一种高防护效果的平衡车的制作方法

本发明涉及自平衡车辆技术领域，尤其涉及一种对人体和车辆均匀很好的防护效果的平衡车。

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撞击操纵杆或地面，造成损伤。另外，由于现有的平衡车结构简化使人体均处于外部，在车道存在积水时，车辆的行驶很容易造成积水喷溅至车体或人体腿部，造成污染；且在冬季风雪天气，尤其在迎风使用时，长期的冷风会对人体腿部侵蚀，产生疾病。

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辆急停时对人体和车体具有很好的防护效果，且在恶劣天气对人体腿部进行防护的平衡车。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高防护效果的平衡车,包括设置在车体悬挂系统上的踏板、与车体固定连接的操纵杆，用以控制车辆功能的控制系统，用以保护人体的防护装置；所述防护装置是由底板和立板组成的截面为“l”形的高强度钢板；所述底板与悬挂系统焊接一体，所述立板中部设有供操纵杆放置和运作的“t”形槽；所述立板内侧设有保护层，外侧设有缓冲装置，顶部固定连接有气囊盒，所述气囊盒内置安全气囊；所述缓冲装置包括通过顶端与立板铰接，并弹性固定在立板上的缓冲架及控制缓冲架弹出的电磁控制器；其中，当车辆车速及向前倾斜角度超过安全值时，通过控制系统弹出安全气囊，并控制电磁控制器弹出缓冲架。

优选的：所述立板由车体前进方向中部凸起呈锥形面。

优选的：所述防护装置为高合金中碳型超高强度钢。

优选的：所述保护层为高密度海绵层，密度为28-32。

优选的：所述缓冲架为“凹”形结构，两端与立板铰接，两臂中部通过压缩弹簧固定连接。

优选的：所述压缩弹簧外侧设有连接套筒。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明主要应用在当车速过快或对路况不能及时反应时，车辆紧急停止造成的危险事故。在上述情况下，一方面车辆很容易向前翻倒，撞击地面造成损坏；另一方面，人体很容易跟随车辆翻倒而撞击操纵杆或地面，造成伤害。

本发明通过防护装置的设计对人体和车体均具有很好的防护效果。其一，通过将高强度钢板制成的底板和立板与车辆悬挂系统焊接一体，增加了车辆整体连接性；其二，通过缓冲装置，增加了车辆前端撞击地面的作用面积，且通过压缩弹簧缓冲冲击力，对车辆具有很好的保护效果；其三，通过保护层，缓冲人体与车辆的碰撞，减少冲击伤害；其四，通过安全气囊的弹出有效保护人体头部免受伤害。

另外，本发明的立板对人体的腿部具有额外的保护功效。其一，可有效避免道路积水时，车辆前行造成的积水喷溅，也可防止邻近车辆(尤其是相对向行驶的车辆)积水喷溅到腿部；其二，在冬季雨雪天气使用，由于车辆的行进会造成高速冷气流迎面袭来，对人体侵蚀，立板可有效避免这种情况，防止长期的冷风侵蚀伤害，通过立板的结构设计(行驶向中部的锥形)，可大幅减少立板在行驶过程中的风阻力，减少能源消耗。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为防护装置整体结构示意图；

图3为防护装置侧视图。

图中：10、防护装置；20、悬挂系统；30、操纵杆；40、踏板；1、底板；2、立板；2-1、保护层；2-2、缓冲装置；2-2-1、缓冲架；2-2-2、压缩弹簧；2-2-3、连接套筒；2-3、气囊盒。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明所述的一种高防护效果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。

如图1-图3所示，一种高防护效果的平衡车,包括设置在车体悬挂系统20上的踏板40、与车体固定连接的操纵杆30、用以控制车辆功能的控制系统，以保护人体的防护装置10；所述防护装置10是由底板1和立板2组成的截面为“l”形的高合金中碳型超高强度钢板(此类钢的综合力学性能高，抗应力腐蚀性好，具有良好的工艺性能和焊接性能，符合平衡车轻质高强的要求)；所述底板1与悬挂系统20焊接一体，所述立板2中部设有供操纵杆30放置和运作的“t”形槽(通过上述设计，在不影响操纵杆30正常使用的情况下，使得防护装置10与平衡车一体化，提高其整体性)；所述立板2内侧设有保护层2-1，外侧设有缓冲装置2-2，顶部固定连接有气囊盒2-3，所述气囊盒2-3内置安全气囊；所述缓冲装置2-2包括通过顶端与立板2铰接，并弹性固定在立板2上的缓冲架2-2-1及控制缓冲架2-2-1弹出的电磁控制器，所述缓冲架2-2-1为“凹”形结构，两端与立板2铰接，两臂中部通过压缩弹簧2-2-2固定连接；其中，当车辆车速及向前倾斜角度超过安全值时，通过控制系统弹出安全气囊，并控制电磁控制器弹出缓冲架2-2-1。

本实施例所述平衡车，在车辆遇到急停事故时，对车辆和人体均具有很好的保护作用。当车辆因突发状况发生急停或前翻时，车辆操纵杆30向前倾倒，由于惯性力的作用人体撞击操纵杆30或地面；基于上述分析，本发明的主要工作原理是通过预先输入系统的临界危险速度值和车辆向前的倾斜角度来判断车辆所处的状态，并在车辆达到输入的临界危险信号数值时，通过控制系统启动电磁控制器弹出缓冲架2-2-1，为达到理想的缓冲效果弹出的缓冲架2-2-1角度设置为90°，同时弹出安全气囊(电磁控制器是通过对通电线圈通电产生磁力后吸引锁块远离锁止位置的开锁装置，在现有技术中电磁控制式开解锁技术比较成熟，在此不做过多阐述)。为使整体结构配合人体站立更加舒适，操纵杆30设置在踏板前侧。

其中具体防护措施如下：

ⅰ.通过缓冲架2-2-1支撑地面，防止车辆操纵杆30撞击地面造成损坏；

ⅱ.通过压缩弹簧2-2-2消耗车辆整体前翻的冲击力，缓解车辆冲击损坏；为提高压缩弹簧2-2-2的连接性和同轴性，优选的：所述压缩弹簧2-2-2外侧设有连接套筒2-2-3。

ⅲ.通过增加的立板2增加人体前倾接触面积，从与操纵杆30的线性接触优化为与立板2的面接触，大大缓解冲击伤害，并在保护层2-1的配合下，使人体受到的冲击伤害降到最低；为了达到更为理想的保护效果，所述保护层2-1为高密度海绵层，密度为28-32。

ⅳ.通过弹出的安全气囊，保护人体头部免受冲击。

此外，本发明的车立板2对人体腿部还具有额外的防护效果。其一.可防止道路积水飞溅造成的腿部和车辆污染；其二.在大风天气或是车辆前行速度过快，会影响站立，进而影响使用，尤其在寒冷的冬季，冷风侵蚀腿部会导致多种疾病，立板2具有很好的防风效果。基于上述优点，为避免因立板2的增加而导致的车辆前行阻力增加，将所述立板2设计为由车体前进方向中部凸起呈锥形面，以减少阻力。

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。