本实用新型涉及一种无靠腿板的独轮平衡车。
背景技术：
随着人们环保意识的加强，平衡车逐步成为人们首选的代步工具。平衡车采用了一种被称为“动态稳定”的基本原理，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并配合伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保证车体的平衡。
平衡车主要分为独轮和双轮两类，由于独轮平衡车的车轮位于两脚之间，因此，对于驾驶者来说，独轮平衡车比双轮平衡车更难保持平衡。为方便驾驶者上车，独轮平衡车会在车轮的两侧分别设置靠腿板，驾驶者将小腿压在靠腿板上并通过重心的调节来完成上车动作。但上下车，驾驶者一脚踩踏在脚踏板上，另外一脚处于腾空状态时，独轮平衡车很容易扭转，而致使驾驶者因站立不稳而摔伤。同时，在行驶过程中，独轮平衡车也容易向一侧倾斜而导致驾驶者摔倒，从而驾驶者在学习使用独轮平衡车时的安全性较低。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种安全性较高的无靠腿板的独轮平衡车。
一种无靠腿板的独轮平衡车，包括：
驱动机构；
车轮，与所述驱动机构传动连接；以及
脚踏板，包括相对设置的连接端及自由端，所述连接端与所述驱动机构连接，所述车轮倾斜且所述车轮与地面之间存在第一接触点时，所述自由端能触及所述地面，且能维持站立在所述脚踏板上的驾驶者平稳的姿态；
其中，所述自由端上与所述地面相交的点为第二接触点，所述自由端触及所述地面时，所述车轮的顶点在所述地面的投影点位于所述第一接触点与所述第二接触点之间。
上述的无靠腿板的独轮平衡车，脚踏板能直接与地面接触，在地面的支撑作用下，驾驶者无需借助靠腿板便能顺利地上车或是下车。在行驶过程中，即使出现倾斜的状况，脚踏板也能与地面接触，以防脚踏板处于悬空状态而导致驾驶者摔倒。因此，该平衡车大大提高了驾驶者在学习阶段的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为第一实施方式的无靠腿板的独轮平衡车的立体示意图；
图2为图1所示的无靠腿板的独轮平衡车的前视图；
图3为图2所示的无靠腿板的独轮平衡车处于倾斜状态下的示意图；
图4为第二实施方式的无靠腿板的独轮平衡车的局部剖视图；
图5为第三实施方式的无靠腿板的独轮平衡车的立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对无靠腿板的独轮平衡车做进一步说明。
请参考图1及图3，一实施方式的无靠腿板的独轮平衡车10包括驱动机构100、车轮200及脚踏板300，其中，车轮200与驱动机构100传动连接，具体地，驱动机构100为轮毂电机，车轮200套设在驱动机构100上，驱动机构100能驱动车轮200转动。脚踏板300包括相对设置的连接端310及自由端320，连接端310与驱动机构100连接，车轮200倾斜且车轮200与地面20之间存在第一接触点时，自由端320能触及地面20，且能维持站立在脚踏板300上的驾驶者平稳的姿态。
定义自由端320上与地面20相交的点为第二接触点，自由端320触及地面20时，车轮200的顶点在地面20的投影点位于第一接触点与第二接触点之间。
本实施方式中的无靠腿板的独轮平衡车10，脚踏板300能直接与地面20接触，在地面20的支撑作用下，驾驶者无需借助靠腿板便能顺利地上车或是下车。在行驶过程中，即使出现倾斜的状况，脚踏板300也能与地面20接触，以防脚踏板300处于悬空状态而导致驾驶者摔倒。因此，该无靠腿板的独轮平衡车10大大提高了驾驶者在学习阶段的安全性。
以图3为例进行说明，脚踏板300包括位于左侧的第一脚踏板300a及位于右侧的第二脚踏板300b。在上车时，假设驾驶者右脚先上车，驾驶者将右脚踩踏在第二脚踏板300b上，并使得第二脚踏板300b的自由端与地面接触，然后再将左脚放在第一脚踏板300a上，抬左脚的期间，由于地面20的支撑作用，无靠腿板的独轮平衡车10处于比较稳定的状态，驾驶者不用刻意维持平衡。接着，驾驶者可以通过左脚使力，右脚放松的方式，压低第一脚踏板300a，抬高第二脚踏板300b，使得车轮200的轴线平行于地面20，也即无靠腿板的独轮平衡车10处于图2所示的状态，驾驶者就可以开始学习如何行驶了。
低速行驶的过程中，若无靠腿板的独轮平衡车10向左倾斜的角度较大，第一脚踏板300a就会与地面20接触，以防驾驶者摔倒。若无靠腿板的独轮平衡车10向右倾斜的角度较大，第二脚踏板300b就会与地面20接触，以防驾驶者摔倒。
在下车时，驾驶者根据自己的习惯选择从哪一侧下车就使得该侧的脚用力，另一侧的脚放松。例如，假设驾驶者选择从左侧下车，那么就使得左脚使力，右脚放松，压低第一脚踏板300a，抬高第二脚踏板300b，第一脚踏板200a的自由端与地面20接触后，在摩擦力的作用下，无靠腿板的独轮平衡车10会停止。接着，驾驶者先将右脚从第二脚踏板300b上挪至地面20上，再将左脚从第一脚踏板300a上挪至地面20上，便成功下车了。右脚下车期间，由于地面20的支撑作用，无靠腿板的独轮平衡车10处于比较稳定的状态，驾驶者不用刻意维持平衡。
一实施例中，自由端320触及地面20时，车轮200的顶点在地面20上的投影点与第二接触点之间的距离为5-20cm。具体地，在本实施方式中，车轮200的顶点在地面20上的投影点与第二接触点之间的距离为10-15cm。投影点与第二接触点之间的距离的设定不仅能保证脚踏板300触地时，车轮200的上边缘与驾驶者的腿部之间也有一定的间隙，以防挤压驾驶者的腿部。也能保证驾驶者在脚踏板300上有足够的站立空间，从而驾驶者很容易将重心控制在这段安全区域内，解决驾驶过程中的稳定性问题。
一实施例中，自由端320触及地面20时，车轮200的轴线与地面20之间的夹角小于30°，也即，脚踏板300允许车轮200倾斜的最大角度小于30°。无靠腿板的独轮平衡车10倾斜的角度的越小，驾驶者越不容易摔倒。
一实施例中，自由端320触及地面20时，第二接触点的数目至少为两个，也即，自由端320与地面20之间至少存在两个交点。这样，多个第二接触点能和第一接触点之间形成三角形区域，从而能使得处于倾斜状态的无靠腿板的独轮平衡车10更稳定，也能防止无靠腿板的独轮平衡车10前后倾斜而造成车轮200转动，发生危险。在本实施方式中，如图1所示，自由端320为平直面，与地面20相交形成一条交线，交线由无数个第二接触点连接而成。
一实施例中，如图1及图2所示，车轮200的轴线平行于地面20时，连接端310与地面20之间的距离小于等于车轮200的半径，从而能够尽量减小无靠腿板的独轮平衡车10的倾斜角度，提高无靠腿板的独轮平衡车10的稳定性。
一实施例中，车轮200的轴线平行于地面20时，自由端320与地面20之间的距离为3-8cm。在本实施方式中，当车轮200的轴线平行于地面20时，脚踏板300上远离地面20的一侧也平行于地面20，且连接端310的厚度大于自由端320的厚度，因此，对于本实施方式的无靠腿板的独轮平衡车10来说，连接端310与地面20之间的距离也为3-8cm。在其他实施方式中，当车轮200的轴线平行于地面20时，脚踏板300上远离地面20的一侧还可以与地面20之间成一锐角。也即，自由端320略高于连接端310。
一实施例中，车轮200的半径小于150mm。车轮200的体积较小，不仅能减小无靠腿板的独轮平衡车10的体积，减少无靠腿板的独轮平衡车10占用的空间和生产成本，还能减轻无靠腿板的独轮平衡车10的重量，使得无靠腿板的独轮平衡车10便于携带。另外，车轮的半径较小，驾驶者用脚踩踏脚踏板300，使得自由端320触及地面20时，车轮200的上边缘不会挤压驾驶者的小腿。
一实施例中，脚踏板300可折叠。具体地，无靠腿板的独轮平衡车10还包括连接块400，驱动机构100包括电机轴110，连接块400与电机轴110的端部固定连接，连接端310与连接块400转动连接。脚踏板300能相对于连接块400旋转，驾驶者在使用无靠腿板的独轮平衡车10时，可以将脚踏板300展开，使用完后，就可以将脚踏板300折叠，以减少无靠腿板的独轮平衡车10占用的空间。当然，在其他实施方式中，脚踏板300还可以与连接块400固定连接。
自由端320接触到地面20后，地面20对脚踏板300产生的支撑力可能会使得脚踏板300折叠而挤压住驾驶者的脚部，为了避免这种情况，请参考图1及图4，无靠腿板的独轮平衡车10还包括锁定组件，锁定组件能够锁定脚踏板300与连接块400。
具体地，锁定组件包括弹性件510及插销520，连接块400上开设有固定孔410，连接端310上开设有凹槽312，弹性件510容置于凹槽312内，弹性件510的一端与凹槽312的底壁连接，另一端与插销520连接，弹性件510能将插销520远离弹性件510的一端从凹槽312推入固定孔410内。
脚踏板300处于折叠状态时，弹性件510及插销520均容置于凹槽312内，且弹性件510处于被压缩的状态。脚踏板300展开后，凹槽312正对着固定孔410，在弹性件510的回复力下，插销520远离弹性件510的一端被推入固定孔410内，插销520靠近弹性件510的一端仍留在凹槽312内。此时，在插销520的限制作用下，脚踏板300便不能相对于连接块400旋转。
一实施例中，如图2及图3所示，无靠腿板的独轮平衡车10还包括支撑件600，支撑件600设置在脚踏板300靠近地面20的一侧，且位于连接端310与自由端320之间，自由端320触及地面20时，支撑件600也能触及地面20，支撑件600触及地面20时，支撑件600与位于支撑件600及自由端320之间的地面20的夹角为锐角。根据力矩平衡，支撑件600能有效地防止脚踏板300折叠。
而且，支撑件600与连接端310之间的距离小于支撑件600与自由端320之间的距离。
值得一提的是，车轮200包括第一轮胎210及第二轮胎220，第一轮胎210与第二轮胎220分别套设在驱动机构100的两侧，且第一轮胎210的内腔与第二轮胎220的内腔相连通。
第一轮胎210与第二轮胎220均为充气轮胎，两者的内腔相连通能够实现气体在第一轮胎210和第二轮胎220之间的相互流动。以图2所示为观察视角，假设第一轮胎210设于左侧，第二轮胎220设于右侧。当第一轮胎210内的气体与第二轮胎220内的气体等量时，第一轮胎210和第二轮胎220的直径相等，无靠腿板的独轮平衡车10处于直行状态。当第一轮胎210内的气体少于第二轮胎220内的气体时，第一轮胎210的有效直径小于第二轮胎220的有效直径，第一轮胎210的线速度小于第二轮胎220的线速度，无靠腿板的独轮平衡车10处于左转状态。当第一轮胎210内的气体多于第二轮胎220内的气体时，第一轮胎210的有效直径大于第二轮胎220的有效直径，第一轮胎210的线速度大于第二轮胎220的线速度，无靠腿板的独轮平衡车10处于右转状态。
在行驶过程中，驾驶者需要左转弯的时候就将身体的重心向左倾斜，需要右转弯的时候就将身体的重心向右倾斜，需要直行，就尽量使得身体处于直立状态。
而且，在低速行驶时，驾驶者还可以将脚踏板300b踩至地面上，使第一轮胎210处于腾空状态，以达到原地右转弯的效果。或者，将脚踏板300a踩至地面上，使第二轮胎220处于腾空状态，以达到原地左转弯的效果。车轮200除了便于转弯外，还能使得无靠腿板的独轮平衡车10的转弯半径达到最小，提高了无靠腿板的独轮平衡车10的灵敏度。不仅如此，在自由端320触及地面20之前，车轮200能使得无靠腿板的独轮平衡车10稳定地静止在任何一个倾斜角度下，从而能防止驾驶者在学习过程中出现剧烈的晃动，让驾驶者更好的体验无靠腿板的独轮平衡车10。
在其他实施方式中，第一轮胎210与第二轮胎220也可以相互独立，即第一轮胎210的内腔与第二轮胎220的内腔并不连通。
或者，在其他实施方式中，如图5所示，车轮200还可以为超宽充气胎，超宽充气胎的宽度大于第一轮胎210与第二轮胎220的宽度之和，超宽轮胎也能实现第一轮胎210与第二轮胎220的效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。