一种便携式全自动折叠电动车的制作方法

本发明涉及一种电动自行车，尤其涉及一种便携式全自动折叠电动车。

背景技术：

目前，中国大多数城市居民还是依赖公共交通系统网络来满足日常上班与出行的需求，然而随着中国城市化进程的加快，城市规模与面积日益扩大，人们上下班距离也越来越远。虽然日益完善的公共交通系统大大方便了人们的出行，然而，地铁站、公交站与家庭或者工作单位之间的最后一段距离却成为了高效出行的最后瓶颈，这段距离在1～5公里左右，基本靠行走来完成，所费时间少则5分钟，多则20到30分钟，大大降低了出行效率。

为解决“出行最后一段距离”的难题，各种便携、折叠的交通工具，包括自行车、电动车等被发明出来，满足这种需求。其中，折叠电动车以其省力、方便而获得了越来越多的人们的青睐，各种折叠方法也被发明出来满足这种需求(专利CN 102167115 A、CN 105083444 A、CN 103569276 A)。然而，现有的方案中还存在以下缺点：

1)折叠的效率较低，人们需要手动掰开一个或多个折叠关节，才能完成折叠；

2)折叠后的车辆体积依然较大，携带不方便，且轮子等结构大多裸露在外，影响公交车或者地铁上的其他乘客，因此，也不被允许带上公交车和地铁；无法解决出行最后一段距离的难题；

3)折叠后车辆的搬运基本依赖人力，要么拖行，要么肩扛手提，不方便力量较小的女士使用；

4)整个折叠系统结构比较复杂，设计及维护成本高。

4)电动车不具备智能与社交功能，车主无法及时掌握充电情况、无法记录行出行轨迹、无法统计出行情况、无法优化出行计划。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够实现自动折叠和展开功能并且折叠后携带方便的便携式全自动折叠电动车。

为解决上述技术问题，本发明提供的便携式全自动折叠电动车，包括前车叉、方向把手、车架、后轮驱动与刹车系统、后车叉、鞍座和控制器，所述前车叉分为前车叉叉杆和前车叉叉板，前轮通过前轮轴与前车叉叉板连接，所述前车叉叉杆上端设有方向把手，所述的车架上形成有容纳折叠部件的折叠空间，所述的车架前端铰接有前车叉固定座，所述的前车叉固定座上套接有所述前车叉叉杆，所述的车架上设有使前车叉顺时针折入所述折叠空间的前车叉折叠装置及前车叉打开时将其锁定的前车叉锁定装置，所述车架后端铰接有后车叉，所述的后车叉上部通过鞍座支撑系统与鞍座连接，所述的车架上设有使后车叉逆时针折入所述折叠空间的后车叉折叠装置及后车叉打开时将其锁定的后车叉锁定装置，所述的前车叉折叠装置、前车叉锁定装置、后车叉折叠装置及后车叉锁定装置与控制器电连接。

所述的前车叉折叠装置包括第一驱动电机、前车叉折叠蜗杆及前车叉折叠涡轮，所述的第一驱动电机通过第一电机支架固定于车架上，所述的前车叉折叠蜗杆与第一驱动电机连接，所述的前车叉折叠涡轮位于前车叉固定座上并与前车叉折叠蜗杆啮合；所述的前车叉锁定装置包括前车叉固定螺杆，所述的车架上设有驱动所述前车叉固定螺杆的第二驱动电机，所述的前车叉固定座上设有与所述的前车叉固定螺杆相配合的前车叉固定螺孔，所述第一驱动电机和第二驱动电机与控制器电连接。

所述的后车叉折叠装置包括设在所述车架上的第三驱动电机，所述的第三驱动电机与后车叉驱动轮连接，所述后车叉驱动轮与设置在后车叉上的后车叉从动轮啮合；所述的后车叉锁定装置包括设置于所述车架后端的U型车架延伸杆，所述U型车架延伸杆顶部侧壁上沿后车叉旋转水平分向延伸有突出部，所述鞍座支撑系统上设有后车叉固定螺杆和第四驱动电机，所述突出部和后车叉上设有与后车叉固定螺杆相配合的螺纹孔，后车叉旋转到位后，所述的第四驱动电机驱动后车叉固定螺杆插入螺纹孔中，并配合U型车架延伸杆侧壁进行固定与止位，所述第三驱动电机和第四驱动电机与控制器电连接。

所述前车叉叉杆内设有推杆电机，其上设有前车叉把手座，所述推杆电机上的推杆穿入前车叉把手座内，并与两方向把手折叠旋转中心相连，所述推杆电机与控制器电连接。

前、后轮采用具有矩形截面的轮胎，轮胎宽度为30～100mm。

所述鞍座支撑系统包括鞍座杆和鞍座支架，所述鞍座杆下端安装有使鞍座水平旋转的鞍座旋转涡轮并通过止推轴承固定在后车叉上，上端通过弹性支撑结构与鞍座支架相连，所述后车叉上设有与所述鞍座旋转涡轮相啮合的蜗杆及第五驱动电机，所述鞍座支架上端连接有鞍座，所述第五驱动电机与控制器电连接。

所述鞍座支架上安装有使所述鞍座向前翻转的涡轮蜗杆折叠机构，在涡轮蜗杆折叠机构作用下所述鞍座可以向前进行90度翻转，折叠后前轮中心、鞍座及后车叉折叠旋转中心、方向把手及前车叉折叠旋转中心处于一条直线上，使得折叠后电动车为一直长条形状。

所述车架上设有车身盖板，所述车身盖板包括前轮盖和后侧盖板，所述前轮盖和后侧盖板围成所述容纳折叠部件的折叠，所述车身盖板中内嵌有电动车的控制与动力线缆，所述前轮盖可以随前车叉一起转动，所述前车叉和把手、后车叉和座椅等可折叠部件，完全隐藏在车身盖板。

所述的车架上靠近前车叉安装有折叠踏板，所述后侧盖板上开有与所述折叠踏板相对应的窗口，所述折叠踏板可以通过所述窗口自动翻转折叠到后侧盖板内或者翻折打开到后侧盖板外。

所述后侧盖板上部设有活动顶盖板，当前后车叉折叠或者展开时，通过电机驱动顶杆打开顶盖板，其他时间则关闭。

所述控制器可通过蓝牙、Wi-Fi、GPS、手机网络等无线通信方式与手机App通信，用户可通过手机App启动折叠或展开过程；也可以通过机身的按钮，启动折叠或展开过程。

所述控制器有GPS模块和陀螺仪模块，可以记录下电动车的所有轨迹；同时可以实现防盗功能，用户可通过手机App查询电动车位置、关闭电动车电源、锁定电动车、开启警报灯等；在电动车行驶时可感应车辆的倾斜角度，并进行车辆姿态调整，以防止侧向翻倒；在车辆折叠时，可感应用户提拉车头的动作，以及提拉车头的速度，并启动后轮电机，实现自行车的自动竖立、平衡(类似倒立摆)；可以感应用户推拉折叠后电动车的速度和方向，以实现伴随用户前进而前行、后退而后退的功能，降低搬运的难度。

所述控制器具有电源检测功能，可将电量信息及时反馈到用户手机App并提醒充电。

所述控制器可以感应行驶道路的坡度，并根据道路坡度改变输出驱动力矩，实现智能恒定速度驾驶。

所述手机App能接收来自服务器提供的天气信息、公交或地铁班次新，并根据用户当前的位置，规划出行计划，以确保用户能够按时到达接驳车站，减少等车时间，避免错过车次情况；同时，手机App能接具有社交功能，可以分享路径；手机App能在服务器的协助下，对用户历史行程进行统计，获得不同时间段的最优行驶路径。

本发明的有益效果：折叠过程为全自动，无需人为手动掰开一个或多个折叠关节，折叠机构简单，折叠效率高；电动车折叠后具有尺寸小、重量轻的特点：长度小于1000毫米、高度小于200毫米、宽度小于100毫米，重量不超过10千克；前车叉和把手、后车叉和座椅、左右脚踏板等可折叠部件，完全隐藏在车身盖板中，折叠后前轮中心、鞍座及后车叉折叠旋转中心、方向把手及前车叉折叠旋转中心处于一条直线上，使得折叠后电动车为一直长条形状，外观前卫美观，可以携带进公交车或地铁上；电动车的控制与动力线缆，完全内嵌在车身盖板中，并通过车身盖板上的接插头实现控制器与执行器之间的连接，以减少工程布线难度和维修检修难度，车身盖板具有遮盖内部结构、保护内部结构、提供控制器与执行器之间的连接、安转感应按钮、安装防碰撞传感器等功能；具备智能与社交功能，车主能够及时掌握充电情况、记录行出行轨迹、统计出行情况和优化出行计划；将前后车叉的折叠(展开)运动与固定动作分离开来，分别由两个电机执行完成，一方面可以用较小功率、较小体积的电机完成折叠(展开)与固定功能，同时能在展开后提供足够的连接强度，消除连接件之间的微小间隙，以避免使用过程中前后车叉与车体之间的晃动。

附图说明

图1为本发明所述电动车展开后的结构示意图；

图2为本发明所述电动车折叠后的结构示意图；

图3为本发明所述电动车的前轮和前叉展开示意图；

图4为本发明所述电动车的前轮和前叉折叠示意图；

图5为发明所述电动车的后轮和座椅展开示意图；

图6为发明所述电动车的后轮和座椅折叠示意图；

图7为方向把手展开示意图；

图8为方向把手折叠示意图；

其中：1-前轮；2-前轮盖；3-前车叉；4-方向把手；5-前车叉把手座；6-活动顶盖板；7-鞍座；8-鞍座支撑系统；9-后轮驱动与刹车系统；10-后侧盖板；11-折叠踏板；12-前轮轴；13-前车叉折叠装置；14-前车叉锁定装置；15-前车叉固定座；16-车架；17-后车叉；18-后车叉折叠装置；19-后车叉锁定装置；20-鞍座旋转装置；21-弹性支撑结构；22-涡轮蜗杆折叠机构；23-推杆电机。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。

如图1-8所示，本发明提供的便携式全自动折叠电动车，包括前车叉3、方向把手4、车架16、后轮驱动与刹车系统9、后车叉17、鞍座7和控制器，所述前车叉3分为前车叉叉杆32和前车叉叉板31，前轮1通过前轮轴12与前车叉叉板31连接，所述前车叉叉杆32上端设有方向把手4，所述的车架16上形成有容纳折叠部件的折叠空间，所述的车架前端铰接有前车叉固定座15，所述的前车叉固定座15上套接有所述前车叉叉杆32，所述的车架16上设有使前车叉3顺时针折入所述折叠空间的前车叉折叠装置13及前车叉打开时将其锁定的前车叉锁定装置14，所述车架16后端铰接有后车叉17，所述的后车叉17上部通过鞍座支撑系统8与鞍座7连接，所述的车架17上设有使后车叉逆时针折入所述折叠空间的后车叉折叠装置18及后车叉打开时将其锁定的后车叉锁定装置19，所述的前车叉折叠装置13、前车叉锁定装置14、后车叉折叠装置18及后车叉锁定装置19与控制器电连接。

如图3和图4所示，所述的前车叉折叠装置13包括第一驱动电机131、前车叉折叠蜗杆132及前车叉折叠涡轮133，所述的第一驱动电机131通过第一电机支架固定于车架16上，所述的前车叉折叠蜗杆132与第一驱动电机131连接，所述的前车叉折叠涡轮133位于前车叉固定座15上并与前车叉折叠蜗杆132啮合；所述的前车叉锁定装置14包括前车叉固定螺杆141，所述的车架16上设有驱动所述前车叉固定螺杆141的第二驱动电机，所述的前车叉固定座15上设有与所述的前车叉固定螺杆141相配合的前车叉固定螺孔142，所述第一驱动电机131和第二驱动电机与控制器电连接。

如图5和图6所示，所述的后车叉折叠装置18包括设在所述车架16上的第三驱动电机，所述的第三驱动电机与后车叉驱动轮181连接，所述后车叉驱动轮181与设置在后车叉17上的后车叉从动轮182啮合；所述的后车叉锁定装置19包括设置于所述车架后端的U型车架延伸杆194，所述U型车架延伸杆194顶部侧壁上沿后车叉旋转水平分向延伸有突出部194a，所述鞍座支撑系统8上设有后车叉固定螺杆192和第四驱动电机191，所述突出部194a和后车叉17上设有与后车叉固定螺杆192相配合的螺纹孔193，后车叉17旋转到位后，所述突出部194a插入后车叉17内，所述的第四驱动电机191驱动后车叉固定螺杆192插入螺纹孔193中，并配合U型车架延伸杆侧壁进行固定与止位，相比于销钉连接定位配合，螺杆连接间隙更小，后车叉17连接稳固可靠，所述第三驱动电机和第四驱动电机191与控制器电连接，通过将前后车叉的折叠(展开)运动与固定动作分离开来，分别由两个电机执行完成，一方面可以用较小功率、较小体积的电机完成折叠(展开)与固定功能，同时能在展开后提供足够的连接强度，消除连接件之间的微小间隙，以避免使用过程中前后车叉与车体之间的晃动。

如图7和图8所示，所述前车叉3内设有推杆电机23，推杆电机23固定在空心的前车叉叉杆32内，所述推杆电机23上的推杆穿入前车叉把手座5内，并与两方向把手折叠旋转中心41相连，所述推杆电机23与控制器电连接。

如图1和图2所示，前、后轮采用具有矩形截面的轮胎，轮胎宽度为30～100mm，优选50mm，电动车无需脚撑，可以以前轮和后轮为支撑，稳定地竖立在地面上；并可以保证电动车在展开和折叠状态下，可以通过前后轮，而不是传统的脚撑，来实现支撑平衡；并在前后轮支撑情况下，实现自动展开和折叠。

如图5和图6所示，所述鞍座支撑系统8包括鞍座杆81和鞍座支架82，所述鞍座杆81通过止推轴承固定在后车叉17上，上端通过弹性支撑结构21与鞍座支架82相连，所述鞍座杆81下端设有鞍座旋转装置20，所述鞍座旋转装置包括套接固定于鞍座杆81下端的鞍座旋转涡轮203，所述后车叉17上设有与所述鞍座旋转涡轮203相啮合的蜗杆201及第五驱动电机202，所述第五驱动电机202与控制器电连接，所述鞍座支架82上端连接有鞍座7，所述鞍座支架82上安装有使所述鞍座7向前翻转的涡轮蜗杆折叠机构22，在涡轮蜗杆折叠机构22作用下所述鞍座7可以向前进行90度翻转，折叠后前轮中心、鞍座及后车叉折叠旋转中心、方向把手及前车叉折叠旋转中心处于一条直线上，使得折叠后电动车为一直长条形状，外观前卫美观，可以携带进公交车或地铁上。

如图1和图2所示，所述电动车设有车身盖板，所述车身盖板包括前轮盖2和后侧盖板10，所述前轮盖2和后侧盖板10围成所述容纳折叠部件的折叠，所述前轮盖2可以随前车叉3一起绕铰接轴转动，所述前车叉3和方向把手4、后车叉17和鞍座7等可折叠部件，完全隐藏在车身盖板，电动车的控制与动力线缆，完全内嵌在车身盖板中，并通过车身盖板上的接插头实现控制器与执行器之间的连接，以减少工程布线难度和维修检修难度，车身盖板具有遮盖内部结构、保护内部结构、提供控制器与执行器之间的连接、安转感应按钮、安装防碰撞传感器等功能。

如图1和图2所示，所述后侧盖板10中开有窗口，可供折叠踏板11翻折展开，折叠踏板11安装固定在车架18上，并通过蜗轮/蜗杆或齿轮/齿轮传动机构驱动，将脚踏板翻转折叠到盖板内或者翻折打开盖板外，也可以通过电机卷曲钢丝绳牵拉脚踏板实现翻折和展开。

如图2所示，所述后侧盖板10上部设有活动顶盖板6，当前后车叉折叠或者展开时，通过电机驱动顶杆打开活动顶盖板6，其他时间则关闭。

所述控制器可通过蓝牙、Wi-Fi、GPS、手机网络等无线通信方式与手机App通信，用户可通过手机App启动折叠或展开过程；也可以通过机身的按钮，启动折叠或展开过程。

所述控制器有GPS模块和陀螺仪模块，可以记录下电动车的所有轨迹；同时可以实现防盗功能，用户可通过手机App查询电动车位置、关闭电动车电源、锁定电动车、开启警报灯等；在电动车行驶时可感应车辆的倾斜角度，并进行车辆姿态调整，以防止侧向翻倒；在车辆折叠时，可感应用户提拉车头的动作，以及提拉车头的速度，并启动后轮电机，实现自行车的自动竖立、平衡(类似倒立摆)；可以感应用户推拉折叠后电动车的速度和方向，以实现伴随用户前进而前行、后退而后退的功能，降低搬运的难度。

所述控制器具有电源检测功能，可将电量信息及时反馈到用户手机App并提醒充电。

所述控制器可以感应行驶道路的坡度，并根据道路坡度改变输出驱动力矩，实现智能恒定速度驾驶。

所述手机App能接收来自服务器提供的天气信息、公交或地铁班次新，并根据用户当前的位置，规划出行计划，以确保用户能够按时到达接驳车站，减少等车时间，避免错过车次情况；同时，手机App能接具有社交功能，可以分享路径；手机App能在服务器的协助下，对用户历史行程进行统计，获得不同时间段的最优行驶路径。

本发明所述的便携式全自动折叠电动车，折叠由控制器控制自动完成，折叠顺序为：

①方向把手折叠；

②可折叠鞍座翻折；

③后车叉固定螺杆提起，鞍座系统旋转；

④活动顶盖板打开，后车叉向前折叠；

⑤前车叉固定螺杆提起，前车叉向后翻折；

⑥可折叠脚踏板收起；

⑦活动顶盖板关闭，完成折叠。

展开由控制器控制自动完成，展开顺序与折叠过程相反，为：

①活动顶盖板打开，前车叉向前展开，前车叉固定螺杆插入固定前车叉；

②可折叠脚踏板打开；

③后车叉向后展开；

④车座旋转并展开，后车叉固定螺杆插入固定后车叉；

⑤方向把手展开；

⑥可折叠鞍座展开；

⑦活动顶盖板关闭，完成展开。

如图4所示，前车叉的折叠过程为：

①第二驱动电机启动，将前车叉固定螺杆141从前车叉固定螺孔142中退出，解除车架16与前车叉3之间的固定；第二驱动电机通过电机座固定在车架上，同样，前车叉固定螺杆141通过前车叉固定螺杆座固定在车架上。

②第一驱动电机131启动，前叉车折叠蜗杆132转动，使得与其啮合的前叉车蜗轮133顺时针转动，而前叉车蜗轮133固定在前车叉固定座15上，因此，蜗轮转动可以将前车叉转动，从而将前车叉折叠起来。如图3所示，前车叉的展开过程与折叠过程相反，为：

①第一驱动电机131启动，前车叉折叠蜗杆132转动，使得与其啮合的前车叉蜗轮133逆时针转动，从而将前车叉展开。

②展开后前车叉的固定通过前叉车固定螺杆141完成，过程为：第二驱动电机启动，将前车叉固定螺杆141旋入前车叉固定螺孔142中，实现前车叉3与车架16之间的固定。

所述前叉内有推杆电机23，推杆电机23固定在空心的前车叉杆32内，所述推杆电机23上的推杆一端穿入前车叉把手座5内，并与折叠旋转中心41相连，通过电机推动拉杆实现方向把手4的折叠与展开；折叠与展开后的状态如图7、图8所示。

如图7所示，方向把手的展开过程为：推杆电机23启动，将折叠旋转中心41向上推出，直到把手的两边完全展开为止；

如图8所示，方向把手的折叠过程为：推杆电机23启动，将折叠旋转中心41向下拉，直到把手的两边完全收拢为止，如图8所示；如图5所示，后车叉和座椅的展开过程为：

①第三驱动电机驱动后车叉驱动轮181逆时针旋转，并带动与之啮合的后车叉从动齿轮182顺时针转动，后车叉从动齿轮182固定在后车叉17上，因此，齿轮旋转将带动后车叉17围绕后车叉旋转中心转动，直到后车叉接触到车架延伸杆194，车架延伸杆194限制住后车叉的旋转运动；

②鞍座杆81下端套接鞍座旋转涡轮203，并通过止推轴承固定在后车叉18上，鞍座杆81可以绕自身轴线旋转；

③第五驱动电机202启动，驱动鞍座旋转蜗杆201，并将与之啮合的鞍座旋转涡轮203顺时针转动，直到后车叉固定螺杆192与后

④第四驱动电机启动，并将后车叉固定螺杆192旋入后车叉螺孔193中，并旋入车架延伸杆194对应的螺孔中，而车架延伸杆194与车架16是一体制造的，从而将后车叉17通过车架延伸杆194固定在车架16上，并限制住鞍座支撑系统8的旋转运动；

⑤最后，鞍座下端的涡轮蜗杆机构22通过展开电机驱动蜗杆，并带到与之啮合的蜗轮顺时针转动，将鞍座7展开到使用状态。

⑥第四驱动电机通过电机座固定在鞍座杆上；鞍座展开电机通过电机座固定在鞍座支架上；鞍座杆和鞍座支架通过弹性支撑结构连接在一起，提供减振与固定功能；旋转电机通过电机座固定在后车叉上；

如图6所示，后车叉和座椅的折叠过程与展开过程相反，为：

1)鞍座展开电机驱动蜗杆，并带动与之啮合的蜗轮逆时针转动90度，将鞍座7折叠起来；

2)第四驱动电机启动，并将后车叉固定螺杆192从车架延伸杆194和后车叉17对应的螺孔193中旋出，解除后车叉17与车架延伸杆194、鞍座支撑系统8与后车叉17的运动限制；

3)第五驱动电机202启动，驱动鞍座旋转蜗杆201，并将与之啮合的蜗轮203逆时针转动90度；

4)第三驱动电机驱动后车叉驱动轮181顺时针旋转，并带动与之啮从动齿轮182逆时针转动，带动后车叉17围绕后车叉旋转中心转动，直到后车叉收入车架中间的空间，完成折叠。