专利名称：便携式折叠电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车，尤其是能折叠，方便携带的电动车。
背景技术：
目前，公知的电动自行车是作为全程单一使用的交通工具而设计的，考虑 了长时间骑行的需要，所用电机和电池都比较笨重，加之还要考虑长时间骑行 的舒适性和脚踏自行功能，整车尺寸和自重都不适合随身携带。中国专利文献
申请号200420013401.2，名称 一 种可折叠电动自行车和申请号 200720002669.X，名称三角形折叠电动车等也提供了一些折叠电动车的方案， 但对于希望携带它们搭乘其他交通工具、去商场购物及上下楼梯的人来说，它 们都还显得不够轻便。
发明内容
为了克服现有的折叠电动自行车折叠后体积大、重量重，随身携带不够轻 便的不足，本实用新型提供了一种便携式折叠电动车方案，使整车折叠后体积 小，自重轻，携带方便。
本实用新型解决技术问题的技术方案是该车的行走部分由两个左右并排
的前轮和一个居中的后轮组成，两个前轮分别安装在两台电机的输出轴上，两
台电机又分别固定在左右前轮支架的底端，电机输出轴均装配电机转速传感器; 左右前轮支架的底部用横梁相互连接固定，横梁上左右各安装一个脚踏板，脚 踏板由悬挂部分和脚踏部分组成，二者用合页连接，悬挂部分用螺栓安装在横 梁上，脚踏部分可向上折叠；后轮支架由上下两节套管构成，上节可縮进下节 套管之中，后轮支架底端安装一个可自由转向的后轮，后轮支架上节装有扶把 和电机控制器，电机控制器上带有显示屏和键盘，扶把上设有控制按键；左右 前轮支架的中部和后轮支架下节的中部用一个转轴连接；在左右前轮支架顶部 内侧分别用一个转轴各自连接一个拉杆，拉杆均由两节构成，即前节拉杆和后 节拉杆，中间各用一个转轴连接；左右前节拉杆的另一端分别连接到后轮支架 下节顶端的左右转轴上；左右前节拉杆上面固定一个车座，车座下面设有凹型槽，车展开时可将后节拉杆的一部分嵌入其中，车座后边向上翻边；电机驱动 器安装在左右前轮支架上，蓄电池安装在横梁中或横梁上；电机控制电路中有 一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位器、刹车 控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、蜂鸣器、显示屏、 键盘、蓄电池电压检测电路及RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连接。
本实用新型的有益效果是新颖的结构设计，使整车折叠后体积小，自重 轻，展开或折叠迅速，折叠后可以像拖行李车一样拖着走，为携带搭乘其他交 通工具，去商场购物及上下楼梯提供了方便。由于行走部分是三轮配置，本实 用新型还特别适合老年人使用；此外，本实用新型还可以实现原地转圈、倒车、 极慢速行进、程控、遥控、自动驾驶等一般两轮电动车无法实现的功能。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图la是本实用新型展开后的主视图。
图lb是本实用新型展开后的左视图。
图lc是本实用新型展开后的俯视图。
图2是本实用新型折叠后的三视图。
图l、图2中1.左前轮，2.右前轮，3.后轮，4.左电机，5.右电机，6.左 前轮支架，7.右前轮支架，8.横梁，9.左脚踏板，10.右脚踏板，ll.合页， 12.固定螺栓，13.后轮支架下节，14.后轮支架上节,15.扶把，16.电机控制 器，17.左转键，18.右转键，19.调速键，20.刹车键，2L前后轮支架转轴， 22.左前轮支架与左侧后节拉杆的转轴，23.右前轮支架与右侧后节拉杆的转 轴,24.左侧后节拉杆，25.右侧后节拉杆，26.左侧拉杆中间转轴，27.右侧拉 杆中间转轴，28.左侧前节拉杆，29.右侧前节拉杆，30.后轮支架与左侧前节 拉杆的转轴，31.后轮支架与右侧前节拉杆的转轴，32.车座，33.车座固定螺 栓，34.左电机驱动器，35.右电机驱动器，36.蓄电池，37.左转向灯，38.右转 向灯，39.刹车灯,40.前灯，43.左电机转速传感器，44.右电机转速传感器，45. 永久磁铁，46.后轮支架上下两节套管的定位销。47.上定位孔，48.下定位孔。
注本文所述左右是以驾车人乘坐方向而言。
图3是本实用新型后轮支架上下两节套管的半剖视图。图中13.后轮支架下节，14.后轮支架上节，30.后轮支架与左侧前节拉杆 的转轴，31.后轮支架与右侧前节拉杆的转轴，46定位销，47.上定位孔，48. 下定位孔，49.定位销弹簧。
图4是本实用新型电机转速传感器结构的主视图和俯视图。
图中41.多孔圆盘，42.槽型光电耦合器。
图5是本实用新型加复位弹簧的直线电位器的结构图。
图中50.键帽，5L弹簧，52.直线滑动电位器。
图6是本实用新型电机控制器的电路图。
图中Jl.RS-232串口， J2.电源插口， J3.左电机控制信号接口， J4.右电机控 制信号接口， J5.灯光驱动器接口， J6.单片机编程接口， Ul. RS-232串口转换 芯片，U2. DC-DC转换器，U3.单片机，Pl.左转向控制电位器、P2.右转向控制 电位器、P3.速度控制电位器、P4.刹车控制电位器，LCM为液晶显示屏，B蜂鸣 器。
图7是本实用新型的直流电机驱动器电路图。
图中Jl.电机控制信号接口， J2.电机驱动接口， J3.电源接口， J4.电机转速 传感器信号接口。
具体实施方式
如
图1、图2所示，本实用新型的行走部分由两个左右并排的前轮(1)、 (2) 和一个居中的后轮(3)组成，两个前轮(1)、 (2)分别安装在两台电机(4)、 (5)的输出轴上；电机(4)、 (5)可选转速为500至800转/分，功率50至100 瓦的直流电机、直流无刷电机或步进电机，同时配以两台相应的电机驱动器， 直流电机可配图7所示的电机驱动器,无刷电机可配由美国AliegroMicroSystems 公司生产的A3938集成电路构成的电机驱动器；步进电机可配由美国 AllegroMicroSystems公司生产的A3986集成电路构成的电机驱动器。左右两台 电机(4)、 (5)分别固定在左右前轮支架(6)、 (7)的底端，电机为双向轴输 出，后轴接电机转速传感器(43)、 (44)，电机转速传感器(43)、 (44)釆用图 4所示的光电机构，其输出信号接在相应的电机驱动器(34)、 (35)的电机转速 传感器信号接口J4上；选用直流无刷电机时，可省略转速传感器(43)、 (44)， 而直接将直流无刷电机的霍尔传感器信号接至相应的电机驱动器(34)、 (35)的电机转速传感器信号接口 J4上。左右前轮支架(6)、 (7)的底部用横梁(8) 相互连接固定，横梁(8)上左右各安装一个脚踏板(9)、 (10)，脚踏板(9)、 (10)由悬挂部分和脚踏部分组成，用合页(11)连接，悬挂部分用螺栓(12) 安装在横梁(8)上，脚踏部分可向上折叠，折叠后永久磁铁(45)与固定螺栓
(12) 之一相吸，这样就可将脚踏板(9)、 (10)收拢并固定；后轮支架由上下 两节(14)和(13)构成，上节(14)比下节(13) 口径小，可縮进下节(13) 中，伸出和縮进的定位由安装在上节(14)的定位销(46)和下节(13)相应 的定位孔(47)、 (48)来实现，其结构见图3。后轮支架下段(13)的底端安装 一个可自由转向的后轮(3)，如仪器推车脚轮一样；后轮支架上节(14)装有 扶把(15)和电机控制器(16)，电机控制器(16)上装有显示屏、键盘和前灯
(40);扶把(15)上设有控制按键(17)、 (18)、 (19)、 (20)分别控制左右转 向、调整车速和刹车，本实用新型的左右转向是靠左右前轮旋转的速度差来实 现的；刹车靠电机制动；左右前轮支架(6)、 (7)的中部和后轮支架下节(13) 的中部用一个转轴(21)连接，使得左右前轮支架(6)、 (7)与后轮支架下节
(13) 可以转轴(21)为圆心向内折叠呈I形或向外展开呈X形；左右前轮支 架(6)、 (7)顶部内侧分别各用一个转轴(22)、 (23)各自连接一个拉杆，拉 杆均由两节构成，即前节拉杆(28)、 (29)和后节拉杆(24)、 (25);前后节拉 杆的中间各用一个转轴(26)、 (27)连接；前节拉杆(28)、 (29)的另一端分 别连接到后轮支架下节(13)的转轴(30)和(31)上。这样展开时，拉杆(24)、
(25)、 (28)、 (29)拉直，使得左右前轮支架(6)、 (7)与后轮支架下段(13) 限位，呈X形；而折叠时，拉杆的中心转轴(26)、 (27)向上移动，使拉杆(24)、
(25)、 (28)、 (29)与左右前轮支架(6)、 (7)和后轮支架下节(13) —起向 内收拢呈I形(此前后轮支架的上节(14)已縮进下节(13)中)，而后再以转 轴(22)、 (23)、 (30)、 (31)为圆心向后、向下折叠。两节前节连杆上面用螺 栓(33)固定一个车座(32)，车座(32)下面设有凹型槽，车展开时可将左右 后节拉杆的一部分嵌入其中，起稳固车架的作用；车座后边向上翻边，以增强 车座横向强度；电机驱动器(34)、 (35)安装在靠近电机的左右前轮支架(6)、
(7)上；蓄电池(36)采用聚合物锂电池，如杭州万马公司出品的4900mAh 的聚合物锂电池，蓄电池(36)可安放在横梁(8)中，或横梁(8)之上。采 用上述结构，本实用新型展开和折叠都非常简便，迅速，折叠步骤如下按下定位销(46)，将后轮支架上节(14)縮进后轮支架下节(13),从车座(32) 后边向上扳起，将左右前轮支架(6)、 (7)和后轮支架下段(13)收拢，再将 连杆(24)、 (25)、 (28)、 (29)向下弯折收拢，最后将左右脚踏板折叠收起就 完成整车的折叠过程；展开过程按折叠时逆过程进行即可。左右前轮支架(6)、
(7)、后轮支架上下两节(14)、 (13)、横梁(8)、拉杆(24)、 (25)、 (28)、 (29) 及扶把(15)可采用铝合金管材；车座(32)、脚踏板(9)、 (10)可采用工程 塑料；车轮可采用6~8吋充气轮胎。
如图3所示，本实用新型的后轮支架上节(14)已縮进后轮支架下节(13) 之中，后轮支架上节(14)下端设置一个定位销(46)，并由弹簧(49)向外顶 住，后轮支架下节(13)的管壁上下各开有一个定位(47)、 (48)孔，孔径略 大于定位销(46)的直径。展开时，后轮支架上节(14)向上拉出，定位销(46) 在弹簧(49)的作用下进入后轮支架下节(13)上部的定位孔(47)内，使后 轮支架上节(14)限位；收縮时， 一手按下定位弹簧销(46)另一手可将后轮 支架上节(14)向下推入后轮支架下节(13)内直至定位销(46)进入后轮支 架下节(13)下部的定位孔(48)内，使后轮支架上节(14)限位。
如图4所示，本实用新型的电机转速传感器(43)、 (44)，由多孔圆盘(41) 和槽型光电耦合器(42)及防尘罩构成，多孔圆盘(41)的孔数可根据测速精 度选取；多孔圆盘(41)固定在电机后输出轴上，槽型光电耦合器(42)及防 尘罩固定在电机后部外壳上;槽型光电耦合器(42)的接线端子与电机驱动器
(34)、 (35)的电机转速传感器插口 J4相连，通过J4槽型光电耦合器(42)的 输出信号又连接到电机控制器(16)的单片机U3的I/0引脚上。
如图6所示，电机控制器(16)中有一片单片机芯片U3，型号为C8051F410
(该芯片的I/O引脚与内部电路的连接可通过软件配置)，其中4个I/O引脚分 别与左右转向控制电位器P1、 P2、速度控制电位器P3、刹车控制电位器P4相 连，Pl、 P2、 P3、 P4的键帽与图l、图2中的(17)、 (18)、 (19)、 (20)相对应， Pl、 P2、 P3、 P4可采用加复位弹簧的直线滑动电位器，如图5所示；编程时4 个I/O引脚设置为模拟输入端并接单片机芯片U3的内部A/D电路；单片机芯 片U3还有4个I/O引脚连接左电机驱动器连接插口 J3、另外4个I/O引脚连接 右电机驱动器连接插口 J4，分别为两个电机驱动器(34)、 (35)提供控制信号； J3、 J4中的第3引脚输出PWM信号或脉冲信号(连接步进电机时)，用以调节电机的转速；J3、 J4的第6引脚与电机转速传感器(43)、 (44)的输出信号端 湘连，接收电机转速传感器(43)、 (44)的输出信号，以便对电机(4)、 (5) 的转速进行闭环控制；单片机芯片U3的4个I/O引脚连接灯光驱动器接口 J5， 可实现对左转向灯(37)、右转向灯(38)、刹车灯(39)、前灯(40)的控制； 单片机芯片U3的一个引脚连接蜂鸣器B，提供报警、鸣笛及操作提示音；单片 机芯片U3的5个引脚连接按键S1、 S2、 S3、 S4、 S5构成的键盘，其中4个和 灯光驱动器接口J5共用，通过键盘用户可设置电机控制器(16)的功能；单片 机芯片U3的一个I/O 口连接分压电阻Rl和R2的节点，对蓄电池(36)的电 压进行监测，编程时该I/O引脚设置为模拟输入端并接单片机芯片U3的内部 A/D龟路，该引脚还和按键S5共用；单片机芯片U3还有2个I/0引脚接液晶 显示屏LCM，用以显示车速、里程、时间、电池电量及功能设置等信息；单片 机芯片U3的P0.4禾BP0.5脚分别与RS-232串口芯片Ul的发送、接收引脚相连， Ul的型号为SP3223，通过RS-232串口芯片的插座Jl ，用户可使电机控制器(16) 与笔记本电脑、遥控接收机、GPS接收机、超声波雷达、微型摄像机等设备相 连，实现对车的程控、遥控和自动驾驶等附加功能。DC-DC直流变换器U2将 蓄电池(36)的电压转换为单片机及其外围电路的工作电压。
如图7所示，直流电机驱动器控制信号插口 Jl与电机控制器(16)的J3 或J4相连接，Jl的第3引脚接PWM信号或脉冲信号(接步进电机时)，控制 电机转速，第4、第5引脚分别接直流电机正、反转控制信号(接直流无刷电机 或步进电机时为方向信号和刹车信号)，第6引脚接测速信号；图中的P沟道场 效应管和N沟道场效应管型号分别为FDS4141和FDMC8462，比较器U1A的 型号为LM393，电阻RO为电流保护采样电阻，J4接电机转速传感器(43)或 (44)的接线端子。
权利要求1、一种由车轮、车架、电机、电机控制电路和蓄电池组成的可折叠的电动车，其特征在于该车的行走部分由两个左右并排的前轮和一个居中的后轮组成，两个前轮分别安装在两台电机的输出轴上，两台电机又分别固定在左右前轮支架的底端，电机输出轴均装配电机转速传感器；左右前轮支架的底部用横梁相互连接固定，横梁上左右各安装一个脚踏板，脚踏板由悬挂部分和脚踏部分组成，二者用合页连接，悬挂部分用螺栓安装在横梁上，脚踏部分可向上折叠；后轮支架由上下两节套管构成，上节可缩进下节套管之中，后轮支架底端安装一个可自由转向的后轮，后轮支架上节装有扶把和电机控制器，电机控制器上带有显示屏和键盘，扶把上设有控制按键；左右前轮支架的中部和后轮支架下节的中部用一个转轴连接；在左右前轮支架顶部内侧分别用一个转轴各自连接一个拉杆，拉杆均由前后两节构成，中间各用一个转轴连接；左右前拉杆的另一端分别连接到后轮支架下节顶端的左右转轴上；左右前拉杆上面固定一个车座，车座下面设有凹型槽，车展开时可将后拉杆的一部分嵌入其中，车座后边向上翻边；电机驱动器安装在左右前轮支架上，蓄电池安装在横梁中或横梁上；电机控制电路中有一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位器、刹车控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、蜂鸣器、显示屏、键盘、蓄电池电压检测电路及RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种能折叠，且携带方便的电动车。该车的行走部分由两个左右并排的直接安装在两台电机输出轴上的前轮和一个居中可自由转向的后轮组成，前轮支架和后轮支架由转轴和拉杆连接，展开呈X形，折叠后为I型，可以像拖行李车一样拖着走；后轮支架上装有扶把和电机控制器，扶把上设有控制按键；电机控制器中有一片单片机芯片，其引脚分别与左右转向控制电位器、速度控制电位器、刹车控制电位器、电机驱动器、电机转速传感器、灯光驱动器、蜂鸣器、显示屏、键盘、蓄电池电压检测电路及RS-232接口芯片的发送、接收引脚相连。采取上述方案，使整车体积减小、自重轻，为携带搭乘其他交通工具、去商场购物及上下楼梯提供了方便。
文档编号B62B3/02GK201385733SQ20092014511
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者康 陈 申请人:康 陈