一种平衡车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及平衡车领域，具体涉及一种踏板控制运动方式的平衡车。包括：基座，该动力模块设置在基座上；踏板模块，该踏板模块包括分别设置在基座的左右两侧的两个踏板；感应模块，在这两个踏板的相应位置上均设置有独立的感应模块；控制模块，该控制模块分别与两个感应模块和动力模块连接，该控制模块根据这两个踏板的倾斜角度及其差值控制动力模块。本实用新型通过设计一种平衡车，在其车体的基座上设置两个踏板，控制模块根据踏板的倾斜角度及其差值控制动力模块的电机输出，实现平衡车的前后移动和左右转弯，使平衡车无需转向手把或者转轴，直接依靠体感控制平衡车，更加地智能化和人性化。
【专利说明】
一种平衡车
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及平衡车领域，具体涉及一种踏板控制运动的平衡车。
【背景技术】
[0002]电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等，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” (Dynamic Stabilizat1n)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，以保持踏板的平衡。该陀螺仪板固定于车体内部，与水平面平行。当驾驶者身体前倾时，车子就会前行，当身体后仰时就会后退。平衡车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。
[0003]对于传统的两轮载人平衡车的转向方法目前有两种:
[0004]第一、通过可以左右摇摆的扶手来实现。这种转向系统通过扶手左右摇摆时，带动霍尔传感器转动致使电压升降来实现左右电机差速实现转向；上述转向系统操作虽然简单，但是普通人会误以为是汽车的方向盘，不但容易错误操作，而且容易作为扶手而用力向前倾斜过多而导致摔跤;另外，这种方式转向系统显得过于机械化，无法体现出平衡车依靠重心前后移动的智能化，也不能解放双手。
[0005]第二、通过两个轮子中间的转轴来实现转向的。这种车俗称“扭扭车”，其依靠中间的转轴的转动实现陀螺仪的翻转形成左右轮的差速来实现扭扭车的转向；上述转向系统操作虽然简单，但是中间的转轴容易由于使用时间长，内部的黄油耗尽或者钢管生锈而影响转向。这种转轴的设计方法既不容易保养维修，也不能长时间工作。另外在扭扭车的高速运行时和快速转弯时容易产生左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，造成安全隐患。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种平衡车，提升平衡车代步的稳定性和安全性。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种平衡车，该平衡车包括动力模块，该动力模块用于控制平衡车移动、转弯，还包括:
[0008]基座，该动力模块设置在基座上；
[0009]踏板模块，该踏板模块包括分别设置在基座的左右两侧的两个踏板，以及设置在踏板与基座之间的转轴机构和伸缩件，该踏板通过转轴机构前后翻转式设置在基座上，该伸缩件分别设置在踏板的前后两侧；
[0010]感应模块，该两个踏板的相应位置上均设置有独立的感应模块，该感应模块用于感应对应踏板的倾斜角度；
[0011]控制模块，该控制模块分别与两个感应模块和动力模块连接，该控制模块根据倾斜角度及其差值控制动力模块。
[0012]其中，较佳方案是:该伸缩件为伸缩弹簧。
[0013]其中，较佳方案是:该伸缩件为弹性胶柱。
[0014]其中，较佳方案是:该踏板的前后两侧均设置有两个伸缩件。
[0015]其中，较佳方案是:该基座上设置有与伸缩件配合设置的限位结构，该限位结构用于防止伸缩件在工作时脱落或者滑出。
[0016]其中，较佳方案是:该感应模块为设置在踏板上的水平陀螺仪，该水平陀螺仪用于放大踏板前后翻转时的动作姿态。
[0017]其中，较佳方案是:该感应模块为压力传感器，该压力传感器与伸缩机构接触，该压力传感器用于感应伸缩机构施加在压力传感器上的压力。
[0018]其中，较佳方案是:该转轴机构包括设置在两端的固定座、设置在两固定座之间的转轴、以及设置在转轴上并与踏板固定连接的连接块，该转轴转动设置在两固定座之间，或者该连接块转动设置在转轴上。
[0019]其中，较佳方案是:该基座包括有安装槽，该踏板模块设置在安装槽内。
[0020]其中，较佳方案是:还包括一防水垫，该防水垫包裹设置在整个踏板的外侧，该防水垫用于防止雨水进入车体内部。
[0021]本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种平衡车，在基座上设置两个踏板，控制模块根据倾斜角度及其差值控制动力模块的电机输出，实现平衡车前后移动和左右转弯，使平衡车无需手把或者转轴，直接依靠体感控制平衡车，更加智能化和人性化;同时，踏板通过伸缩件实现复位，提高平衡车的稳定性和舒适性。
【附图说明】
[0022]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0023]图1是本实用新型平衡车的结构示意图；
[0024]图2是本实用新型平衡车的电路框图。
【具体实施方式】
[0025]现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
[0026]在本实用新型中，提及的前后、左右是相对于平衡车而言，前后是指平衡车直线运动的方向。
[0027]如图1和图2所示，本实用新型提供一种平衡车的优选实施例。
[0028]一种平衡车，包括动力模块50，动力模块50用于控制平衡车移动、转弯，还包括基座10、踏板模块、感应模块30和控制模块40。该动力模块50、踏板模块和控制模块40均设置在基座10上，该感应模块30设置在踏板模块上，该控制模块40分别与感应模块30和动力模块50连接。感应模块30用于感应踏板模块并形成感应信号，控制模块40接收感应信号并进行分析、处理形成控制信号，并控制动力模块50进行相应操作。
[0029]其中，动力模块50包括若干车轮以及与车轮对应设置的独立电机，车轮受独立电机控制进行转动;平衡车包括独轮平衡车、双轮平衡车、多轮平衡车(一般为三轮、四轮、六轮或八轮等)，感应模块30用于感应踏板模块并形成感应信号，控制模块40接收感应信号并进行分析、处理形成控制信号，并控制不同的独立电机带动车轮转动。
[0030]对基座10、踏板模块、感应模块30和控制模块40的具体描述如下:
[0031]在本实施例的基座10中，基座10是平衡车的主构架，平衡车的所有相关部件直接或间接安装在基座10上，如动力模块50、踏板模块、感应模块30和控制模块40;同时，车轮设置在基座10上，以双轮平衡车为例，双轮分别设置在基座10的左右两侧。
[0032]在本实施例的踏板模块中，踏板模块包括分别设置在基座10的左右两侧的两个踏板21，以及设置在踏板21与基座10之间的转轴232机构23和伸缩件22，该踏板21通过转轴232机构23前后翻转式设置在基座10上，该伸缩件22分别设置在踏板21的前后两侧。
[0033]其中，踏板21优选为金属脚踏板，转轴232机构23设置在踏板21中间。同时，踏板21的翻转角度设置一个最大翻转角度，通过伸缩件22进行限位或者设置对应的限制结构进行限位。优选地，踏板21的最大翻转角度为10度。
[0034]进一步地，踏板21的前后两侧均设置有若干伸缩件22，优选为两个，即踏板21的四个角落均设置有一伸缩件22，伸缩件22用于在踏板21前后翻转时恢复水平位置，以及在踏板21前后翻转进行限位，防止踏板21过度翻转。
[0035]优选地，伸缩件22为伸缩弹簧;或者，伸缩件22为弹性胶柱;或者，伸缩件22为金属压块。其中，伸缩弹簧为形变程度较小的弹簧，便于用户站在踏板21并保持平衡。
[0036]进一步地，基座10上设置有与伸缩件22配合设置的限位结构，限位结构用于防止伸缩件22在工作时脱落或者滑出。限位结构包括限位柱31，限位柱31设置于伸缩件22的正中央，如伸缩弹簧的中心；或者，限位结构为设置在凹槽32，伸缩件22容置于凹槽32内。同时，限位结构还包括一固定件，固定件将伸缩件22固定在基板上。或者，还能采用伸缩件22与基板固定设置方式，如焊接焊死，将伸缩件22固定在基板上。
[0037]其中，限位柱31和凹槽32同时设置。
[0038]其中，限位柱31为I?2cm。
[0039]进一步地，转轴232机构23包括设置在两端的固定座233、设置在两固定座233之间的转轴232、以及设置在转轴232上并与踏板21固定连接的连接块231，该转轴232转动设置在两固定座233之间，或者该连接块231转动设置在转轴232上。即转轴232转动设置在两固定座233之间，固定座233包括一容易容置转轴232的转轴232孔，连接块231固定在转轴232上，转轴232转动时，带动连接块231、踏板21前后翻转;或者，转轴232固定在两固定座233之间，连接块231转动设置在转轴232上，连接块231转动时，带动踏板21前后翻转。
[0040]同时，由于踏板21需前后翻转，即转轴232需要在基板上左右设置。以及为保证踏板21的翻转的稳定性，转轴232上设置两个具有一定间隔的连接块231。
[0041 ]在本实施例的感应模块30中，两个踏板21的相应位置上均设置有独立的感应模块30，该感应模块30用于感应对应踏板21的倾斜角度。
[0042]优选地，感应模块30为设置在踏板21上水平陀螺仪，该水平陀螺仪用于放大踏板前后翻转时的动作姿态，实现对踏板21的实时变化的监控。水平陀螺仪设置在踏板21上，用于检测踏板21角度变化，并将感应信号发送到控制模块40中。
[0043]或者，感应模块30为压力传感器，该压力传感器与伸缩机构接触，该压力传感器用于感应伸缩机构施加在压力传感器上的压力，并将压力信号发送到控制模块40中，通过检测压力从而反映对应踏板21的倾斜角度。同时，压力传感器设置在踏板21上或者设置在基板上。
[0044]或者，感应模块30为角度传感器。
[0045]其中，倾斜角度一般指相对于水平方向的倾斜度，但是，感应模块30为压力传感器时，倾斜度为踏板21相对于基板的倾斜度，由于平衡车工作时，基板处于水平方向，倾斜度为踏板21相对于基板的倾斜度也就是相对于水平方向的倾斜度。
[0046]在本实施例的控制模块40中，控制模块40分别与两个感应模块30和动力模块50连接，该控制模块40根据倾斜角度及其差值控制动力模块50，控制平衡车移动、转弯。
[0047]踏板21包括第一踏板211和第二踏板212，每一个踏板21均设置有一独立的感应模块30，感应模块30分别检测对应踏板21的倾斜角度，根据倾斜角度控制动力模块50工作。
[0048]在本实用新型中，提供一种较佳方案:基座10包括一安装槽11，该踏板模块设置在安装槽11内。同时，安装槽11用于容置转轴232机构23。为了使平衡车整体显得比较薄，将四个弹簧的安装位置做下沉处理，让其内嵌入基板内，即设置一凹槽。
[0049]在本实用新型中，提供一种较佳方案:还包括一防水垫，该防水垫包裹设置在整个踏板21的外侧。使雨水或者灰尘可能会进入车体内部。
[0050]在本实用新型中，还提供一种平衡车的控制方法的优选实施例。
[0051 ] 一种平衡车的控制方法，该平衡车包括动力模块50，该动力模块50用于控制平衡车移动、转弯，其特征在于，该平衡车还包括基座10和两个踏板21，该踏板21前后翻转式设置在基座1的左右两侧，该动力模块50设置在基座1上，该控制方法包括步骤:
[0052]分别检测两个踏板21的倾斜角度及其差值；
[0053]根据两个踏板21的倾斜角度，控制平衡车移动的速度；
[0054]根据两个踏板21的倾斜角度的差值，控制平衡车转弯的弯度大小。
[0055]具体地，踏板21包括第一踏板211和第二踏板212，分别检测第一踏板211的倾斜角度Dl和第二踏板212的倾斜角度D2，根据Dl和D2的倾斜角度，控制平衡车移动的速度。一般而言，每一度的倾斜角度对应的速度不同。
[0056]同时，倾斜角度存在一最小变化值，但踏板21倾斜度变化没有达到最小变化值时，平衡车移动的速度不变。
[0057]当Dl和D2存在差值时，平衡进行转弯，转弯角度的大小由差值大小决定。一般而言，差值大小一最小变化值为最小单位，当差值没有达到最小单位时，不会转弯。也就是左右车轮的运动速度不同，导致平衡车转弯。
[0058]进一步地，控制方法还包括一保护机制，该保护机制包括设置平衡车移动的速度的最大值和加速度，以及设置平衡车转弯的弯度大小的最大值和变化速度。
[0059]同时，平衡车转弯的弯度大小的变化速度是指:当Dl和D2的差值急剧增大时，如左侧车轮高速运动，控制右侧车轮速度的踏板21恢复水平位置，右侧车轮的速度不会马上变成零，其加速度存在安全值，使平衡车以预设的最大弯度大小转弯，防止用户由于惯性摔倒。
[0060]以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
【主权项】
1.一种平衡车，该平衡车包括动力模块，该动力模块用于控制平衡车移动、转弯，其特征在于，还包括: 基座，该动力模块设置在基座上； 踏板模块，该踏板模块包括分别设置在基座的左右两侧的两个踏板，以及设置在踏板与基座之间的转轴机构和伸缩件，该踏板通过转轴机构前后翻转式设置在基座上，该伸缩件分别设置在踏板的前后两侧； 感应模块，该两个踏板的相应位置上均设置有独立的感应模块，该感应模块用于感应对应踏板的倾斜角度； 控制模块，该控制模块分别与两个感应模块和动力模块连接，该控制模块根据倾斜角度及其差值控制动力模块。2.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该伸缩件为伸缩弹簧。3.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该伸缩件为弹性胶柱。4.根据权利要求2或3所述的平衡车，其特征在于:该踏板的前后两侧均设置有两个伸缩件。5.根据权利要求2或3所述的平衡车，其特征在于:该基座上设置有与伸缩件配合设置的限位结构，该限位结构用于防止伸缩件在工作时脱落或者滑出。6.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该感应模块为设置在踏板上的水平陀螺仪，该水平陀螺仪用于放大踏板前后翻转时的动作姿态。7.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该感应模块为压力传感器，该压力传感器与伸缩机构接触，该压力传感器用于感应伸缩机构施加在压力传感器上的压力。8.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该转轴机构包括设置在两端的固定座、设置在两固定座之间的转轴、以及设置在转轴上并与踏板固定连接的连接块，该转轴转动设置在两固定座之间，或者该连接块转动设置在转轴上。9.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:该基座包括有安装槽，该踏板模块设置在安装槽内。10.根据权利要求1所述的平衡车，其特征在于:还包括一防水垫，该防水垫包裹设置在整个踏板的外侧，该防水垫用于防止雨水进入车体内部。
【文档编号】B62M6/45GK205589405SQ201620330355
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】朱永刚
【申请人】朱永刚