一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车的制作方法与工艺

文档序号:13108744
本专利是:发明名称为:一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车申请号为:2014106117381申请日为:2014.11.04的专利申请的分案申请。技术领域本发明属于独轮车结构领域,具体涉及一种带有辅助轮的独轮车。

背景技术:
自平衡电动独轮车是一种电力驱动、具有自我平衡功能的代步工具;在社会飞速发展的今天,交通拥堵也成了普遍现象,电动独轮车代替自行车和电动车作为交通工具是时尚潮流的发展。自平衡电动独轮车的兴起,即将引发一场新的交通革命;现有电动独轮车的骑行时,都是需要先用一只脚踩在踏板上,小腿和侧壁相抵,形成稳定的三角形结构,然后另一只腿站上去,从而实现骑行动作;但是小腿和侧壁相抵非常不舒服,骑行久了还会造成淤青。现有的独轮车一般配有与踏板能够可拆卸连接的辅助轮,然而该种辅助轮仅能用在初学的时候供用户寻找平衡感,在正常骑行时不适用。

技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是:提供一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车,从而解决上述技术问题。为实现本发明之目的,采用以下技术方案予以实现:一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车,包括有车身,固定安装在车身两侧的两个竖向设置的踏板安装杆,以及设置在车身两侧的两个踏板;踏板安装杆上端部与独轮车电机的中轴固定连接,所述踏板下方安装有辅助轮,所述两个踏板安装杆在竖直方向上滑动连接有滑动块,所述踏板通过连接轴转动连接在滑动块上;所述踏板安装杆上部通过轴承连接有传动螺杆,传动螺杆与一个安装在车身内的驱动模块传动连接,所述滑动块朝向踏板安装杆的一面成型有与传动螺杆配合传动连接的传动螺纹;所述两个踏板上方均安装有用以检测用户脚部是否踩在踏板上的传感器,所述传感器及驱动模块与控制器电连接;所述踏板处于收起状态时,踏板的内侧面与独轮车的车轮下端面平齐;当两个踏板上的传感器均未被踩踏或者仅有一个踏板上的传感器被踩踏时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的;仅当两个踏板上的传感器均被踩踏时,控制器控制驱动模块带动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起。所述踏板上固定安装有磁铁a,所述车身两侧面固定安装有控制装置,控制装置与收起状态的踏板上的磁铁a位置相对应;所述的控制装置包括一个开口朝向车身外侧的塑料材质或铝合金材质的槽体状的壳体,壳体的开口内侧固定安装有环形的磁铁b,壳体的底部固定安装有环形的磁铁c,磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,磁铁c的磁场方向与磁铁a相反;壳体内滑动安装有一个衔铁,所述衔铁包括有依次一体连接的踏板控制部、换向吸合部和阻尼器连接部,所述踏板控制部穿过磁铁b且与磁铁b内周不相接触,所述换向吸合部与壳体内壁滑动连接,且换向吸合部两端面能够分别与磁铁b、磁铁c相吸合;所述阻尼器连接部外周套设有一个非磁性材料的弹簧,弹簧的两端限制在换向吸合部以及壳体底部之间,弹簧的外径小于磁铁c的内径;所述阻尼器连接部与壳体的底部之间连接有一个用以减缓弹簧复位速度的直线单向阻尼器;所述的换向吸合部与磁铁c相吸合时,所述的踏板控制部的外端部超出磁铁b靠近壳体开口的端面,且磁铁a与衔铁的磁场之间的斥力大于磁铁a与衔铁本身之间的吸力。所述弹簧处于伸展状态时,衔铁的换向吸合部与磁铁b相吸合,衔铁经磁铁b和磁铁a共同磁化,使衔铁的踏板控制部与踏板上的磁铁a相吸合,从而使踏板固定在收起状态;按压踏板使踏板推动衔铁向内缩进时,弹簧被压缩至衔铁的换向吸合部与磁铁c相吸合,衔铁经磁铁c磁化从而与磁铁a之间产生斥力使磁铁a弹开。优选地:所述的驱动模块为步进电机,步进电机的输出轴与传动螺杆同轴连接。优选地:所述的踏板安装杆上沿竖直方向成型有两个燕尾槽,所述滑动块上成型有与所述燕尾槽滑动配合连接的燕尾榫;所述踏板安装杆朝向滑动块的一面上位于两个燕尾槽之间成型有容纳所述传动螺杆的圆弧形凹面。与现有技术相比较,本发明的有益效果是:当用户的脚部未踩到踏板上或者仅有一只脚踩到踏板上时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,这时踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的,这样当开始骑行时,仅有一只脚踩在一个踏板上时,车身的侧面对用户小腿产生的压力较小,即使是初学者小腿也不易因为与车身侧面产生挤压而受伤,当用户的两只脚都踩到踏板上之后,两个踏板上的传感器检测到两个踏板均被踩踏,则控制器控制步进电机驱动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起,当要停下来时,用户可一只脚踮起脚尖,使脚底撤销对传感器的压力,则控制器控制踏板向下移动,至辅助轮与地面接触,这样可平稳地停车。附图说明图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的分解结构示意图。图3是滑动块的结构示意图。图4是独轮车踏板展开过程的示意图。图5是控制装置的结构示意图。图6是控制装置的剖视结构示意图。1、车身;2、踏板安装杆;3、滑动块;31、燕尾榫;32、传动螺纹;33、踏板连接孔;4、踏板;41、辅助轮;42、传感器;43、连接轴;5、传动螺杆;6、驱动模块;7、磁铁a;8、控制装置;81、壳体;82、衔铁;821、换向吸合部;822、踏板控制部;823、阻尼器连接部;83、磁铁b;84、磁铁c;85、直线单向阻尼器;86、弹簧。具体实施方式实施例1根据图1至图4所示,本实施例所述的一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车,包括有车身1,固定安装在车身两侧的两个竖向设置的踏板安装杆2,以及设置在车身两侧的两个踏板4;踏板安装杆上端部与独轮车电机的中轴固定连接,所述踏板下方安装有辅助轮41,所述两个踏板安装杆在竖直方向上滑动连接有滑动块3,所述踏板通过连接轴43转动连接在滑动块上;所述踏板安装杆2上部通过轴承连接有传动螺杆5,传动螺杆与一个安装在车身内的驱动模块6传动连接,所述滑动块朝向踏板安装杆的一面成型有与传动螺杆配合传动连接的传动螺纹32;所述两个踏板上方均安装有用以检测用户脚部是否踩在踏板上的传感器42,所述传感器及驱动模块与控制器电连接;所述踏板处于收起状态时,踏板的内侧面40与独轮车的车轮下端面平齐;当两个踏板上的传感器均未被踩踏或者仅有一个踏板上的传感器被踩踏时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的;仅当两个踏板上的传感器均被踩踏时,控制器控制驱动模块带动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起。所述的驱动模块为步进电机,步进电机的输出轴与传动螺杆同轴连接。所述的踏板安装杆上沿竖直方向成型有两个燕尾槽,所述滑动块上成型有与所述燕尾槽滑动配合连接的燕尾榫31;所述踏板安装杆朝向滑动块的一面上位于两个燕尾槽之间成型有容纳所述传动螺杆的圆弧形凹面。所述滑动块下部成型有供连接轴穿过的踏板连接孔33。所述踏板的下方安装有两个辅助轮,两个辅助轮沿着踏板长度方向同平面设置。当用户的脚部未踩到踏板上或者仅有一只脚踩到踏板上时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,这时踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的,这样当开始骑行时,仅有一只脚踩在一个踏板上时,车身的侧面对用户小腿产生的压力较小,即使是初学者小腿也不易因为与车身侧面产生挤压而受伤,当用户的两只脚都踩到踏板上之后,两个踏板上的传感器检测到两个踏板均被踩踏,则控制器控制步进电机驱动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起,当要停下来时,用户可一只脚踮起脚尖,使脚底撤销对传感器的压力,则控制器控制踏板向下移动,至辅助轮与地面接触,这样可平稳地停车。另外翻起踏板之后,踏板的内侧壁朝向下方,且与车轮的下端面平齐,这样独轮车不使用时就能直立地放置在地面上了。所述的控制器通过接收传感器获得的开关量信号,从而判断独轮车的使用状态,从而控制滑动块的移动,控制器的控制程序是本领域技术人员容易实现的现有技术,再次不再详细描述。结合图1、图5和图6所示,所述踏板上固定安装有磁铁a7,所述车身两侧面固定安装有控制装置8,控制装置与收起状态的踏板上的磁铁a位置相对应;所述的控制装置包括一个开口朝向车身外侧的塑料材质或铝合金材质的槽体状的壳体81,壳体的开口内侧固定安装有环形的磁铁b83,壳体的底部固定安装有环形的磁铁c84,磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,磁铁c的磁场方向与磁铁a相反;壳体内滑动安装有一个衔铁82,所述衔铁包括有依次一体连接的踏板控制部822、换向吸合部821和阻尼器连接部823,所述踏板控制部穿过磁铁b且与磁铁b内周不相接触,所述换向吸合部与壳体内壁滑动连接,且换向吸合部两端面能够分别与磁铁b、磁铁c相吸合;所述阻尼器连接部外周套设有一个铝合金材料的弹簧86,弹簧的两端限制在换向吸合部以及壳体底部之间,弹簧的外径小于磁铁c的内径;所述阻尼器连接部与壳体的底部之间连接有一个用以减缓弹簧复位速度的直线单向阻尼器85;所述的换向吸合部与磁铁c相吸合时,所述的踏板控制部的外端部超出磁铁b靠近壳体开口的端面,且磁铁a与衔铁的磁场之间的斥力大于磁铁a与衔铁本身之间的吸力。所述磁铁b和磁铁c的磁力为5000-6000高斯,磁铁a的磁力为2000-3000高斯,这样衔铁与磁铁b吸合时,能够使衔铁有足够的吸力吸紧踏板,而衔铁与磁铁c吸合时,衔铁的磁力又足以克服其与磁铁a的吸力并且将磁铁a弹开使踏板展开。所述的阻尼器连接部上成型有用以连接直线单向阻尼器的连接凹口。连接凹口利于直线单向阻尼器的安装且利于减小控制装置的体积。所述磁铁b和磁铁c之间的距离比换向吸合部的厚度大5-15mm。所述弹簧处于伸展状态时,衔铁的换向吸合部与磁铁b相吸合,由于磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,衔铁被磁铁b和磁铁a共同磁化,衔铁的磁场方向与磁铁a相同,磁铁衔铁的踏板控制部与踏板上的磁铁a相吸合,从而使踏板固定在收起状态;当需要使用独轮车时,可通过手部或者脚部按压踏板,从而使踏板推动衔铁向内缩进,弹簧被压缩至衔铁的换向吸合部与磁铁c相吸合,由于磁铁c的磁场方向与磁铁a相反,衔铁上的换向吸合部和踏板控制部分别被磁铁c和磁铁a磁化,只要衔铁与磁铁c之间的吸力大于磁铁a与衔铁之间的吸力,那么,衔铁与磁铁a之间即产生互斥,从而迫使踏板转动且在自身重力作用下变化到展开状态。所述的直线单向阻尼器使弹簧复位速度减缓,在磁铁a开始脱离衔铁时,衔铁与磁铁c接触的时间被延长,从而确保衔铁上被磁铁c磁化产生的磁场力不会马上消失而使衔铁再次与磁铁a吸合。实施例2本实施例所述的一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车,包括有车身1,固定安装在车身两侧的两个竖向设置的踏板安装杆2,以及设置在车身两侧的两个踏板4;踏板安装杆上端部与独轮车电机的中轴固定连接,所述踏板下方安装有辅助轮41,所述两个踏板安装杆在竖直方向上滑动连接有滑动块3,所述踏板通过连接轴43转动连接在滑动块上;所述踏板安装杆2上部通过轴承连接有传动螺杆5,传动螺杆与一个安装在车身内的驱动模块6传动连接,所述滑动块朝向踏板安装杆的一面成型有与传动螺杆配合传动连接的传动螺纹32;所述驱动模块与控制器电连接,控制器还连接有用以控制驱动模块工作从而驱动传动螺杆正反转的遥控器;所述踏板处于收起状态时,踏板的内侧面与独轮车的车轮下端面平齐;当要骑到独轮车上或者要停下独轮车时,通过遥控器控制滑动块移动至踏板安装杆下端部位置使辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面平齐。当双脚均踩到踏板上之后,通过遥控器控制滑动块沿着踏板安装杆向上移动,即可进行正常骑行。所述的驱动模块为步进电机,步进电机的输出轴与传动螺杆同轴连接。所述的踏板安装杆上沿竖直方向成型有两个燕尾槽,所述滑动块上成型有与所述燕尾槽滑动配合连接的燕尾榫31;所述踏板安装杆朝向滑动块的一面上位于两个燕尾槽之间成型有容纳所述传动螺杆的圆弧形凹面。所述滑动块下部成型有供连接轴穿过的踏板连接孔33。所述踏板的下方安装有两个辅助轮,两个辅助轮沿着踏板长度方向同平面设置。所述踏板上固定安装有磁铁a7,所述车身两侧面固定安装有控制装置8,控制装置与收起状态的踏板上的磁铁a位置相对应;所述的控制装置包括一个开口朝向车身外侧的塑料材质或铝合金材质的槽体状的壳体81,壳体的开口内侧固定安装有环形的磁铁b83,壳体的底部固定安装有环形的磁铁c84,磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,磁铁c的磁场方向与磁铁a相反;壳体内滑动安装有一个衔铁82,所述衔铁包括有依次一体连接的踏板控制部822、换向吸合部821和阻尼器连接部823,所述踏板控制部穿过磁铁b且与磁铁b内周不相接触,所述换向吸合部与壳体内壁滑动连接,且换向吸合部两端面能够分别与磁铁b、磁铁c相吸合;所述阻尼器连接部外周套设有一个铝合金材料的弹簧86,弹簧的两端限制在换向吸合部以及壳体底部之间,弹簧的外径小于磁铁c的内径;所述阻尼器连接部与壳体的底部之间连接有一个用以减缓弹簧复位速度的直线单向阻尼器85;所述的换向吸合部与磁铁c相吸合时,所述的踏板控制部的外端部超出磁铁b靠近壳体开口的端面,且磁铁a与衔铁的磁场之间的斥力大于磁铁a与衔铁本身之间的吸力。所述磁铁b和磁铁c的磁力为5000-6000高斯,磁铁a的磁力为2000-3000高斯,这样衔铁与磁铁b吸合时,能够使衔铁有足够的吸力吸紧踏板,而衔铁与磁铁c吸合时,衔铁的磁力又足以克服其与磁铁a的吸力并且将磁铁a弹开使踏板展开。所述的阻尼器连接部上成型有用以连接直线单向阻尼器的连接凹口。连接凹口利于直线单向阻尼器的安装且利于减小控制装置的体积。所述磁铁b和磁铁c之间的距离比换向吸合部的厚度大5-15mm。所述弹簧处于伸展状态时,衔铁的换向吸合部与磁铁b相吸合,由于磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,衔铁被磁铁b和磁铁a共同磁化,衔铁的磁场方向与磁铁a相同,磁铁衔铁的踏板控制部与踏板上的磁铁a相吸合,从而使踏板固定在收起状态;当需要使用独轮车时,可通过手部或者脚部按压踏板,从而使踏板推动衔铁向内缩进,弹簧被压缩至衔铁的换向吸合部与磁铁c相吸合,由于磁铁c的磁场方向与磁铁a相反,衔铁上的换向吸合部和踏板控制部分别被磁铁c和磁铁a磁化,只要衔铁与磁铁c之间的吸力大于磁铁a与衔铁之间的吸力,那么,衔铁与磁铁a之间即产生互斥,从而迫使踏板转动且在自身重力作用下变化到展开状态。所述的直线单向阻尼器使弹簧复位速度减缓,在磁铁a开始脱离衔铁时,衔铁与磁铁c接触的时间被延长,从而确保衔铁上被磁铁c磁化产生的磁场力不会马上消失而使衔铁再次与磁铁a吸合。实施例3本实施例所述的一种踏板具有辅助轮的自平衡独轮车,包括有车身1,固定安装在车身两侧的两个竖向设置的踏板安装杆2,以及设置在车身两侧的两个踏板4;踏板安装杆上端部与独轮车电机的中轴固定连接,所述踏板下方安装有辅助轮41,所述两个踏板安装杆在竖直方向上滑动连接有滑动块3,所述踏板通过连接轴43转动连接在滑动块上;所述踏板安装杆2上部通过轴承连接有传动螺杆5,传动螺杆与一个安装在车身内的驱动模块6传动连接,所述滑动块朝向踏板安装杆的一面成型有与传动螺杆配合传动连接的传动螺纹32;所述两个踏板上方均安装有用以检测用户脚部是否踩在踏板上的传感器42,所述的每个踏板上方的前部和后部各安装有一个传感器,所述传感器及驱动模块与控制器电连接;所述踏板处于收起状态时,踏板的内侧面与独轮车的车轮下端面平齐;当两个踏板上的传感器均未被踩踏或者仅有一个踏板上的传感器被踩踏时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的;当且仅当两个踏板上的四个传感器均被踩踏时,控制器控制驱动模块带动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起一段距离(比如5cm);当且仅当左侧踏板上前部的一个传感器被踩踏,右侧踏板上两个传感器均被踩踏时,两个滑动块同时沿着踏板安装杆向上移动(移动速度为1-10mm\/s),当且仅当右侧踏板上前部的一个传感器被踩踏,左侧踏板上两个传感器均被踩踏时,两个滑动块同时沿着踏板安装杆向下移动(移动速度为1-10mm\/s)。所述的驱动模块为步进电机,步进电机的输出轴与传动螺杆同轴连接。所述的踏板安装杆上沿竖直方向成型有两个燕尾槽,所述滑动块上成型有与所述燕尾槽滑动配合连接的燕尾榫31;所述踏板安装杆朝向滑动块的一面上位于两个燕尾槽之间成型有容纳所述传动螺杆的圆弧形凹面。所述滑动块下部成型有供连接轴穿过的踏板连接孔33。所述踏板的下方安装有两个辅助轮,两个辅助轮沿着踏板长度方向同平面设置。本实施例独轮车的使用方法是这样的:当用户的脚部未踩到踏板上或者仅有一只脚踩到踏板上时,滑动块位于踏板安装杆的下端部位置,这时踏板下方的辅助轮下端面与独轮车的车轮下端面是平齐的,这样当开始骑行时,仅有一只脚踩在一个踏板上时,车身的侧面对用户小腿产生的压力较小,即使是初学者小腿也不易因为与车身侧面产生挤压而受伤,当用户的两只脚都踩到踏板上之后,两个踏板上的传感器检测到两个踏板均被踩踏,则控制器控制步进电机驱动传动螺杆转动,从而使两个踏板同时沿着踏板安装杆向上升起5cm;当要调整踏板的高度时,踮起左脚脚尖使左脚掌前部仅踩在左侧踏板前部的传感器上即可使两个踏板上升,踮起右脚脚尖使右脚掌前部仅踩在右侧踏板前部的传感器上即可使两个踏板下降;当要停下来时,用户可一只脚踮起脚尖,使脚底撤销对一侧踏板两个传感器的压力,则控制器控制踏板向下移动,至辅助轮与地面接触,这样可平稳地停车。另外翻起踏板之后,踏板的内侧壁朝向下方,且与车轮的下端面平齐,这样独轮车不使用时就能直立地放置在地面上了。所述踏板上固定安装有磁铁a7,所述车身两侧面固定安装有控制装置8,控制装置与收起状态的踏板上的磁铁a位置相对应;所述的控制装置包括一个开口朝向车身外侧的塑料材质或铝合金材质的槽体状的壳体81,壳体的开口内侧固定安装有环形的磁铁b83,壳体的底部固定安装有环形的磁铁c84,磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,磁铁c的磁场方向与磁铁a相反;壳体内滑动安装有一个衔铁82,所述衔铁包括有依次一体连接的踏板控制部822、换向吸合部821和阻尼器连接部823,所述踏板控制部穿过磁铁b且与磁铁b内周不相接触,所述换向吸合部与壳体内壁滑动连接,且换向吸合部两端面能够分别与磁铁b、磁铁c相吸合;所述阻尼器连接部外周套设有一个铝合金材料的弹簧86,弹簧的两端限制在换向吸合部以及壳体底部之间,弹簧的外径小于磁铁c的内径;所述阻尼器连接部与壳体的底部之间连接有一个用以减缓弹簧复位速度的直线单向阻尼器85;所述的换向吸合部与磁铁c相吸合时,所述的踏板控制部的外端部超出磁铁b靠近壳体开口的端面,且磁铁a与衔铁的磁场之间的斥力大于磁铁a与衔铁本身之间的吸力。所述磁铁b和磁铁c的磁力为5000-6000高斯,磁铁a的磁力为2000-3000高斯,这样衔铁与磁铁b吸合时,能够使衔铁有足够的吸力吸紧踏板,而衔铁与磁铁c吸合时,衔铁的磁力又足以克服其与磁铁a的吸力并且将磁铁a弹开使踏板展开。所述的阻尼器连接部上成型有用以连接直线单向阻尼器的连接凹口。连接凹口利于直线单向阻尼器的安装且利于减小控制装置的体积。所述磁铁b和磁铁c之间的距离比换向吸合部的厚度大5-15mm。所述弹簧处于伸展状态时,衔铁的换向吸合部与磁铁b相吸合,由于磁铁b的磁场方向与磁铁a相同,衔铁被磁铁b和磁铁a共同磁化,衔铁的磁场方向与磁铁a相同,磁铁衔铁的踏板控制部与踏板上的磁铁a相吸合,从而使踏板固定在收起状态;当需要使用独轮车时,可通过手部或者脚部按压踏板,从而使踏板推动衔铁向内缩进,弹簧被压缩至衔铁的换向吸合部与磁铁c相吸合,由于磁铁c的磁场方向与磁铁a相反,衔铁上的换向吸合部和踏板控制部分别被磁铁c和磁铁a磁化,只要衔铁与磁铁c之间的吸力大于磁铁a与衔铁之间的吸力,那么,衔铁与磁铁a之间即产生互斥,从而迫使踏板转动且在自身重力作用下变化到展开状态。所述的直线单向阻尼器使弹簧复位速度减缓,在磁铁a开始脱离衔铁时,衔铁与磁铁c接触的时间被延长,从而确保衔铁上被磁铁c磁化产生的磁场力不会马上消失而使衔铁再次与磁铁a吸合。...
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