机动独轮车设备的制造方法
【专利说明】机动独轮车设备发明领域
[0001]本发明涉及机动单轮设备，并且更特别地涉及具有自平衡功能的机动独轮车。
[0002]发明背景
[0003]用于站立时使用的机动自平衡交通工具是已知的。这样的交通工具包括两轮交通工具和单轮交通工具(即独轮车)。
[0004]在机动自平衡独轮车中，把轮控制在适当的方向上的电子或机械系统通常用于实现前后平衡(fore and aft balance)。这种类型的自动前后平衡技术是众所周知的，并且例如在美国专利第,6302,230号中被描述。通常提供传感器和电子设备。由传感器和电子产品检测到的信息转送到马达。马达在适当的方向上并以足以保持前后平衡的速度驱动轮。
[0005]机动自平衡独轮车的已知的实施方案不包括由轴支撑的车把。例如，序列号为12/281，101的美国专利申请提出一种联接到框架的单个轮，两个平台(在轮的每一侧上一个)附接到该框架。
[0006]发明概述
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种自平衡机动独轮车设备，该自平衡机动独轮车设备包括:单个轮;马达，其适合于驱动所述轮;平衡控制系统，其适合于保持该独轮车设备的前后平衡;至少一个脚平台，其用于支撑该独轮车设备的使用者;外壳，其适合于覆盖轮的外轮辋的至少一部分；以及至少一个能量储存设备隔室，其从外壳的侧部向外突出并且适合于容纳为该独轮车设备提供动力的能量储存设备。
[0008]为免生疑问，对单个轮的引用应该意思是指大体上圆形的单元，该圆形的单元位于使用者的两腿之间并且适合于绕轴旋转以在使用期间的方向上推进独轮车。单个轮因此可由联接在一起(例如，通过差速器)的一个或多个轮胎和/或轮毂形成。例如，实施方案可包括具有单个无轮毂轮辋的单个无轮毂轮，该单个无轮毂轮辋在其上安装多个分离的轮胎。可选地，实施方案可包括由多个无轮毂轮辋(每个具有安装在其上的各自的轮胎)形成的单个无轮毂轮，其中该多个无轮毂轮辋通过差动轴承装置联接在一起。又一个实施方案可包括具有单个轮辋和轮毂的单个轮，该单个轮辋和轮毂在其上安装多个分离的轮胎。再一个实施方案可包括由多个轮毂和轮辋(每个具有安装在其上的各自的轮胎)形成的单个轮，其中该多个轮毂和轮辋通过差动轴承装置联接在一起。
[0009]这里提出一种自平衡机动独轮车，其包括外壳，该外壳可使提供动力的设备(例如，比如电池)能够定位在旋转轮的外部，因此使轮和/或机动独轮车能够比常规的自平衡机动脚踏车制作得更修长。
[0010]换句话说，通过能量储存设备放置在单个轮的平面外，可以最小化轮的横向范围。而且，外壳的能量储存设备隔室可提供较大的空间以用于容纳比常规自平衡机动独轮车更大的能量储存设备。实施方案因此可采用更大、更大功率的能量储存设备而不需要增加轮的宽度。
[0011]通过把能量储存设备容纳在外壳的隔室或储存部分/区段中，纵使能量储存设备定位在单个旋转轮的外部也可被保护免受损坏、水和/或灰尘的影响。
[0012]该至少一个能量储存设备隔室可适合于是从外壳可拆卸的，以便使能量储存设备能够从独轮车设备拆卸。实施方案因而可提供一种能量储存装置，该能量储存装置可以迅速且容易地连接到独轮车/从独轮车拆卸例如以用于修理或更换。而且，通过适合于是从外壳可拆卸的，实施方案可被分解以减小独轮车的整体尺寸或轮廓，从而提高可携带性。
[0013]实施方案可提供一种本质上组合式的自平衡机动独轮车。该至少一个能量储存设备隔室可容易地接合到轮/从轮脱离以促进迅速且简单地修理或更换。
[0014]能量储存设备隔室可成形为使得其宽度随着远离单个轮的旋转轴而增加。这样的形状可有助于在通常使用期间减少、最小化或防止使用者的腿(例如膝盖和/或小腿)与外壳和/或突出的隔室接触。特别地，应指出的是，当操纵(例如，转弯)机动独轮车设备(比如本发明的实施方案)时，使用者将通常向前或向后移动和/或倾斜他们的腿。转弯越急剧或越大，腿可移动或倾斜得越多。通过把突出的能量储存设备隔室的形状布置成宽度或尺寸随着远离单个轮的旋转轴而增加，突出的能量储存设备隔室的尺寸可最大化，同时减少、最小化或防止在使用期间其与使用者的腿接触。
[0015]换句话说，突出的能量储存设备的形状和横向范围可适合于避免或减少在使用期间与使用者的腿接触，但仍然具有最大的尺寸以便容纳大的能量储存设备。实施方案还可使使用者能够作出急转弯。当使用者操纵独轮车设备时，使用者可在能量储存设备隔室前面/后面前/后倾斜或移动他们的腿，同时能量储存设备隔室成形为使得腿和隔室之间的间隔朝着最小值而减小(以便最小化隔室的尺寸)。能量储存设备隔室的宽度随着远离单个轮的旋转轴的增加可以不是线性的，并且所以在一些实施方案中，当从独轮车设备的侧面观看时，能量储存设备隔室可具有弯曲的边或边缘。
[0016]在实施方案中，该至少一个能量储存设备隔室可以是V形的，其中V形的顶点或较窄端指向单个轮的旋转轴。在其他实施方案中，该至少一个能量储存设备隔室在形状上可以是梯形的(例如梯形)或风筝形的。
[0017]而且，在一些实施方案中，该至少一个能量储存设备隔室可延伸超出大体上圆形的外壳的圆周范围，因而意味该着至少一个能量储存设备隔室的尺寸可大体上不受轮或外壳的周界的限制。
[0018]然而，在其他实施方案中，该至少一个能量储存设备隔室可不延伸超出大体上圆形的外壳的圆周范围以便减小独轮车的整体尺寸。在这样的实施方案中，该至少一个能量储存设备隔室的尺寸可由轮或外壳的周界大体上限制。
[0019]该至少一个能量储存设备隔室的面向外的表面可包括易弯曲材料。这种易弯曲材料可选择，使得提供与地表面的摩擦并且因此限制或减小独轮车设备横跨地面的滑动运动(例如，如果使用者从独轮车掉下来)。示例性易弯曲材料包括例如橡胶处理的或基于聚合物的材料。
[0020]该至少一个能量储存设备隔室的面向外的表面因此可执行多重功能，包括保护所容纳的电池，和/或在独轮车设备的侧部和地面/地板表面之间提供把手(例如以防止独轮车在事故中沿着地面/地板滑动)。该至少一个能量储存设备隔室因而可为容纳于其中的能量储存设备提供改进的安全性和保护性。
[0021]能量储存设备可包括下列中的至少一个:电气电池；电化学电池、电容器和机械能量储存设备；以及电容器。
[0022]附图简述
[0023]现在将参照附图来描述本发明的示例，在附图中:
[0024]图1是机动独轮车设备的实施方案的等轴侧视图。
[0025]图2是图1的机动独轮车设备的分解图，
[0026]图3A和图3B分别是图1的实施方案侧视图和前视图；以及
[0027]图4是可选择的实施方案的等轴侧视图，其中电池隔室从该机动独轮车设备脱离。
[0028]详细描述
[0029]图1至图3示出机动独轮车设备100的一个实施方案。图1示出带有外壳110的机动独轮车设备100，该外壳110覆盖轮120的较大部分(例如，一半以上)。这里，外壳110由第一左部分I1A和第二右部分I1B形成，第一左部分I1A覆盖轮120的左半的较大部分，第二右部分IlOB覆盖轮120的右半的较大部分。图2示出独轮车设备100的内部部件，即轮120(其绕着中心轴125旋转)和驱动装置135。
[0030]返回来参考图1，外壳110相对于中心轴125保持在固定位置。
[0031]现在参考图2，根据实施方案，单个轮120的旋转由驱动装置135驱动。驱动装置135包括附接到驱动装置135的轮辋的导向轮对(不可见)。肋部(不可见)围绕轮120的内轮辋提供并且配合到每对导向轮之间的间隙中。因此，导向轮适合于接触轮120的内轮辋，在该内轮辋处，该导向轮随同轮120—起旋转，并且经由肋部150把轮120保持在适当位置。当然，应理解的是，其他装置(包括仅一个导向轮的那些装置)是可能的。
[0032]为了给驱动装置135供电，第一电池145A和第二电池145B分别设置于外壳的第一电池隔室150A和第二电池隔室150B中。
[0033]当配合到外壳110时(如图1中所描述的)，电池隔室150A、150B从外壳110的侧部向外突出并且适合于容纳用于为独轮车设备供电的电池。因而，外壳110适合于使电池145A、145B能够定位在旋转轮的外部(并且因而在驱动装置135之外)，因此使轮能够更修长。换句话说，通过满足电池145A、145B在单个轮210的平面外放置，可以最小化轮的横向范围。而且，电池隔室150A、150B可适合于提供较大的空间以用于容纳比常规的自平衡机动独轮车更大的电池。描绘的实施方案因此可采用比常规的自平衡机动独轮车更大的、更大功率的电池，同时保持或减少轮的宽度。
[0034]第一电池隔室150A和第二电池隔室150B分别容纳第一电池145A和第二电池145B。电池隔室从而保护电池免于损