一种安全性高的平衡车的制作方法

本发明涉及自平衡车辆技术领域，尤其涉及一种能够在平衡车发生急停时缓解冲击，对人体有很好防护能力的平衡车。

背景技术：

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上。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，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。由于其外形美观、环保性能佳、易操控，越来越成为现代人的一种流行代步工具。

随着人们环保意识的加强，电动车的数量与日俱增。与此同时，科学家经过潜心的研究，终于开发出新款两轮电动平衡车。两轮电动平衡车是一种新型的交通工具，它与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是采用两轮并排固定的方式。两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。

由上述分析可知，在平衡车的使用过程中基本通过人体姿态操控，且人体与车体仅靠重力支撑，并没用有效的人体固定或紧急保护措施，因此安全性难以得到保障，尤其当平衡车的速度过快，遇到突发情况造成的急停或遇到危险障碍物难以躲避时，会导致使用者在惯性力的作用下甩出车体，造成损伤。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明旨在提供一种在车体高速急停或撞击时，能够有效保护人体免受冲击伤害的平衡车。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种安全性高的平衡车，包括设置在车体上的踏板和操纵杆；其特征在于，所述操纵杆包括内置的防倒固定杆；所述防倒固定杆内置于操纵杆外侧面，即与人体站立位置相对面，其顶端与操纵杆铰接固定，靠近顶端处弹性固定，并通过锁紧装置锁止在操纵杆内；所述踏板上设有脚部固定板，所述脚部固定板平行设置在人体站立在踏板后的脚面上方，两侧设有侧板，通过侧板与踏板弹性固定，所述踏板在与侧板的固定处设有电磁吸附装置；其中，当车体车速高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，解除锁紧装置弹出防倒固定杆以支撑操纵杆及车体，同时启动电磁吸附装置，磁力吸附脚部固定板，使其压覆脚面防止人体向前甩出。

优选的：所述脚部固定板底面覆盖有保护层，所述保护层优选用聚丙烯纤维层。

优选的：本发明所述一种安全性高的平衡车还包括安全气囊，所述安全气囊内置于操纵杆内侧，即人体站立侧；当车体速度高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，弹出安全气囊以支撑人体。

优选的：所述防倒固定杆由两个支杆体顶端铰接形成，并在两个支杆体间设有弹性部件。

优选的：所述各支杆体至少一个侧面内置弹块，所述弹块在防倒固定杆弹出时同时弹出，以增加防倒固定杆与地面的接触面积。

优选的：所述操纵杆在安全气囊内置处两侧设有固定的安全板，以增加安全气囊弹出时的压覆面积。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.通过增加的防倒固定杆，在车辆遇到急停向前翻转时，能够及时支撑住车体，增加车辆的安全性；在此基础上，通过脚部固定板压覆脚面，相当于给脚部增加了安全带效果，防止人体向前甩出，提高使用时人体的安全性。

2.通过加设脚部固定板的保护层，减少脚部与板面接触时的冲击和磕碰，提高防护效果。

3.通过安全气囊的位置设计，有效填充人体与操纵杆间的空隙，防止人体因车辆急停撞击操纵杆时受到的伤害；在此基础上，配合防倒固定杆和脚部固定板，能最大程度上减少人体受到的冲击和碰撞伤害。

4.通过防倒固定杆的结构设计，即双支杆体结构，在防倒固定杆弹出时，两个支杆体及地面构成的三角形支撑体系使支撑效果更为稳定，防冲击效果更佳；通过弹块的设计，进一步增加支杆体与地面的接触面积，进一步提高结构稳定性，并具有一定的防滑效果。

附图说明

图1为实施例1整体结构示意图；

图2为防倒固定杆弹出时正视结构示意图；

图3为脚部固定板及支杆体弹出位置左视结构示意图；

图4为支杆体弹块俯视结构示意图；

图5为实施例2结构示意图。

图中：1、踏板；2、操纵杆；2-1、防倒固定杆；2-1-1、支杆体；2-1-2、弹块；2-1-3、弹性部件；2-2、安全气囊；2-3、安全板；3、脚部固定板；3-1、侧板。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明所述的一种安全性高的平衡车的结构和原理进行充分阐述，以使本领域普通技术人员能够充分理解和实施。

实施例1

如图1-图4所示，一种安全性高的平衡车，包括设置在车体上的踏板1和操纵杆2；所述操纵杆2包括内置的防倒固定杆2-1；所述防倒固定杆2-1内置于操纵杆2外侧面，即与人体站立位置相对面，其顶端与操纵杆2铰接固定，靠近顶端处弹性固定，并通过锁紧装置锁止在操纵杆2内；所述踏板1上设有脚部固定板3，所述脚部固定板3平行设置在人体站立在踏板1后的脚面上方，两侧设有侧板3-1，通过侧板3-1与踏板1弹性固定，所述踏板1在与侧板3-1的固定处设有电磁吸附装置；其中，当车体车速高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，解除锁紧装置弹出防倒固定杆2-1以支撑操纵杆2及车体，为达到理想的缓冲效果弹出的防倒固定杆2-1角度应配合设置的安全角度，以弹出后垂直地面为佳，同时启动电磁吸附装置，磁力吸附脚部固定板3，使其克服弹力向下移动至压覆脚面防止人体向前甩出(在危险克服后手动关闭电磁吸附装置，脚部固定板3在弹力下恢复初始位置，上述压覆脚面亦可设计成固定的高度，例如，在移动至高出脚面1cm处加设止停装置)。

由上述方案可知，本发明中所述的平衡车应用的情况为：当车速超过设定的安全值，且运行方向倾斜角度超过安全角度时(即车辆即将发生危险)，此时的车辆因角度倾斜会发生急停或车辆翻转事故。

为了应对上述情况，本实施例中所述的防倒固定杆2-1用以在危险时弹出来，通过支撑操纵杆2来支撑车体，防止车辆继续向前倾斜，避免车辆翻转；而脚部固定板3在电磁吸附的作用下克服弹力向下移动至脚面，防止人体随着车辆急停在惯性力的作用下向前甩出，提高人体的安全性。需要特别提出的是，脚部固定板3常规状态下离脚面有一定距离，只有根据车辆速度及倾斜角度判断危险时才会由电磁吸附装置吸附其下移至脚面，在正常使用时并不会影响脚部移动。为使整体结构配合人体站立更加舒适，操纵杆2设置在踏板1前侧。

为了克服在惯性力作用下，人体脚部撞击脚部固定板3时的冲击力，优选的：所述脚部固定板3底面覆盖有保护层，其中保护层为聚丙烯纤维层。

为了使防倒固定杆2-1达到更为理想的支撑车体效果，对防倒固定杆2-1做了如下优化：①.所述防倒固定杆2-1由两个支杆体2-1-1顶端铰接形成，并在两个支杆体2-1-1间设有弹性部件2-1-3；②.所述各支杆体2-1-1三个外侧面均内置弹块2-1-2，所述弹块2-1-2在防倒固定杆2-1弹出时同时弹出，以增加防倒固定杆2-1与地面的接触面积，此时弹出的两个支杆体2-2-1组成的平面以垂直地面为佳。

实施例2

如图5所示，本实施例在实施例1的基础上做了如下优化，一种安全性高的平衡车，还包括安全气囊2-2，所述安全气囊2-2内置于操纵杆2内侧，即人体站立侧；当车体速度高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，弹出安全气囊2-2以支撑人体。

本实施例中弹出的安全气囊2-2直接放置在人体与操纵杆2之间，其主要目的是缓冲在急停时惯性力对人体的冲击伤害，并减轻人体对操纵杆2的撞击，提高防护效果。

在车辆发生冲击时，人体受到的冲击力可能会偏移，而此时人体对安全气囊2-2的受力也会不均匀，此时会导致安全气囊2-2偏移，甚至扭曲，无法提供安全防护，为了防止上述情况，本实施例做了如下优化：所述操纵杆2在安全气囊2-2内置处两侧设有固定的安全板2-3，以增加安全气囊2-2弹出时的压覆面积，防止局部受压造成的安全气囊2-2偏移。

上述实施例仅是本发明的优选实施例，并非对本发明做出的任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术原理及方案范围情况下，都可利用以上公开的方法对本发明的技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明的原理或方案，依据本发明的技术实质对本发明公开的技术特征做出的任何组合、修改或替换均应属于本发明技术方案的保护范围。