更安全；所述踏板位于两个车轮外侧且通过铰链连接，在非驾驶状态踏板可收起，竖向贴合同侧机身，显著减小整个车体的尺寸；方向控制杆为可伸缩杆或可折叠杆，方向控制杆高度可以随意调节，适合不同身高的人群，符合人体工学，操作更轻松，同时可以在非行驶状态下携带的时候，将方向控制杆压缩后收入于机身内部，或者将方向控制杆折叠在一定尺寸内，便于携带。
本实用新型可采取控制手柄绕所述的方向控制杆旋转的方式改变方向，或者也可以采用通过手臂向左或向右摆动所述控制手柄带动整个方向控制杆向左或向右摆动调整方向的方式，相比较依靠人腿部扭转施力实现转向的方式，节省体力、易于操作且转向更加灵活轻松。特别当整个车体压缩到一定尺寸以内，车体稳定性降低的时候，采用控制手柄绕所述方向控制杆旋转的方式，如果行驶过程中突然出现车体往左或者往右倾倒时，可通过手部施力反向旋转控制手柄来实现整体的平衡，具有突出的优势。所述控制手柄上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄和所述控制把手通过方向控制杆与机身内控制***相连。使用者通过所述控制把手即可同时控制平衡车的方向和速度，极大提高了行驶舒适性。
一体制成的所述挡板和保护壳隔离使用者的脚部和车轮，既保护使用者的安全，又能有效避免车轮行进时带起的尘土水珠等污染驾驶者衣物；所述车体保护罩连接并支撑在所述机身上，每侧所述的踏板分别与同侧所述挡板通过铰链连接，进一步增加所述踏板的稳固性和安全性。
根据人体工程学，一般成人腿长750mm，两脚间距在100mm至350mm之间时，人体可以相对舒适地长时间站立；平衡车车轮直径一般大于8寸(200mm)才能满足基本的通行性，轮胎尺寸越大，则轮胎接触障碍物的接近角越大，相应的通行性越好，但轮胎尺寸越大，相应的增加了整个车体的重量，所以轮胎的尺寸必须在自平衡车的通行性和便携性之间取得一个平衡。两轮中心距指两轮几何中心的距离，两轮中心距越大，则车体抗侧倾能力越好，行驶稳定性越好，但两轮中心距加大同时，驾驶者两脚分开的距离越大，驾驶舒适性降低。在给定两轮中心距情况下，车胎宽度越小，则包裹车轮的机身宽度尺寸越小。本方案中，所述机身宽度为100～300毫米，车轮直径为200～600毫米，既满足了人体两脚间距的舒适范围内，保证使用者可以长时间站立行驶，又能保证自平衡车的通过性和便携性要求，结构合理。
进一步的，当所述机身宽度为150～250毫米，车轮直径为250～450毫米，自平衡车在通行性和便携性之间得到进一步的平衡，使用者感觉更舒适。
车轮的轮胎宽度为20～60毫米，一般平缓路面行驶状态下，车胎宽度为20mm时即以基本满足车体所要求的抗震和负载要求。
使用者采用站立姿态时，长时间行驶容易导致身体疲惫不适，设置坐垫可以方便使用者采用坐姿长时间行驶。所述机身和所述坐垫之间可设置储物箱，方便使用者将随身携带的物品放入储物箱，减轻人体的负重。
本实用新型提供一种自平衡车，整体结构设计合理，体积小，质量轻，操作方便，节省体力，具有良好的通过性和便携性，符合人体工程学，使用起来体感舒适，能符合长时间驾驶的需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地解释。
图1是自平衡车行驶状态正视图。
图2是自平衡车行驶状态侧视图。
图3是自平衡车携带状态正视图。
图4是自平衡车携带状态侧视图。
图5是带坐垫和储物箱自平衡车行驶状态正视图。
图6是带坐垫和储物箱自平衡车行驶状态侧视图。
图7是使用自平衡车人体站立示意图。
具体实施方式
一种自平衡车，包括机身10、分别设置于所述机身10下方两侧的两个车轮20、分别设置于两个所述车轮20外侧的两个踏板30和与所述机身10相连接的方向控制杆40，机身10内设有控制***，车轮20和所述方向控制杆40分别与所述控制***连接，每个所述的踏板30与所述自平衡车之间通过铰链连接，每个所述的踏板30可收起竖向贴合于同侧机身10，所述车轮20为可通过两个车轮的差速来改变方向的同轴平行轮，两个车轮通过差速器共用一个电机，将电机的动力根据需要分配在两个车轮20上，两个车轮可同速、或差速、或反向运行；所述方向控制杆40为相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构。
所述方向控制杆40顶端连接有可绕所述方向控制杆40旋转来控制方向的控制手柄50，所述控制手柄50上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄50和所述控制把手通过方向控制杆40与机身10内控制***相连。使用者通过所述控制把手即可同时控制平衡车的方向和速度，极大提高了行驶舒适性。
所述方向控制手柄50通过方向控制杆40与机身10内控制***相连。
每侧所述踏板30与所述车轮20之间靠近车轮20的位置设置有覆盖部分车轮20的防护挡板，同时，所述机身10和所述两个车轮20的前面后面部分区域设置有保护壳，所述保护壳连接并支撑在所述机身10上，每侧所述的踏板30分别与同侧所述防护挡板通过铰链连接。
所述自平衡车机身宽度为200毫米，车轮直径为300毫米，车轮宽度为40毫米，所述踏板30宽为120毫米，长度为270毫米，所述踏板30距离地面的高度为100毫米。
如图1、图2和图7所示，行驶的时候，放下所述踏板30，将方向控制杆40调整到合适高度，使用者双腿自然分开舒适的站立于所述踏板30上，通过双手轻轻转动方向控制杆顶端的控制手柄50进行方向调整，节省体力、易于操作且转向更加灵活轻松。
如图3、图4所示，非行驶状态下，向上收起所述踏板30，使其竖向贴合同侧的机身，将方向控制杆40向下压缩至最短状态，整个车体紧凑小巧，方便携带。
同在上述实施方案中，所述方向控制杆可采用可折叠杆的多段节杆，相邻节杆之间为轴连接。
在上述实施方案中，两个所述车轮20可设置有两个独立的电机，通过分别控制两个电机的动力输出，按照现有技术的方案，实现两个车轮可同速、或差速、或反向运行；采用双电机方式时，电机可以是轮机一体的轮毂电机，或者为通过变速器将动力分别输出到所述两个车轮20的独立电机。
在上述实施方案中，所述方向控制杆40顶端活动连接有可带动整个方向控制杆左右摆动来控制方向的控制手柄50，通过手臂向左或向右摆动控制手柄50带动整个方向控制杆向左或向右摆动，进而进行方向调整。所述控制手柄50上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄50和所述控制把手通过方向控制杆40与机身10内控制***相连。使用者通过控制手柄50即可同时控制平衡车的方向和速度，极大提高了行驶舒适性
在上述实施方案中，所述自平衡车机身10宽度可为100～300毫米，所述车轮20的直径可为200～600毫米。
在上述实施方案中，所述机身10的宽度可为150～250毫米，所述车轮20的直径可为250～450毫米。
在上述实施方案中，所述踏板30宽可为100～150毫米，长度可为200～300毫米，所述踏板30距离地面的高度可为50～180毫米，所述踏板宽度和长度均应不小于普通人脚板的尺寸，以方便使用者较舒适地站立。
在上述实施方案中，所述车轮20的轮胎宽度可为20～60毫米。
如图7所示，当机身10宽度为200mm，车轮20直径为350mm，该尺寸在使用者两脚间距的舒适范围中属于居中位置(范围A)，其行驶稳定性和通行性相对均衡，其可适用于一般的路况，并可跨越一般的路面障碍。
如图7所示，当机身10宽度为150mm，车轮20直径为450mm，该尺寸在使用者两脚间距的舒适范围中达到高度最高(范围B)，由于其车轮直径较大，因此通行性相对较好；而机身宽度较小，所以行驶稳定性稍差。其可适用于比较复杂的路况，甚至适用于极限越野运动。
如图7所示，当机身10宽度为250mm，车轮20直径为250mm，该尺寸在使用者两脚间距的舒适范围中达到宽度最宽(范围C)，由于其机身宽度较大，因此行驶稳定性相对较好；而车轮直径较小，所以通行性稍差，其可适用于比较平缓的路面
如图5、图6所示，在所述机身10上设置有坐垫60，方便使用者采取坐姿长时间行驶，可以在所述机身10和所述坐垫60之间设置储物箱70。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自平衡车，其特征在于：包括机身(10)、分别设置于所述机身(10)下方两侧的两个车轮(20)、分别设置于两个所述车轮(20)外侧的两个可收起竖向贴合于同侧机身(10)的踏板(30)和与所述机身(10)相连接的方向控制杆(40)，机身(10)内设有控制***，所述车轮(20)和所述方向控制杆(40)分别与所述控制***连接，每个所述的踏板(30)与所述自平衡车之间通过铰链连接，两个所述车轮(20)为可通过两个车轮的差速来改变方向的同轴平行轮，所述方向控制杆(40)为可伸缩杆或可折叠杆；
所述可伸缩杆为相互套接于一起的多段节管，相邻节管之间设有可拆卸及紧固的连接机构；
所述可折叠杆也为折叠的多段节杆，相邻节杆之间为轴连接。
2.如权利要求1所述的自平衡车，其特征在于：两个所述车轮(20)通过差速器共用一个电机，或者两个所述车轮(20)设置有两个独立的电机。
3.如权利要求2所述的自平衡车，其特征在于：两个所述独立的电机可为轮机一体的轮毂电机，或者为通过变速器将动力分别输出到所述两个车轮的独立电机。
4.如权利要求1所述的自平衡车，其特征在于：所述方向控制杆(40)顶端连接有可绕所述方向控制杆(40)旋转来控制方向的控制手柄(50)；所述控制手柄(50)上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄(50)和所述控制把手通过方向控制杆(40)与机身(10)内控制***相连。
5.如权利要求1所述的自平衡车，其特征在于：所述方向控制杆(40)顶端活动连接有可带动整个方向控制杆(40)左右摆动来控制方向的控制手柄(50)；所述控制手柄(50)上可设置有控制自平衡车前进、后退以及加速、减速的控制把手；所述方向控制手柄(50)和所述控制把手通过方向控制杆(40)与机身(10)内控制***相连。
6.如权利要求1-5任一项所述的自平衡车，其特征在于：每侧所述踏板(30)与所述车轮(20)之间靠近车轮(20)的位置设置有覆盖部分车轮(20)的防护挡板，同时，所述机身(10)和所述两个车轮(20)的前面后面部分区域设置有保护壳，所述保护壳连接并支撑在所述机身(10)上，每侧所述的踏板(30)分别与同侧所述防护挡板通过铰链连接。
7.如权利要求6所述的自平衡车，其特征在于：所述机身(10)的宽度为100～300毫米，所述车轮(20)的直径为200～600毫米。
8.如权利要求7所述的自平衡车，其特征在于：所述机身(10)的宽度为150～250毫米，所述车轮(20)的直径为250～450毫米。
9.如权利要求7或8任一项所述的自平衡车，其特征在于：所述车轮(20)的轮胎宽度为20～60毫米。
10.如权利要求9所述的自平衡车，其特征在于：在所述机身(10)上设置坐垫(60)，所述机身(10)和所述坐垫(60)之间可设置储物箱(70)。
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