一种防高速冲击平衡车的制作方法

本发明涉及自平衡车辆技术领域，尤其涉及一种能够防高速冲击的平衡车。

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。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

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时，遇到突发情况造成的急停或遇到危险障碍物难以躲避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：

一种防高速冲击平衡车，包括车主体、与车主体固定连接用以控制方向的操纵杆、控制单元；所述操纵杆包括内置的防倒固定杆及至少一个安全气囊；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，底端弹性固定，并通过锁紧装置锁止；所述安全气囊内置于操纵杆内侧，即人体站立面；其中，当车主体车速高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，通过控制单元解除锁紧装置弹出防倒固定杆支撑操纵杆及车主体，同时弹出安全气囊支撑人体。

优选的：所述防倒固定杆由两个支杆体顶端铰接形成，靠近顶端处弹性固定，并通过锁紧装置锁止在操纵杆内。

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：所述安全气囊分为上下两个，上安全气囊用以支撑人体腰部或胸部，下安全气囊用以支撑人体腿部。

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的有益效果在于：

1.在平衡车速度过快发生急停或撞击，操纵杆倾斜至安全角度时，通过弹出的防倒固定杆支撑操纵杆，进而支撑车主体，防止平衡车倒地；基于防倒固定杆弹出的同时，弹出安全气囊缓解人体向前的冲击力，保护人体免受伤害。

2.基于优点1，本发明进一步对防倒固定杆进行了优化，将防倒固定杆设计为两个支杆体顶端铰接一起、底端弹性连接的构件，在防倒固定杆弹出时，两个支杆体底端弹开分离并分别与地面接触；相比优点1而言，防倒固定杆由原先的单点接触支撑改变为双点接触支撑，两个支杆体与地面形成了三角形支撑体系，使平衡车在遇到冲击时的防倒效果大幅提升，且整体支撑稳固。

3.基于优点2，本发明进一步对防倒固定杆的各支杆体底部侧面进行优化，将各支杆体至少一个侧面设计为内置弹块的结构，在支杆体弹出时弹块同时弹出，增加了支杆体底面与地面的接触面积，进一步增加支撑效果。

4.通过安全气囊的位置设计，对发生冲击事故时最容易受伤的人体部位进行保护，提高安全效果；同时增加支撑气囊的安全板，使安全气囊受力更加均匀，避免冲击时因气囊局部受压过大造成气囊位置偏移而无法正常保护人体的情况。

附图说明

图1为实施例1的整体结构示意图；

图2为实施例2的整体结构示意图；

图3为支杆体俯视结构示意图；

图4为实施例3的整体结构示意图。

图中：1、车主体；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。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明所述的一种防高速冲击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。下述各实施例的描述中，各部件基于附图显示，除特别表述，同一结构或部件数字为相同或相似的要素。

实施例1

如图1所示，一种防高速冲击平衡车，包括车主体1、与车主体1固定连接用以控制方向的操纵杆2、控制单元；所述操纵杆2包括内置的防倒固定杆2-1及安全气囊2-2；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；所述安全气囊2-2内置于操纵杆2内侧，即人体站立面；其中，当车主体1车速高于安全值，且向运行方向倾斜角度超过安全角度时，通过控制单元解除锁紧装置弹出防倒固定杆2-1，当向前倾斜角度继续增大时，防倒固定杆2-1顶住地面并支撑操纵杆2及车主体1，同时弹出安全气囊2-2支撑人体(控制单元控制锁紧装置优选采用电磁控制，即通过通电产生磁性吸引解锁块解锁，并在断电后复位，以达到快速固定，快速解锁的目的，由于在现有技术中为成熟的控制解锁技术，在这里不过多阐述)；为达到理想的缓冲效果弹出的防倒固定杆2-1角度配合临界安全角度，在弹出后以垂直地面为佳。

通过上述表述可知，在平衡车速度过快发生冲击时，当操纵杆2倾斜至安全角度弹出防倒固定杆2-1，通过防倒固定杆2-1支撑操纵杆2与地面，阻止操纵杆2继续倾斜，同时弹出的安全气囊2-2填充在人体与操纵杆2间，起到缓冲人体受到冲击的效果，由于此时的操纵杆2在防倒固定杆2-1的作用下并未贴近地面，因此操纵杆2配合安全气囊2-2可以防止人体向前甩出，安全效果极佳，特别适用于由于地表障碍或车体故障导致的车体急停事故。为使整体结构配合人体站立更加舒适，操纵杆2设置在车主体1前侧。

为了达到更为理想的防冲击效果，安全气囊位置至少为一组并设置在人体腰部或胸部(优选的，在膝盖位置增加一组安全气囊以保护人体腿部受到的冲击)，相应的操作杆2的高度以方便设置为宜，一般情况下在1.5m-1.7m左右为宜，为适合不同人群使用，在儿童或身高矮小的人群使用时可适当降低，具体可按不同的高度规格设计不同车型。

实施例2

如图2、图3所示，本实施例在实施例1的基础上对防倒固定杆2-1做了优化，具体如下：

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。

优化2：所述各支杆体2-1-1三个外侧面内置弹块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。

通过优化1，在防倒固定杆2-1弹出时，两个支杆体2-1-1通过弹性部件2-1-3分开，并各自与地面固定；此时的两个支杆体2-1-1及地面形成了稳固的三角形形态，在防止操纵杆2倒落的同时使操纵杆2更加稳固，此时的两个支杆体2-1-1组成的平面以垂直地面设置为佳。

在优化1的基础上通过优化2，增加了支杆体2-1-1与地面的接触面积，起到很好的防滑效果，进一步增加安全性。

实施例3

如图4所示，本实施例在实施例1的基础上做了如下优化：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。

在常规的冲击事故中，人体受到的冲击通常是不规则的，因此人体对安全气囊2-2的按压也是不规则的，通过增加安全板2-3，对安全气囊2-2有充分的支撑作用，使安全气囊2-2弹出时的受压均匀，防止局部受压过大安全气囊2-2偏移造成的对人体保护不充分，安全性大大提高。

此外，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。