个人车辆的制作方法

文档序号:13680622
个人车辆的制作方法

本申请涉及个人运输装置、系统和方法,并且在一些实施例中涉及具有携带把手的双轮个人运输车辆。



背景技术:

用于个人运输的动力车辆广泛地已知。已建议了轮式车辆,所述轮式车辆输送动力以移动车辆和使用者。这样的装置基于通过使用者提供的输入将转矩输送到车轮。例如,一些轮式车辆的速度和方向可基于使用者的体重的分布来控制,而控制器系统控制动力向车轮的输送以使车辆稳定。许多这样的车辆包括用于使用者的每只脚的平台,所述平台单独地铰接以生成控制输入。



技术实现要素:

总体上,本申请描述了用于个人运输的装置、系统和方法。示例性个人运输车辆可将动力输送到一个或多个车轮以在承载一个或多个驾乘者的同时驱动车辆。可选地,车辆可以是电动车辆,所述电动车辆具有在车辆的平板上位于中心的携带把手。使用者可抓持把手以携带或物理地操纵车辆。这样的装置例如可促进在操作时段期间车辆的手动可操纵性和操纵。

在此描述的一些示例性实施例提供了一种双轮电动车辆,所述电动车辆包括:第一和第二车轮,所述第一和第二车轮限定共同的纵向旋转轴线;在第一和第二车轮之间的刚性平台,该刚性平台包括左脚部分和右脚部分;和携带把手,携带把手越过刚性平台的中心。

实施方式可包括如下特征中的任何特征、全部特征或不包括如下特征。携带把手可包括穿过刚性平台限定的开口。中央矢状参考平面可将刚性平板划分为左半部和右半部,并且该中央矢状参考平面可贯穿所述开口。纵向旋转轴线可贯穿所述开口。携带把手可包括左部分和右部分,并且左部分和右部分可相对于彼此处于固定关系。携带把手可至少部分地由从下平板向上延伸的凸形表面限定。凸形表面可与下平板一体地形成为单体部件。开口可具有在垂直于纵向旋转轴线的方向上横跨开口测量的宽度(W开口),并且刚性平台可具有在刚性平台的前边缘和后边缘之间的宽度(W平台),并且0.1×(W平台)<(W开口)<0.75×(W平台)。携带把手可包括第一和第二抓持部,第一和第二抓持部在开口的相对侧上且与纵向旋转轴线间隔开,使得纵向旋转轴线不贯穿第一和第二抓持部。携带把手可以不具有移动部件。刚性平台可包括单体的上平板,所述上平板限定左脚部分和右脚部分。上平板可包括在相对的端部处的向上弯曲的端部区域。上平板可具有暴露的上表面,且上表面可至少部分地处在纵向旋转轴线下方。车辆可包括构造为将转矩输送第一车轮的第一马达和构造为将转矩输送第二车轮的第二马达,第一和第二马达可包括与纵向旋转轴线同轴的第一马达轴和第二马达轴。第一和第二护板可至少部分地围绕第一和第二车轮。护板可通过摩擦接合以可移除方式组装到刚性平台,且构造为在具有预定幅值的作用于护板的碰撞时分开。车辆可包括控制系统和传感器,所述控制系统构造为基于从刚性平台上的传感器接收到的传感器信号将控制信号输送到电动马达,并且传感器可包括应变计。应变计可被将刚性平台划分为左半部和右半部的中央矢状参考平面贯穿。控制器可构造为生成用于驱动电动马达的控制信号,所述控制信号与刚性平台支撑的重量成比例。第一和第二车轮可每个包括轮窝,且刚性平台可至少部分地在所述轮窝内延伸。马达可完全地定位在所述轮窝内。

在此描述的一些实施例提供了一种双轮电动车辆,所述电动车辆包括:第一和第二车轮,所述第一和第二车轮限定共同的纵向旋转轴线;在第一和第二车轮之间的刚性平台,该刚性平台包括限定左脚部分和右脚部分的单体的上平板;和携带把手,携带把手越过刚性平台的中心,所述携带把手包括在中央矢状参考平面的每一侧上的第一部分和第二部分,所述中央矢状参考平面垂直于纵向旋转轴线并将刚性平台划分为左半部和右半部。携带把手的左部分和右部分相对于彼此处于固定关系,且携带把手可包括延伸穿过刚性平台的开口。

实施方式可包括如下特征中的任何特征、全部特征或不包括如下特征。纵向旋转轴线可贯穿所述开口。刚性平台包括下平板,该下平板具有与上平板的左脚部分和右脚部分相反的暴露的主表面,携带把手至少部分地由从下平板向上延伸的凸形表面限定。凸形表面可与下平板一体地形成为单体部件。开口可具有在垂直于纵向旋转轴线的方向上横跨开口测量的宽度(W开口),并且刚性平台可具有在刚性平台的前边缘和后边缘之间的宽度(W平台),并且0.1×(W平台)<(W开口)<0.75×(W平台)。携带把手可包括第一和第二抓持部,所述第一和第二抓持部在开口的相对侧上且与纵向旋转轴线间隔开,使得纵向旋转轴线不贯穿第一和第二抓持部。携带把手可以不具有移动部件。

在此所述的一些实施例提供了一种双轮车辆,所述双轮车辆包括:刚性平台,刚性平台具有限定第一和第二脚部分的主上表面;第一和第二车轮,所述第一和第二车轮限定共同的纵向旋转轴线;和用于在如下定向中携带车辆的装置,在该定向中,纵向旋转轴线垂直于重力且主上表面平行于重力。

在此所述的一些实施例提供了一种双轮车辆,所述双轮车辆包括:刚性平台,刚性平台具有限定第一和第二脚部分的主上表面;第一和第二车轮,所述第一和第二车轮限定共同的纵向旋转轴线;和第一和第二护板,所述第一和第二护板至少部分地围绕第一和第二车轮。第一和第二护板可以以摩擦方式与刚性平台固定,且构造为在超过预定阈值的碰撞下分开而不断裂。

在此所述的这些和其它实施例可提供如下益处中的一个或多个。首先,示例性双轮车辆的一些实施例允许符合人机工程学地操作车辆且在运行的时段之间携带车辆。定位在中心的携带把手能够构造为使得车辆可在大体上平衡的定向中被携带(例如,使得纵向旋转轴线平行于地面)。

第二,包括在中心延伸穿过车辆的刚性平台的开口的携带把手可提供能够容易地接近的携带位置,而在车辆运行期间大体上不干涉使用者,并且使用者可在车辆的运行期间通过携带把手的开口观察车辆下方的地面。

第三,车辆可构造为使得一个或多个部件容易地可更换和/或可替换。可更换或可替换的部件提供了可构造的车辆,所述可构造的车辆可被修改以适合特定使用者的偏好。使用者可针对期望的美观或性能特征来定制车辆,或替换被磨损或损坏的部件(例如,而非替换整个车辆)。类似地,车辆可提供有一个或多个可更换的部件,所述一个或多个可更换的部件在一个或多个特征方面不同,且能够在车辆的寿命期间被移除或安装。

第四,在一些示例性实施例中,一个或多个部件可被组装以提供稳定和耐用的车辆。例如,一个或多个部件可以以摩擦方式接合并且/或者在受到大于预定阈值的碰撞力时分开。车辆的一个或多个部件可在与环境中的外部物体碰撞时彼此分开(例如,而非断裂),且可容易地再组装或替换。可降低对车辆的一个或多个部件的损坏,且改进了车辆的耐久性和寿命。

一个或多个部件的细节在附图和以下描述中阐述。其它特征和优势将从描述和附图中且从权利要求中显而易见。

附图说明

一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐述,且其中:

图1是示例性车辆的透视图。

图2是支撑了站立的使用者的运行中的示例性车辆。

图3是图1的示例性车辆的前视图。

图4是图1的示例性车辆的顶视图。

图5是由使用者经由携带把手携带的图1的示例性车辆。

图6是图1的示例性车辆的分解视图。

图7是沿着第一和第二车轮的纵向旋转轴线的图1的示例性车辆的横截面视图。

图8是图1的示例性车辆的部分底视图,包括示例性控制系统的部件。

图9是可包括在图1的示例性车辆中的示例性控制系统回路。

具体实施方式

参考图1至图4,示出了示例性的双轮车辆100,所述车辆100包括第一和第二车轮101、在第一和第二车轮101之间的刚性平台110和护板系统120。驱动系统150(图7)生成动力并且控制将动力输送到第一和第二车轮101以驱动车辆100。在运行中,刚性平台110可支撑使用者,而一个或多个促动器,例如诸如电动马达,将动力输送到第一和第二车轮101以运输车辆100和使用者。

刚性平台110直接或间接地安装到第一和第二车轮101,且至少部分地在第一和第二车轮101之间延伸。刚性平台110可包括上平板111(例如,使用者可以在驾乘车辆100时站立在该上平板111上)、下平板112(图3)和框架113。例如,上平板111包括第一或左脚部分111a和第二或右脚部分111b,使用者可以将他们的左脚定位在第一或左脚部分111a处,使用者可以将他们的右脚定位在第二或右脚部分111b处。第一脚部分111a靠近第一车轮101和第一促动器151(图5),且右脚部分111b靠近第二车轮101和第二促动器151。

上平板111可包括从第一脚部分111a和第二脚部分111b向上弯曲的弯曲端部111c。在示例性实施例中,弯曲端部111c与第一脚部分111a和第二脚部分111b形成单体的上平板111。弯曲端部111c可提供在使用者的脚、车轮101和/或容纳在车辆100内的一个或多个部件之间的屏障,同时促进车辆100的流线型审美的外观。

在示例性实施例中,上平板111大体上是刚性的,使得第一脚部分111a和第二脚部分111b彼此处于固定关系。例如,第一脚部分111a可连接到第二脚部分111b,或通过共同的部件直接或间接地支撑,使得在车辆100运行期间第一脚部分111a和第二脚部分111b大体上被限制独立移动。第一脚部分111a和第二脚部分111b可被限制独立旋转,所述旋转否则允许第一脚部分111a和第二脚部分111b枢转到相互间的不同的分立的定向。在示例性实施例中,第一脚部分111a和第二脚部分111b至少部分地由单体的上平板111提供,所述上平板111越过车辆100的中心且大体上从刚性平台110的靠近第一车轮101的端部延伸到刚性平台110的靠近第二车轮101的相对的端部。单体的上平板111可由单体的框架113支撑,所述框架113越过车辆100的中心且越过第一脚部分111a和第二脚部分111b。

车辆100包括护板系统120,所述护板系统120具有至少部分地围绕第一和第二车轮101、刚性平台110和/或车辆100的其它部件的一个或多个部件。护板系统120可通过偏转和/或耗散碰撞的力来保护车辆100不受外部环境中的物体碰撞和干涉。例如,护板系统120可构造为车辆100的最外部分(例如,在车辆100的前部和后部的特定位置处),使得在运行期间与物体碰撞的情况中,护板系统120实现与物体的最初接触。护板系统120可吸收或耗散碰撞的力,以降低碰撞的发生或碰撞对于车辆100的严重性。

护板系统120可包括第一和第二护板121,所述第一和第二护板121分别至少部分地围绕第一和第二车轮101。第一和第二护板121可覆盖每个车轮101的至少内侧的上部分,从而在车轮101和支撑在刚性平台110上的使用者的脚和腿之间提供屏障。替代地或另外地,第一和第二护板121可直接邻近刚性平台110定位以促进连续的且流线型的视觉外观。护板系统120可包括第一和第二前保险杠122以及第一和第二后保险杠123。前保险杠122和后保险杠123可提供在车辆100的前部位置和后部位置处的护板系统120的最外部分,使得在运行期间障碍物与车辆100之间的碰撞可导致在前保险杠122或后保险杠123的位置处的接触。

在多种示例性实施例中,护板系统120构造为降低来自车辆100和障碍物之间的碰撞的损坏或冲击。护板系统120,包括护板121、前保险杠122和/或后保险杠123,可由耐久的且耐受碰撞的材料制成,并且/或者可具有使得护板系统120可挠曲或另外地将力耗散在相对较大的区域上的几何形状。例如,护板系统120可包括由弹性聚合物材料、钢、铝、镁、碳纤维、前述材料的组合或适于在车辆100的运行期间吸收碰撞的其它材料所制成的部件。

车辆100包括携带把手130,所述携带把手便于车辆100的手动操作和操纵。在示例性实施例中,携带把手130提供了这样的位置,使用者可在该位置处抓住车辆100以将车辆100从地面提起并手动地携带车辆100。例如,使用者可抓住携带把手130以从地面拾起车辆100且在动力不被输送到车轮时的运行时段之间手动地运输车辆100,或将车辆100再定位。

携带把手130可大体上居中地定位在刚性平台110上,使得携带把手130的至少一部分定位在延伸穿过第一和第二车轮101的旋转轴线的纵向旋转轴线(A)前方,且携带把手130的至少一部分定位在所述纵向旋转轴线(A)后方。替代地或另外地,携带把手130可大体上居中地定位在第一和第二车轮101之间,使得携带把手130的至少一部分在车辆100的左半部上,且携带把手130的至少一部分在车辆100的右半部上。

可考虑到相对于车辆100限定的且在图4中所示的两个参考平面来进一步理解车辆100和携带把手130的多种特征。中央矢状参考平面(B)将车辆100划分为假想的左半部和右半部,且中央额状参考平面(C)将车辆100划分为假想的前半部和后半部。在示例性实施例中,携带把手130定位为使得中央矢状参考平面(B)和中央额状参考平面(C)每个贯穿携带把手130的一部分。即,携带把手130可越过中央矢状参考平面(B)和中央额状参考平面(C)的每个,使得携带把手的一部分存在于中央矢状参考平面(B)的左侧和右侧,且存在于中央额状参考平面(C)的前侧和后侧。

携带把手130可包括左部分132和右部分133(例如,在中央矢状参考平面(B)的每侧上,或在其中携带把手130相对于中央矢状参考平面(B)对称地定位的实施例中携带把手130的左半部和右半部),所述左部分132和右部分133彼此处于固定关系。即,刚性平台110可构造为使得携带把手130包括左部分132和右部分133,所述左部分132和右部分133在车辆100的运行期间基本上相对于彼此不旋转或不移动,并且在车辆100被使用者通过携带把手130操作时基本上相对于彼此不旋转或不移动。左部分和右部分可通过越过中央矢状参考平面(B)在其处延伸穿过车辆100的中心的单体的上平板111、单体的下平板112和/或单体的框架113限定。具有相对于彼此固定的左部分132和右部分133的携带把手130通过提供连续的抓持而便于携带,且降低了可被使用者在携带车辆100的同时觉察到的移动部分、接头或缝隙。

携带把手130可至少部分地通过车辆100的一个或多个表面限定。在示例性实施例中,携带把手130包括开口131,所述开口131至少部分地穿过刚性平台110限定。开口131可完全地延伸穿过刚性平台110,使得车辆100下方的地面能够从车辆100上方穿过开口131看见(例如,能够在车辆100的运行期间被使用者看见)。上平板111、下平板112、框架113和/或刚性平台110的其它部件可有助于充足的结构支撑,使得开口131能够用于携带车辆100。替代地或另外地,携带把手131可通过上平板111、下平板112、框架113或车辆100的其它部分提供,并且/或者可包括附接到车辆100的独立部件。

携带把手130的开口131可具有弯曲的内壁和/或倒角的边缘,弯曲的内壁和/或倒角的边缘便于大体上无角部、可移动部分或尖锐边缘的舒适抓持。例如,开口131部分地通过内表面134限定,所述内表面134具有外凸的曲率,所述外凸的曲率提供了人机工程学的轮廓。在示例性实施例中,该内表面134由下平板112的穿过框架113朝向上平板111向上延伸的部分形成。替代地或另外地,把手130的一个或多个表面可具有纹理、被橡胶处理和/或包括脊部或凹部,以便于使用者放置手指。

携带把手130且特别是开口131可具有构造为在携带车辆100时接纳使用者的手的一部分的形状。在示例性实施例中,开口131具有长圆形形状,其包括直的延长的侧部分和弯曲的端部。替代地或另外地,携带把手130可展现一个或多个形状,包括圆形、椭圆形、方形、矩形、其它形状或所述形状的组合,这便于使用者的操作并且/或者便于车辆100的平衡携带。

携带把手130展现这样的尺寸,其适合于携带车辆100而不会过度地影响刚性平台110的结构完整性或稳定性。在其中携带把手130至少部分地形成为穿过刚性平台110的开口的示例性实施例中,携带把手130具有在垂直于纵向旋转轴线(A)的方向上横跨开口131测量的宽度(W开口),和在平行于纵向旋转轴线(A)的方向上横跨开口131测量的长度(L开口)。刚性平台110具有在垂直于纵向旋转轴线的方向上在前边缘114和后边缘115之间测量的宽度(W平台),和在第一和第二车轮101之间的在刚性平台110的相对的端部116、117之间测量的长度(L平台)。在各种示例性实施例中,携带把手130的宽度(W开口)小于刚性平台110的宽度(W平台),且宽度(W开口)可在0.1×(W平台)和0.9×(W平台)之间、0.15×(W平台)和0.6×(W平台)之间、或大约为0.25×(W平台)。携带把手130的长度(l)小于刚性平台110的长度(L平台),且长度(l)可在0.1×(L平台)和0.7×(L平台)之间、0.15×(L平台)和0.4×(L平台)之间、或大约为0.2×(L平台)。此尺寸便于车辆100的携带,而不使得携带把手130过大以被视为在车辆100的操作期间干涉使用者的脚或过度地影响刚性平台110的结构完整性或稳定性。在一些示例性实施例中,这样的尺寸提供了刚性平台110的第一和第二抓持部分116、117。例如,第一抓持部116定位在前边缘114和携带把手130的开口131之间,且第二抓持部117定位在后边缘115和携带把手130的开口131之间。因此,使用者可通过抓持任一部分来携带车辆100,且车辆100可在如下构造中被携带,即,在其中前边缘114向上背离地面的构造中,或在其中前边缘114向下面向地面的构造中。

参考图5,携带把手130可便于由使用者舒适地携带车辆100。例如,居中地定位在车轮101之间的携带把手130可在车辆100经由携带把手130被携带时导致重量大体上均匀地分布在携带把手130的每侧上,且可便于车辆100的一只手携带。使用者可经由携带把手130容易地拾取和携带车辆100,且在第一和第二车轮101之间的纵向旋转轴线(A)可保持大体上垂直于重力。替代地或另外地,当车辆100被使用者携带时,携带把手130可提供车辆100的处在纵向旋转轴线(A)上方的位置。例如,当车辆100被使用者经由携带把手130的第一抓持部116携带时,第一抓持部116可定位在纵向轴线(A)上方,且第二抓持部117可定位在纵向轴线(A)下方。车辆100可经由携带把手130被携带,使得上平板111的暴露表面大体上垂直于地面定向。纵向旋转轴线(A)可在使用者抓持携带把手130的位置下方延伸,例如在使用者的手下方延伸穿过开口131。以此方式,车辆100可具有处于使用者抓持携带把手130以携带车辆100的位置下方的重心。携带把手130因此可被抓持以将车辆100保持在其中车辆100在使用者手中保持稳定的定向中,且要求使用者的很低的平衡或支撑以防止车辆100扭脱使用者的手部。

在一些示例性实施例中,携带把手130可包括位于中心的可抓持臂或杆,其带有限定在臂的前方和后方的开口,用以容纳使用者的手并便于臂的抓持。所述臂可大体上与延伸穿过开口131的中央额状参考平面(B)和纵向旋转轴线(A)平行地对准。例如,臂可将开口131分为穿过刚性平台110的前开口和后开口,所述前开口和后开口分别定位在所述臂和/或中央额状参考平面(B)的前方和后方,且在使用者抓持臂以携带车辆100时容纳使用者的手部。

参考图6,图中示出了车辆100的分解透视图。包括护板121和保险杠122、123的护板系统120可以与刚性平台110和/或车辆100的其它部件可移除地相互组装(例如,且可移除和再组装,而不损坏护板系统120和车辆100的其它部件)。例如,护板系统120可构造为当受到预定阈值的碰撞时分开为多个部件,使得碰撞的力至少部分地扩散。在车辆100和物体之间碰撞期间维持的力可至少部分地通过将碰撞力朝向导致护板系统120的部件相互分开和/或从车辆100分开再引导而被扩散。对于护板系统120和/或车辆100的其它部件的损坏因此可降低,且分开的部件可容易地再组装或用替代部件来替换。

护板系统120的部件可以通过摩擦接合而与刚性平台110可释放地联接。在典型实施例中,车辆100包括球-窝连接部,所述球-窝连接部提供了在护板系统120和刚性平台110之间的摩擦接合。例如,球头螺钉118的球端119可从刚性平台110延伸,且由护板系统120限定的窝124可以摩擦方式接纳球端119。在正常运行期间,在球端119和窝124之间的摩擦接合将护板系统120与刚性平台110牢固地维持。当受到预定阈值以上的碰撞时(例如,足以克服球端119的外表面与窝124的内表面之间的摩擦力),球端119被促使脱离与窝124的接合,且护板系统120和刚性平台110的一个或多个部件可分开。来自碰撞的能量因此至少部分地被重新引导以克服摩擦力,从而将球端119从窝124移除。可降低对于护板系统120、刚性平台110和/或车辆100的其它部件的损坏。替代地或另外地,刚性平台110可包括一个或多个窝124,且护板系统120可包括一个或多个球头螺钉118。类似地,护板系统120的一个或多个部件可以与车辆100的其它部件例如通过一个或多个球-窝连接器、磁性连接器、扣合连接器、与上平板111、下平板112、框架113和/或护板系统120一体地形成的连接器、粘合、钩环连接器或其组合而可释放地结合。车辆100的一个或多个其它部件可在碰撞时能够分开。上平板111、下平板112和框架113可以是能够可释放地附接的,以至少部分地限定刚性平台110,且可以是能够分开的,以将碰撞扩散或另外地降低对于车辆100的损坏的发生。

车辆100的部件可手动地可分开以互换或替代多种部件。在示例性实施例中,上平板111、下平板112、框架113和/或护板系统120可以是可更换的或另外地可替换的。例如,上平板111可被移除并以不同的上平板111替换。以此方式,上平板111可由于磨损、损坏而被容易地替换,以提供对于使用者驾乘方式或技能水平而言希望的性能特征,或提供希望的美观特征。车辆100的一个或多个部件可以是能够通过使用者互换的,以定制车辆100,包括例如第一和第二车轮101、轮毂102、护板121、前保险杠122、后保险杠123、刚性平台110、上平板111、下平板112、框架113和灯104。车辆100的部件可单独地提供或作为套件提供,例如包括一个或多个部件的套件,所述一个或多个部件在至少一个特征方面不同。例如,套件可包括一组相同的部件,所述一组相同的部件在颜色、材料、胎面、形状、重量、刚度或其它特征的至少一个方面不同。车辆100的部件可通过一个或多个螺纹紧固件、磁性紧固件、扣合紧固件、粘性紧固件和/或其组合来固定。一个或多个部件可通过移除紧固件和/或将部件的相互接合分开而被拆卸,且通过结合紧固件和/或将部件相互接合而被再组装。

替代地或另外地,车辆100的特定部件可一体地形成为单体部件,诸如上平板111、下平板112和/或框架113。例如,下平板112可与框架113一体地形成为单体部件,并且/或者上平板111可与框架113一体地形成为单体部件。类似地,前保险杠122和后保险杠123分别地可与护板121一体地形成,且可一起能够从刚性平台110分开,或可永久地附接到刚性平台110。

仍参考图6,车轮101构造为接触支撑车辆100的地面,且可包括用于在多种表面类型上驱动车辆100的特点和特征。在示例性实施例中,车轮101包括围绕轮毂102的橡胶或聚合物轮胎103。轮胎103可例如大体上为实心的、泡沫填充的或气体填充的轮胎,且硬度可选择为在支撑车辆100和操作车辆100的使用者的重量的同时提供性能和耐久性的期望平衡。轮胎100的地面接触表面可包括胎面团,以提供期望的牵引力水平。具有特定的性能特征的车轮101,包括轮毂102和/或轮胎103,可被移除并且通过替换车轮101、轮毂102和/或轮胎103来更换,以定制用于特定地表的或特定的使用者所希望的车辆100。

刚性平台110可由具有足够的刚度以支撑一个或多个使用者和/或车辆100的部件的一个或多个材料构造而成。在示例性实施例中,刚性平台110的框架113由钢、铝、镁、塑料、碳纤维、木材或其组合制成。这样的材料可提供足够的结构强度,以在车辆100的运行期间支撑使用者,同时车辆100维持足够低的重量。具有相对低的重量的车辆100可在车辆100的运行期间改进效率和操作,且允许车辆100在不运行时容易操纵,例如以单手操纵。上平板111、下平板112和/或框架113可以是越过车辆100的中心的单体部件。包括越过车辆100的中心的一个或多个单体部件的刚性平台110促进车辆100的刚性,且降低了刚性平台110的左部分和右部分的相互独立的单独铰接。

参考图7,图中示出了车辆100的横截面视图,所述车辆100包括内腔,该内腔提供了容纳车辆100的部件的容积。车辆100可包括至少部分地由上平板111、下平板112、框架113和/或车轮101限定的壳体109。在示例性实施例中,壳体109限定了内部容积,所述内部容积在携带把手130的每一侧上连续地延伸。车辆100可构造为使得一个或多个部件可例如在上平板111和下平板112之间定位在壳体109内。

每个车轮101可限定内部轮窝140。例如,轮窝140限定在轮毂102的内部边缘142和内轮窝壁143之间延伸的容积。车轮101具有车轮宽度(W车轮),且轮窝140具有内部边缘142和壁143之间的深度(d)。在多种示例性实施例中,轮窝深度(d)可在0.1×(W车轮)和0.5×(W车轮)之间、0.15×(W车轮)和0.4×(W车轮)之间、或大约为0.3×(W车轮)。这样的范围提供了具有如下容积的轮窝140,即,所述容积能够至少部分地容纳例如用于驱动车辆100的促动器,而不过度地影响车轮101的结构完整性。框架113和/或刚性平台110的其它部分可至少部分地容纳在轮窝140内,从而提供了流线型的美观的外观且在运行期间促进车辆100的稳定性。即,刚性平台110延伸到每个轮窝140中,使得刚性平台110和车轮101部分地重叠(例如,当在图5中所示的横截面中观察时)。

车辆100的内腔容纳分别驱动第一和第二车轮101以运输车辆100及其有效载荷(payload)的促动器。促动器可包括分别与每个车轮101相关联的第一和第二电动马达151。马达151可紧靠每个车轮101定位,且基于来自控制器156的信号有效地将转矩输送到车轮101。在示例性实施例中,轮窝140比第一和第二马达151大,且马达151大体上定位在轮窝140内。车轮101分别连接到第一和第二电动马达151的轴,使得由马达151生成的旋转动力被传递到车轮101,以驱动车辆100。

第一和第二马达151,直接或间接地,被牢固地安装到刚性平台110。在示例性实施例中,马达安装部152将刚性平台110与马达151连接,且从车辆100的外部视图中隐藏在轮窝140和/或壳体109内。例如,第一和第二马达安装部152可包括L形支架,所述L形支架将刚性平台110与第一和第二马达151连接。马达安装部152包括下部分153,该下部分153在大体上与马达151的轴和纵向旋转轴线(A)平行的方向上朝向刚性平台110的中心延伸。刚性平台110可包括接纳马达安装部152的下部分153的互补特征154,和将马达安装部153与刚性平台110结合的一个或多个螺纹紧固件。替代地或另外地,马达安装部152和刚性平台110可使用粘合、扣合连接件、在马达安装部152和刚性平台110之间的摩擦接合或例如在马达安装部152和刚性平台110之间提供牢固连接的其它紧固件而结合。

第一和第二车轮101和刚性平台110可构造且相互定位成在车辆100的运行期间促进稳定性和站立在刚性平台110上的使用者的期望操作。例如,刚性平台110可定位为至少部分地处在纵向旋转轴线下方(例如在悬挂构造中),使得作用在刚性平台110上的重力趋向于将刚性平台110朝向大体上水平定向促动。马达安装部152可结合到刚性平台110,使得刚性平台110的至少一部分和/或马达安装部152的下部分153例如定位在纵向旋转轴线(A)下方。在多种示例性实施例中,上平板111的主表面(例如,使用者在车辆100的运行期间将其脚放置在其上)与纵向旋转轴线大体上对准,且刚性平台110的主要部分定位在纵向旋转轴线(A)下方。例如,当车辆100静止且刚性平台110处于水平定向中时,刚性平台110的重心可定位在纵向旋转轴线(A)处或下方。

马达安装部152可包括L形支架,所述L形支架具有带有上表面155的下部分153,所述上表面155定位在纵向旋转轴线下方0和50mm之间、5和40mm之间或大约25mm处。车轮101和刚性平台110的这样的相对定位可便于车辆100的稳定性和控制的期望水平,且允许纵向旋转轴线(A)穿过或接近上平板111的上主表面。

参考图7和图8,车辆100的驱动系统150包括控制器156、监测车辆100的状态的传感器157和例如电动马达151的促动器,所述促动器至少部分地基于来自控制器156的控制信号来驱动车辆100。控制器156从一个或多个传感器157接收传感器信号并处理传感器信号以生成控制信号,从而驱动电动马达151。控制信号可根据构造为维持刚性平台110和车辆100的平衡,例如将刚性平台110维持在大体上水平的定向的规范而生成。

控制器156可包括控制逻辑,所述控制逻辑从定位在刚性平台110的一个或多个位置处的传感器157接收传感器信号,且可以以协同方式向每个车轮101生成控制信号。类似的转矩可输送到第一和第二车轮101以在大体上笔直的方向上向前和向后驱动车辆100,且转矩可在第一和第二车轮101之间变化(例如,使得第一和第二车轮101以不同的速度旋转)以使车辆100转向。在其它示例性实施例中,第一和第二车轮101可通过控制器156的独立的控制逻辑基于分别从刚性平台110的左部分和右部分接收的独立的传感器信号来控制。

传感器157可定位为监测车辆100的状态。例如,传感器157可包括一个或多个应变计的布置结构,所述应变计构造为监测刚性平台110的状态。应变计的电阻在刚性平台变形时改变,且在应变计的位置处的偏转或力矩可例如基于在应变计的两个导体之间的电压差来确定。传感器157可定位在刚性平台110上的多个位置处和/或车辆的其它部分处,以测量在这些位置处的偏转或力矩。来自应变计的信号可被控制器156接收且被控制逻辑使用,以驱动电动马达151。

传感器157可构造为通过由于有效载荷的重量导致的偏转或力矩来检测刚性平台100上的有效载荷的存在,例如使用者的存在。例如,当满足阈值电阻或电阻改变时,控制器156可检测到使用者的存在。当检测到使用者的存在时,控制器156可生成控制信号以激活马达151并且/或者将动力输送到马达151以将刚性平台维持在平衡的定向中(例如,平行于地面)。类似地,当使用者下车或移除有效载荷时,控制器156可基于来自传感器157的信号检测到使用者或有效载荷的不存在。替代地或另外地,由控制器156从传感器157接收到的传感器信号可允许控制器156确定由车辆100支撑的使用者或其它有效载荷的重量。该重量可被控制器156用于生成控制信号,用以驱动电动马达151。例如,当检测到相对较高的重量时,可由电动马达151输送较大幅值的转矩,且当检测到相对较低的重量时,可由电动马达151输送较小幅值的转矩。

传感器157可检测在刚性平台110的一个或多个位置处的力矩或偏转,所述力矩或偏转被控制器156接收以影响车辆100在向前、向后和/或左右方向上的运动。例如,控制器156可基于由在刚性平台110的一个或多个位置处的传感器157检测到的偏转或偏转的差异来生成控制信号以驱动车轮100。刚性平台110的关于纵向旋转轴线(A)的偏转例如可导致控制器156向车轮151生成动力以平衡车轮100,且将刚性平台110返回到中性定向。类似地,控制器156可部分地基于由传感器157测量到的在车辆100的左部分和右部分之间的偏转的差异来确定车辆100的转向率。例如,使用者可能将其重量向一侧偏移或例如将一只脚向前定位,使得在刚性平台110的左部分和右部分之间的偏转的差异被控制器156检测到。控制器156可然后向电动马达151生成控制信号,以使一个车轮101以比另一个车轮101相对较高的速度转动,从而车辆100转向。转向率可基于偏转的差异的幅值而更高或更低。例如,施加到每个车轮101的转矩的幅值的差异可基于在传感器157的位置之间检测到的偏转或力矩的差异。以此方式,使用者能够通过移动他们的重量或定位他们的脚以在刚性平台110上施加输入力来控制车辆100的速度和方向,同时控制器156将动力输送到车轮151以试图将刚性平台110维持在中性构造中。

传感器157可定位在刚性平台110上的各个位置处。在示例性实施例中,一个或多个传感器157可在中心定位在刚性平台110上(例如,沿着中央矢状参考平面(B))。替代地或另外地,传感器157可定位在中央矢状参考平面(B)的左部分或右部分上,并且/或者沿着纵向旋转轴线(A)定位。在其中传感器157包括应变计的布置结构的各种示例性实施例中,应变计可例如以四分之一惠斯通电桥、半惠斯通电桥和/或全惠斯通电桥的方式固定到刚性平台110。一个或多个应变计可与纵向旋转轴线(A)平行地布置、垂直于纵向轴线(A)布置和/或相对于纵向旋转轴线(A)成角度地布置,例如相对于纵向旋转轴线(A)成45°布置。

传感器157可用于确定刚性平台110的俯仰角。例如,传感器157可包括检测刚性平台110的俯仰的多轴加速度计,例如六轴加速度计和陀螺仪。控制器156可基于检测到的俯仰角或俯仰率来调整由电动马达151输送到车轮101的转矩。例如,俯仰或俯仰率的改变可由于支撑在刚性平台110上的使用者或其它有效载荷的重心改变而导致。替代地或另外地,俯仰或俯仰率可通过使用者在刚性平台110的前部或后部上向下推而改变。控制器156可向电动马达151生成控制信号以使刚性平台110返回到平行于地面的中性定向(例如,俯仰角为0°),从而导致车轮101驱动车辆100。

驱动系统150包括电池158,用以驱动电动马达151。电池158可以是定位在壳体109和/或轮窝140内的具有高能量密度的可充电电池。在示例性实施例中,驱动系统150包括分别将电力输送到第一和第二电动马达151、控制器156和/或例如灯104和扬声器105的车辆100的其它部件的第一和第二电池。在其它示例性实施例中,驱动系统100包括将电力输送到两个电动马达151的单个电池或电池158的包。电池158能够通过连接到合适的电源而被充电,并且/或者能够更换,即,通过接近壳体109和/或轮窝140的内部并移除现有的电池158且以新的电池158来更换。

电池158可至少部分地容纳在形成在刚性平台110内的凹部或腔内,例如下平板112和/或框架113。在示例性实施例中,电池158完全地定位在纵向旋转轴线(A)下方,且大体上沿着纵向旋转轴线(A)定心,使得电池157的重量均匀地平衡到纵向旋转轴线(A)的前方和后方。因此,电池158可定位在纵向旋转轴线(A)和支撑了车辆100的地面之间,且大体上与纵向旋转轴线(A)对准。这样的定位可提供绕纵向旋转轴线(A)的平衡的重量分布以便于刚性平台110在运行期间的稳定性。

车辆100可包括一个或多个灯104,所述灯104发出被操作车辆100的使用者和/或旁观者可见的光。刚性平台110包括沿着前边缘和后边缘的灯104。灯104可提供车辆100周围的照明,特别是在车辆100运行期间的照明,提供包括一个或多个颜色的发射的期望美观外观,并且/或者提供对于使用者或旁观者的警告。在示例性实施例中,灯104包括通过控制器156控制的彩色LED。用于点亮LED的电力在车辆100运行时可通过控制器156自动输送,或可通过使用者输入(例如,通过构造为激活灯104的专用输入)手动地促动。

车辆100可包括向使用者和/或旁观者输出声音的扬声器105。扬声器105可定位在刚性平台110内,且通过一个或多个开口或穿孔输送音频。在示例性实施例中,扬声器105定位在刚性平台110的防水的腔中,且通过扬声器105发射的声波可透过刚性平台110的一个或多个部件。

灯104和/或扬声器105可构造为警告使用者和/或旁观者注意到车辆100的情况或性能。例如,灯104的输出可基于车辆104的运行而改变。在车辆100激活时,灯可发出闪烁、颜色、强度改变等的形式。类似地,在运行期间,灯104的输出可发出信号指示车辆100的方向、加速度或速度。在迅速加速或高速度的时段期间,灯104可高速闪烁,且在低加速或低速度的时段期间,灯104可闪烁或维持恒定。在刚性平台104的左侧和右侧上的灯104的输出可不同,以指示车辆100正在向左转或向右转。在一些示例性实施例中,灯可根据预定的模式闪烁,以发信号指示电池158可能电量低且可能马上要求充电或替换。替代地或另外地,扬声器105可向使用者或旁观者输出音频警告,以指示车辆100的状态,或向使用者提供指示注意车辆的运行。扬声器105可向使用者输出一个或多个音调、语音警告或其它警告。

车辆100可具有一个或多个可变的控制设定,所述控制设定可改变以影响车辆100的性能或特征。例如,车辆100可包括可变的平衡控制设定,所述可变的平衡控制设定影响对于刚性平台110的俯仰或俯仰率的敏感性和/或响应性。相对较高的平衡控制设定可升高敏感性,使得响应于俯仰或俯仰率的相对较小的改变,相对较大的转矩被输送到车轮101,且可为车辆100提供更大的倾向性来维持竖立的有效载荷和接近中性的俯仰角。类似地,相对较低的平衡控制设定可降低敏感性,使得响应于俯仰或俯仰率的相对较小的改变,相对较小的转矩被输送到车轮101。替代地或另外地,车辆100可包括转向敏感性设定,所述转向敏感性设定影响对于刚性平台110的偏转变化的敏感性,或对于用于确定车辆100的方向的其它传感器输入的敏感性。例如,较高的转向敏感性设定可提供对于刚性平台110的左部分和右部分之间的差异偏转的较大的响应性,且可导致在第一和第二车轮101之间的转矩的相对较大的差异。

车辆100的一个或多个设定可以是通过使用者手动可变的。例如,车辆100可包括在与控制器156无线通信的移动电话、平板计算机、计算机或其它装置上的应用程序。使用者可将期望的平衡控制设定或转向敏感性设定从应用程序发送到控制器156。替代地或另外地,车辆100可包括一个或多个车辆设定输入159,使得使用者可通过促动车辆设定输入159来调整车辆设定。以此方式,性能特征可根据使用者的能力水平或驾乘方式来定制。

在示例性实施例中,车辆100可具有训练模式,其中提供控制设定以促进操作车辆100的迅速熟练性。例如,特定的控制设定可以是相对地或多或少地敏感的,使得车辆100相对更容易以受控的方式运行。车辆100可提供从车辆100的扬声器105发出的音频训练指示或指令。可向使用者提供关于向前、向后引导车辆100和/或使车辆100左转和右转的实时指令。替代地或另外地,实时的音频或视觉指令可经由与车辆100无线通信的智能手机、平板计算机、计算机或其它装置输送到使用者。

可通过控制器156自动调整车辆100的各种控制设定。例如,控制器156可基于车辆100在其中运行的环境条件(例如,平滑的表面相对于粗糙的地形)或诸如使用者重量或驾乘方式的使用者的特征(基于来自传感器157的传感器信号检测到)来自动调整平衡控制设定或转向敏感性设定。在示例性实施例中,车辆100的控制设定基于使用者的技能水平自动调整。车辆100的控制设定可基于使用者已操作车辆100的持续时间而增加敏感性。替代地或另外地,车辆100的控制设定可基于使用者的驾乘方式的测量特征而改变。控制器156可自动调整一个或多个控制设定,以在使用者以平顺且很好地控制的方式操作车辆100时增加敏感性,而在使用者以古怪或不受控的方式操作车辆100时,一个或多个控制设定可被调整为不那么敏感。例如,控制设定可在运行车辆100的分钟、小时、日或周的时段中随着使用者的熟练性的建立而逐渐地调整。

与车辆100相关联的软件应用程序可允许使用者控制车辆100的各种功能。例如,车辆100可手动驱动或基于由应用程序经由智能电话、平板计算机、计算机或其它装置接收的使用者输入而自驱动。使用者可在自驱动模式中输入指令以驱动车辆100,以在希望的方向上引导车辆或将车辆引导到特定的位置。控制器156可基于来自一个或多个传感器157的输入来确定使用者是否存在于车辆100上。如果使用者不存在,则车辆100可通过在希望的方向上行驶或行驶到特定的位置来响应指令。在一些示例性实施例中,应用程序可包括控制器,所述控制器允许使用者提供实时指令以影响车辆100的速度和方向。如果使用者支撑在车辆100上,则可通过控制器156取消车辆100的手动或自驱动功能。在多种示例性实施例中,使用者可将指令输送到车辆100以控制各种功能,包括一个或多个灯104的颜色和图案、扬声器105的音频输出(例如,从装置输出音乐、向使用者输出音频指示或其它音频输出)和控制车辆100的其它功能。

参考图9,示出了示例性控制回路170,该控制回路170可被包括在控制器156的印刷电路板上。车辆100的运行可通过促动开/关按钮171来初始化。例如,当处于关状态时,开/关按钮171的促动可即刻地使电流通过分压器电路,所述分压器电路将电压提供到P通道MOSFET 172的门极,以开启车辆100。P通道MOSFET源极可连接到正电池端子且其漏极连接到开关电压调节器173。当P通道MOSFET 172开启时,开关电压调节器173接收电力并将逻辑电压输出到数字系统。逻辑电压可构造为闭锁N通道MOSFET 174,使得电流继续流过分压器电路并维持P通道MOSFET 172处于开启状态。在示例性实施例中,N通道MOSFET 174具有连接到逻辑电压的门极、连接到分压器电路的最低电平的漏极和连接到系统的地的源极。N通道MOSFET 174的门极可替代地或另外地连接到单计时器集成电路(single timer integrated ciruict)175的输出。当单计时器集成电路175的输出为低时,N通道MOSFET 174的门极也可以是低的,使得N通道MOSFET将关闭。当N通道MOSFET开启时,P通道MOSFET 172将关闭,从而切断通向电压调节器173的电力。所述单计时器集成电路175可构造为检测通向单计时器集成电路175的触发器脚的脉冲的存在,例如在节点(B)处,所述脉冲作为瞬时的数字低信号从逻辑控制器177接收。如果在预定的时间量后脉冲不存在,则单计时器175的输出将变为低。节点(B)可电连接到脉冲逻辑控制器脚和开/关按钮171,使得开/关按钮171的促动即刻地将节点(B)置于低。

替代地或另外地,节点(B)可连接到逻辑控制器的构造为作为外部中断起作用的脚。当外部中断脚被置于数字低时,可初始化关闭程序。如果当来自逻辑控制脉冲的信号为低时在预定的时间之外开始了关闭程序,则可中断通向数字逻辑系统的电力。这样的构造便于起动次序,所述起动次序允许使用者通过促动按钮171来开启车辆100,且当车辆100通过按钮171的促动被关闭时将逻辑系统的电力断开。

虽然此说明书包含了许多具体的实施细节,但这些细节不应解释为限制任何发明的范围或被要求保护的范围,而是作为特征的描述,所述特征可对于特定发明的特定实施例是特定的。在此说明书中在分开的实施例的上下文中描述的一定特征在也可在单个实施例中部分地或完整地组合地实施。相反,在单个实施例的上下文中描述的多种特征也可在多个实施例中分开地或以任何合适的子组合实施。此外,虽然特征在此可描述为在一定的组合中作用和/或最初描述为如此,但来自要求的组合的一个或多个特征在一些情况中可从组合排除,且要求的组合可针对子组合或子组合的变体。类似地,操作可以以特定的次序描述,但这不应理解为要求所述操作以特定的次序或以连续次序执行,或执行所有操作,以实现希望的结果。已描述了主旨的特定的实施例。其它实施例在权利要求的范围内。

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