专利名称：四轮折叠电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池驱动的可乘坐两人的四轮电动车，尤其是它具有折叠功能。
背景技术：
目前，公知的电动车由两个或三个车轮(其中一个轮子上配有直流电动机)、车架、车把、电池、控制器、速度控制转柄构成。电池通过控制器向电机提供电能，通过电机将电能转化成机械能，驱动车轮转动。速度控制转柄可改变加在电机上的电压，从而改变电机转速，改变车轮转速。两轮车可乘坐一人；三轮车可乘坐两人。两轮车在雨雪天行驶时易滑倒；三轮车随不易滑倒，但体积较笨重。它们的结构状态是固定的，只有一种与地面的接触状态，因而需要较大的占地面积，不便于放置。车座无靠背，骑车人不能像汽车司机那样舒适驾驶。
发明内容
为了克服现有的电动车骑行时稳定性差，放置时占地面积大，车座无靠背的不足，本实用新型提供一种四轮折叠电动车，该车不仅能乘坐两人，而且能方便地折叠，放置时可立起，减少占地面积；车座有靠背，驾驶舒适。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是制作一个以中部为界前窄后宽的长方形车架子，将两个同样尺寸的小车轮通过自行车前叉子装在车架的前部；两个同样尺寸的大车轮直接装在车架的后部，两个后车轮上分别装有电动自行车用的直流电机，作为驱动轮。折叠车把通过齿轮和齿条控制两个前车轮的转向。车把与车架联接的竖杆可折叠，且可通过其上设置的拉簧定位，通过锁舌装置牢牢地将竖杆固定在工作状态，使得车子运行时，车把稳固可靠。在车架的后半部分，两个车轮间装有折叠车座，该车座通过折叠靠背，前后一分为二。驾车人坐前座，后背可靠在折叠靠背上；后座上可坐一人，此人可面朝前坐也可面朝后坐。车子立放时先将折叠车座和折叠车把折好，再立起。折叠后的车子总厚度不超过后车轮的直径。电池组放在车子的中后部，这样在车子立起时，重心较低。驾车人通过车把右侧的速度控制转柄控制车速；通过右脚下的脚闸板控制刹车。脚闸板接有两后车轮上的涨闸闸线，脚踏板时闸线被拉紧，涨闸就阻止车轮转动。脚闸板下设有一个带两常开触点的脚踏开关，当脚踏板时开关触点动作，发出信号，使两电机的驱动器关闭，因而电机不再输出动力，以加速停车。该车为两轮驱动，动力强劲。当车转弯时，通过按动车把上左端设置的左转向或右转向开关关闭外侧车轮电机的供电，使其处于自由状态；通过速度控制转柄控制内侧车轮(工作)电机速度，以满足转向时要求外侧车轮速度快于内侧车轮速度的要求，实现转向平稳。同时车架后端上设置的箭头指示信号灯闪动，蜂鸣器鸣叫，以提醒后面的车辆。车架前端设有拉手，还可起到保险杠的作用。
本车设有电机堵转控制电路。当车子上坡过程中，停车后再起动时，通过按动车把中部设置的堵转控制开关，使驱动器在脚踏刹车时仍能提供一定的电能，使电动机产生不使车子下滑的动力矩，即电机工作在堵转状态。在这种情况下，松开脚闸板，车子由于电机的动力矩而不会下滑；再通过操作速度控制转柄加速，使车子前行。
车子上设有转换开关，它可切换两台电机电枢两端的电压极性，使电机正转或反转，实现车前行或倒行功能。
电路由车控制系统电源及指示、低频振荡源、电池组电压检测及低电压保护、速度给定、左车轮电机驱动及过流保护、右车轮电机驱动及过流保护、车轮电机堵转控制及指示、制动、车转向控制及指示、车前行及倒行控制部分组成。
本实用新型的有益效果是，在实现载人，电动驾驶的同时，可方便地折叠，减少放置时的占地面积且行进平稳，座位舒适。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是车架图。
图2是前轮横架加工图。
图3是前轮横架焊装内管套图。
图4是横架支板加工图。
图5是横架堵板加工图。
图6是前轮横架焊装横架支板和横架堵板图。
图7是竖杆关节加工图。
图8是竖杆关节焊装拉簧固定柱图。
图9是竖杆关节焊装竖轴图。
图10是车把焊装上竖杆、安装开关图。
图11是竖杆安装锁舌及拉簧图。
图12是车把竖杆折叠图。
图13是前轮转向原理图。
图14是车把竖杆与齿条齿合图。
图15是左前叉子安装图。
图16是电池组架、尾部支架、侧小轮及翻动式踏板安装图。
图17是折叠车座组装图。
图18是折叠车座折叠后情况图。
图19是脚闸板及闸线、折叠车座安装图。
图20是折叠车座在车架上折叠后的情况图。
图21是本实用新型的整体组装图。
图22是本实用新型的折叠效果图。
图23车控制系统电源及指示、低频振荡源、电池组电压检测及低电压保护、速度给定原理图。
图24是左车轮电机驱动及过流保护原理图。
图25是右车轮电机驱动及过流保护原理图。
图26是车轮电机堵转控制及指示、制动控制原理图。
图27是车转向控制及指示原理图。
图28是车前行及倒行控制原理图。
图29是箭头指示安装图。
图1中1.前轮横架，2.脚闸板支架，3.斜侧板，4.电池组架，5.折座内腿挡架，6.折座外腿三角架板，7.电气控制器安装区，8.中支垫架。
图3中1.前轮横架，9.内管套。
图6中1.前轮横架，10.横架支板，11.横架堵板。
图8中16.竖杆关节，17.拉簧固定柱。
图9中16.竖杆关节，18.竖轴。
图10中17.拉簧固定柱，19.车把，20.上竖杆，52.一般鸣响控制开关(它的电路代号为MS)，53.左转向开关(它的电路代号LS)，54.右转向开关(它的电路代号RS)，55.堵转控制开关(它的电路代号为DS)。
图11中14.中齿轮，16.竖杆关节，20.上竖杆，21.锁舌，22.轴承座，23.轴承，24.拉簧，25.车把竖杆。
图13中12.齿条，13.右齿轮，14.中齿轮，15.左齿轮。
图14中12.齿条，14.中齿轮，25.车把竖杆。
图15中1.前轮横架，12.齿条，15.左齿轮，26.齿条垫板，27.自行车八件，28.前叉子。
图16中29.电池组(它的电路代号为GB)，30.侧小轮，31.尾部支架，32.合页，33.翻动式踏板，34.折叠拉杆。
图17中35.折叠靠背，36.定位钉，37.折座板架，38.折座外腿挡架，39.折座外腿，40.折座内腿。
图19中41.闸线套管，42.闸线，43.脚闸板，44.脚踏开关(它的电路代号为JTK)，45.折叠车座。
图20中46.拉手。
图21中47.前车轮，48.后车轮，49.涨闸。
图29中31.尾部支架，50.车架后端，51.箭头指示。
具体实施方式
在
图1中，用钢板(例如2mm厚)先制成角铁(例如25mm×100mm)，再焊接成前窄后宽的长方形架子；前后两部分连接处两侧分别焊上斜侧板(3)，以增加整体强度。在长方形架子前端分别焊上中支垫架(8)，前轮横架(1)，脚闸板支架(2)。在长方形架子后部分别焊接电池组架(4)，折座内腿挡架(5)，折座外腿三角架板(6)。车的电气控制系统安装在电气控制器安装区(7)内。
在图3中，用钢材料(例如45#)制成4个环形内管套(9)，将它们分别焊装在前轮横架(1)内侧，以增加自行车八件(27)部件的接触面积。
在图6中，用钢板(例如2mm厚)制成横架支板(10)和横架堵板(11)，将它们分别焊装在前轮横架(1)的开口侧和两端，增加前轮横架(1)的强度。
在图8中，在竖杆关节(16)前面下端焊接两个拉簧固定柱(17)。
在图9中，将竖杆关节(16)与竖轴(18)同心地焊接在一起。
在
图10中，将车把(19)与上竖杆(20)垂直地焊接在一起。拉簧固定柱(17)焊装在上竖杆(20)两侧，车把左端和中部分别安装一般鸣响控制开关(52)、左转向开关(53)、右转向开关(54)和堵转控制开关(55)。
在
图11中，将中齿轮(14)用螺钉固定在竖轴(18)上，轴承(例如6204Z)(23)和轴承座(22)安装在竖轴(18)下端。上竖杆(20)通过轴安装在竖杆关节(16)内；锁舌(21)装置焊装在上竖杆(20)上；两个拉簧(24)安装在竖杆关节(16)和上竖杆(20)上的拉簧固定柱(17)上。上竖杆(20)、竖杆关节(16)和竖轴(18)构成车把竖杆(25)。
在
图13中，右齿轮(13)安装在右前叉子上，左齿轮(15)安装在左前叉子上，中齿轮(14)安装在折叠车把竖杆(25)上。三个齿轮相同；齿条(12)长度为左右齿轮间距再加上2倍的齿轮周长的十二分之一，即前轮转向应不小于30度。安装时齿条(12)中线对准中齿轮(14)中线。
在
图14中，车把竖杆(25)通过中齿轮(14)与齿条(12)齿合。
在
图15中，用一定厚度的轻质材料(例如7mm厚胶板或铝板)制作一根齿条垫板(26)，用螺钉固定在齿条(12)下面，再将它们放入前轮横架(1)内；将前叉子(28)套上对应的自行车八件(27)部件，穿入前轮横架(1)的下孔，再装上左齿轮(15)，再从上孔穿出，用自行车八件(27)部件固定住。左齿轮(15)与前叉子(28)的轴杆用螺钉固定。左右前叉子安装方法相同。
在
图16中，将电池(例如6DZM-12，12V 12AH，三块)组(29)放入电池组架(4)内并固定住。两个尾部支架(31)焊装在车架后端(50)两侧。四个侧小轮(30)分别用螺钉固定在尾部支架(31)外侧的两端。用角铁(例如10mm×20mm×2mm)焊成一个框(例如490mm×130mm)，框内嵌入轻板(例如8mm厚木板)制成翻动式踏板(33)，再用合页(32)将其固定在尾部支架(31)内侧，其两端用折叠拉杆(34)与尾部支架(31)内侧连接。
在
图17中，用方管(例如15mm×20mm方钢管)分别焊制成折叠靠背(35)，折座板架(37)，折座外腿(39)，折座内腿(40)。折座外腿挡架(38)焊接在折座板架(37)上，打开时用来卡住折座外腿(39)的上端。折座外腿(39)的下端与车架通过轴固定。折座内腿(40)的上端与折座板架(37)通过轴固定。折座内腿(40)打开时其下端卡在折座内腿挡架(5)上。折座内腿(40)与折座外腿(39)通过轴交叉连接。折叠靠背(35)的斜臂与折座板架(37)通过轴连接，并将折座板架(37)分为前后两部分，打开时折叠靠背(35)的下端插入折座板架(37)的定位钉(36)上。折叠靠背(35)、折座板架(37)、折座内腿(40)等宽。
在
图19中，将自行车用的两条闸线套管(41)的一端用其所带的附件固定在脚闸板(43)的下方，将伸出的闸线(42)固定在脚闸板(43)的下端；两条闸线(42)的另一端分别与两个后车轮(48)上的涨闸(49)连接。脚踩脚闸板(43)时，闸线(42)拉紧，涨闸制动车轮。带有两对常开触点的脚踏开关(44)安装在脚闸板(43)的下方，脚踩脚闸板(43)时，两对常开触点闭合。折叠车座(45)的折叠外腿(39)下端与车架轴连接。
在图20中，用坚固的管材(例如Φ20mm钢管)制成的拉手(46)通过螺栓(例如M8×20)安装在车架前端。它是拉手也是保险杠。折叠车座直接用手折叠，不需工具，折叠后略高于车架上边。
在图21中，将两个前车轮(例如12型自行车轮)(47)装在前叉子(28)上。将两个配装电机的后车轮(例如电动自行车18型车轮，电机180W，36V)(48)直接装在车架上。两个后车轮(48)上均配有涨闸(49)。
在图23中，由并联稳压集成元件DW(例如TL431，它是一个有好的热稳定性能的三端可调分流基准源；它的阳极和阴极间输出的稳定电压，通过控制极端的两个电阻配置，即改变它的控制极电压Vref，就可以设置从2.5V到36V范围内的任何值。)、三极管Q2、电阻R17、R18、R19、R20、电位器RP6和滤波电容C4、C5、C6组成车控制系统电源电路，它从电池组GB(例如36V)通过钥匙开关KEY得到+V电压(例如12V)，给车的控制电路供电。调节RP6可校准+V电源。电阻R3、发光二极管LED1组成控制电源指示电路。
由时基电路IC1(例如NE555)、电阻R1、电容C1、C2和电位器RP1组成低频振荡源，向图27中的发光二极管LED1-LED14供电，实现闪烁效果。它的输出频率由电阻R1、电位器RP1、电容C1的数值决定，其公式为f＝1.44/[(RA+2RB)*C1]，调节电位器RP1可改变输出频率。
由电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、电位器RP2、RP3、RP4、比较器IC2、IC3、IC4(例如LM324)、发光二极管LED2、LED3、LED4组成电池组电压检测电路。当电池组GB电压不低于一个较高电压(例如38V)时，发光二极管LED2、LED3、LED4均点亮；当电池组GB电压低于该电压时，发光二极管LED2熄灭；当电池组GB电压低于一个稍低电压(例如35V)时，发光二极管LED3熄灭；当电池组GB电压低于一个更低电压(例如33V)时，发光二极管LED4熄灭，此时应给电池组GB充电。调节电位器RP2、RP3、RP4，可分别设定发光二极管LED2、LED3、LED4熄灭时的电压值。
由电阻R10、R11、R12、R13、电位器RP5、比较器IC5(例如LM324)、三极管Q1、发光二极管LED5组成电池组GB低电压保护电路。当电池组GB电压低到不能再低的值(例如31.5V)时，比较器IC5输出低电位，发光二极管LED5点亮；同时三极管Q1饱和导通，其集电极WJ4输出高电位，分别通过图24和图25中的电阻R5加到脉宽调制控制电路IC的④脚，使得脉宽调制控制电路IC的⑧脚无调宽脉冲输出，场效应管Q3截止，不向电机供电，电池组GB放电停止，进入电池保护状态。调节RP5可改变电池组低电压保护值。
由电阻R2、速度控制转柄H组成速度给定电路。速度控制转柄实质是一个霍尔传感器，当转柄由松开到旋紧时，其输出端可得到一个由高到低的电压(例如5-0.17V)，该电压加到脉宽调制控制电路IC的③脚，在其⑧脚输出调宽脉冲。③脚电压愈低，⑧脚输出的调宽脉冲的低电平部分愈宽，电机转速愈高。在图24和图25中的电位器RP用于零速调节，调节RP使转柄松开时电机刚好停转。
在图24中，由脉宽调制控制电路IC(例如TL494，它是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的电阻R12和电容C5进行调节，其振荡频率为f＝1.1/(R12*C5)。通过其③脚所加不同的电压信号，在其⑧脚产生不同宽度的方波输出。)三极管Q1、NMOS场效应管Q3、电阻R11、R12、R13、R14、R15组成左车轮电机驱动电路。脉宽调制控制电路IC的⑧脚输出的调宽脉冲，经Q1放大驱动NMOS场效应管Q3，脉宽调制控制电路IC的⑧脚调宽脉冲低电平部分越宽，则Q3导通时间越长，电机转速越高。二极管D4是电机续流二极管，防止场效应管Q3被击穿。三极管Q2、二极管D2、电阻R14组成有源泄放电路，加速场效应管Q3的截止过程，对降低场效应管Q3的功耗有十分重要的作用。
二极管D3提供车下坡时产生的动能电势向电池组GB充电的通路。电感器L、电容C8、C9、C10为滤波器电路。电枢电流由电阻R15、R16取样加到脉宽调制控制电路IC的⒃脚，当过流时，脉宽调制控制电路IC的V16＞V15，调宽脉冲输出管截止，其⑧脚无调宽脉冲输出，场效应管Q3截止，从而保护了电机。
脉宽调制控制电路IC的(14)脚输出稳定电压+VL(例如+5V)。
在图25中，线路组成及功能与图24相同。
在图26中，由运算放大器IC1(例如LM324)、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、电位器RP，电容器C、二极管D1、D2、D3、堵转控制按钮开关DS组成车轮电机堵转控制电路。其中比较器IC1、电阻R3、R4、R5、R6、电容C构成比例积分放大器，它通过电阻R3输入堵转电流给定信号；通过电阻R4输入堵转电流反馈信号。这两个信号经过比例积分放大器后，在其输出端，即WJ8端得到一个对应给定堵转电流值的控制电压信号，当按动堵转控制开关DS(在上坡中再起车时按动此开关)时，它的常闭触点断开，解除脚踏开关JTK对图24和图25中电机驱动电路的封锁；同时常开触点闭合，即WJ8与WJ9连接，将控制电压信号分别加到图24和图25中的脉宽调制控制电路IC的③脚，输出对应的电机堵转电流。如果实际的堵转电流小于给定值，则加到电阻R4端上的电压就低于电阻R3端上给定值，在运算放大器IC1的输入端就得到一个正的(IG-If＝+ΔI)的电压量，通过比例积分放大器的调节使其输出电压信号增大，进而使电机堵转电流增加；反之，实际的堵转电流大于给定值，则加到电阻R4端上的电压就高于电阻R3端上给定值，在运算放大器IC1的输入端就得到一个负的(IG-If＝-ΔI)的电压量，通过比例积分放大器的调节使其输出电压信号减小，进而使电机堵转电流减少。通过这样的负反馈控制就使实际堵转电流值等于给定值。二极管D1、D2对于来自两个电机的实际堵转电流来说，是一个“或门”。较大的堵转电流通过“或门”与给定电流值比较，这样两电机的实际堵转电流都不会超过给定值。
由比较器IC2、IC3、电阻R8、R9、发光二极管LED1、LED2组成电机堵转显示。两个比较器IC2、IC3都接受同样的堵转电流给定信号；比较器IC2在LWJ7端接受左电机的堵转电流反馈信号，比较器IC3在RWJ7端接受右电机的堵转电流反馈信号。在电机堵转时，由于二极管D1、D2的存在，电流反馈信号大于给定信号，比较器IC产生正极性的输出，且脚闸板(43)下的脚踏开关JTK处于闭合状态，使得发光二极管点亮。
脚踏开关JTK设在脚闸板(43)的下面，当脚踏闸板时，通过两后车轮(48)涨闸(49)的闸线(42)拉紧抱闸，将两后车轮(48)抱住；同时脚踏开关JTK触点闭合，将+VL的高电位(例如+5V)加到图26中的WJ1端，由于图26中堵转控制开关DS的常闭触点连接WJ1和WJ2，只要不按动堵转控制开关DS，此时WJ2就是高电位，并通过图24和图25中的二极管D1分别加到脉宽调制控制电路IC的④脚，于是它的⑧脚无调宽脉冲输出，场效应管Q3截止，不向电机供电，加速了电机制动。
在图27中，由左转向按钮开关LS、发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、组成车左转向控制及指示电路。其中发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7构成向左箭头指示(51)，装在图29中的车架后端(50)左侧。当车左转向时，按动位于车把左端的左转向开关LS，两对常开触点闭合，高电位信号+VL(例如+5V)通过RWJ3端加到图25中脉宽调制控制电路IC的④脚，使其⑧脚无调宽脉冲输出，场效应管Q3截止，右车轮电机RM失电，右车轮(外侧车轮)处于自由状态。图23中的速度控制转柄H只控制左车轮的转速。来自图23中的低频闪光源信号SHAN通过另一对闭合触点加到发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6、LED7上，使其闪光指示。由右转向开关RS、发光二极管LED8、LED9、LED10、LED11、LED12、LED13、LED14电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14组成车右转向控制及指示电路，其中发光二极管LED8、LED9、LED10、LED11、LED12、LED13、LED14构成向右箭头指示(51)，装在车架后端(50)右侧；其原理与车左转向控制及指示电路相同。
由一般鸣响控制开关MS、二极管D1、D2、D3、蜂鸣器HC组成鸣响电路。一般鸣响控制开关MS设在车把的最左端，一般鸣响时使用。当按动车把上的左转向开关LS或右转向开关RS或一般鸣响控制开关MS时，蜂鸣器HC都会鸣响。
在图28中，车前行及倒行控制转换开关HS为四刀双置开关(例如LW424281)，其电流容量应大于电机的额定工作电流值。它通过切换电机电枢两端的电压极性，使电机换向。左车轮电机LM、右车轮电机RM为稀土永磁直流电机(例如有刷，180W，36V)，只有电枢绕组，无励磁绕组。
在图29中，在车架后端(50)的两个尾部支架(31)内分别安装向左和向右箭头指示(51)，向左箭头指示(51)由发光二极管LED1-LED7组成；向右箭头指示(51)由发光二极管LED8-LED14组成。
权利要求1.一种四轮折叠电动车，在车架上安装车轮、车把、车座、电池组、电气控制器，其特征是有四个车轮、车把竖杆及折叠车座，折座板架长度方向的中部有折叠靠背。
2.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是两后车轮直径大于两前车轮直径，两直径比不低于1.4，两前车轮通过自行车前叉子方式安装，两后车轮配装电动自行车用电机，直接安装在车架上。
3.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是两个前车轮的前叉子杆上分别设有齿轮，这两个齿轮再与一根长齿条齿合，齿条与设在其中部的车把竖杆上的齿轮齿合。
4.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车把下端的竖杆可折叠，通过两个拉簧定位，通过锁舌固定在工作位置。
5.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车架后半部设有折叠车座，折叠车座由折座板架、折叠靠背、折座内腿、折座外腿组成，折座板架通过折叠靠背分为前后两部分。
6.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是折座内腿上端、折座外腿下端分别与折座板架和车架通过轴连接，两者之间也通过轴交叉连接。
7.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车架后端两侧设有尾部支架，两支架间设有翻动式踏板，两支架外侧两端分别设有小轮。
8.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车子由两后车轮驱动，转向时不向外侧车轮电机供电，外侧车轮处于自由状态，速度控制转柄只控制内侧车轮电机速度。
9.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车架前部右侧设有脚闸板，脚闸板与两个后车轮上的涨闸闸线连接，脚闸板下设有带两对常开触点的脚踏开关。
10.根据权利要求1所述的四轮折叠电动车，其特征是车架前端设有坚固的管材制成的拉手。
专利摘要一种能折叠的四轮折叠电动车。它在前窄后宽的长方形车架上安装四个车轮、折叠车把、折叠车座、电池组、电气控制器；两后车轮上配装电动自行车用电机，作为驱动轮；车把右端设有速度控制转柄；车架前部右侧设有脚闸板；车架前端设有拉手；车架后端设有尾部支架，支架间设有翻动式踏板，支架外侧设有四个小轮，车可侧拉。车座中部通过靠背分为前后座，可乘坐两人，后座上的人可面朝前坐或朝后坐。车座和车把竖杆可折叠，折叠后车可立起放置，减少占地面积。转换开关控制车前行或倒行；通过车把中部的堵转控制开关控制爬坡中停车后再起动；拐弯时按动车把左端的左转向开关或右转向开关关闭外侧电机，速度控制转柄只控制内侧电机速度，实现平稳转向。
文档编号B62K15/00GK2769146SQ20042007337
公开日2006年4月5日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者田博光 申请人:田博光