电动轮滑鞋的制作方法

本发明涉及电动鞋类领域，尤其涉及适于使用者穿用的电动轮滑鞋领域。

发明背景

电动轮滑鞋的概念在现有技术中是众所周知的。特别地，已知通过诸如手持输入接口之类的控制设备提供具有速度可控的电动机的轮滑鞋。通常，这种轮滑鞋具有适于驱动电动轮滑鞋的多个轮子的内燃发动机或电动机，其中发动机或电动机可由使用者控制。

具有主轮滑鞋和副轮滑鞋的轮滑系统的概念是已知的。在这种布置中，主轮滑鞋的运动可以由使用者控制，其中与该运动相关的信息被传递给副轮滑鞋。该信息被副轮滑鞋使用，以便作为响应互易地运动。在典型的例子中，骑乘者将主轮滑鞋定位在副轮滑鞋的前面，以便平衡和控制轮滑系统。

发明概述

本发明由权利要求限定。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于单脚的电动轮滑鞋，该电动轮滑鞋包括：平台，该平台适于支撑使用者的单脚；联接装置，该联接装置适于将使用者的脚联接到平台；单个轮子装置，该单个轮子装置包括至少一个轮子，其中每个至少一个轮子布置成使得轮子装置形成单个枢转点，平台可围绕枢转点沿前后方向倾斜；电动机装置，该电动机装置适于驱动至少一个轮子；和平衡控制系统，该平衡控制系统适于保持平台围绕轮子装置的前后平衡。

电动轮滑鞋的平衡控制系统保持轮滑鞋的平台例如相对于地面的平衡。也就是说，当平台经历围绕轮子装置沿前或后方向的尝试的倾斜时(例如，响应于使用者体重的变化)，平衡控制系统可以尝试通过向前或向后加速轮子装置的至少一个轮子来解决平台的不平衡。因此，一个实施例采用的平衡控制系统可以被布置成通过控制相关电动机的操作来保持前后平衡。

实施例由此提供了一种电动轮滑鞋，其沿前后方向围绕轮子装置自平衡。具体而言，轮子装置限定了单个枢转点，轮滑鞋的平台可以围绕该枢转点沿前后方向旋转。电动轮滑鞋围绕这个枢转点自平衡。自平衡能力能够通过使用者/骑乘者操纵他们站立的轮滑鞋平台的前后平衡，以可控的方式推进使用者/骑乘者。实施例由此可以为使用者/骑乘者提供显著的自由度或可操作性。

提供单个枢转点为使用者提供了改进的控制水平，为他们的运动提供了更大程度的反馈。特别地，平台围绕单个枢转点的倾斜可以为使用者提供直观和令人愉快的方式来控制他们的运动。特别是，可以认识到，使用者可能会使平台不平衡，以便容易地控制电动轮滑鞋的运动和速度。

所提出的实施例涉及一种包括一对这样的电动轮滑鞋的电动轮滑系统。可以理解，这种电动轮滑系统的一个电动轮滑鞋可以基本上独立于另一个电动轮滑鞋，使得电动轮滑鞋的平台的尝试的倾斜不需要在另一个轮滑鞋中引起相应的运动或倾斜。也就是说，两个轮滑鞋可以彼此独立地自平衡。

本文使用的术语“至少一个轮子”是指在使用期间与地板或地面接触的任何轮子或元件。举例来说，轮子可以包括充气轮胎、无轮毂轮子或甚至滚轮。适合用作轮子的其它合适的可旋转结构对于本领域技术人员来说是众所周知的。

在一些实施例中，电动机装置包括第一电动机和第二电动机，第一电动机适于驱动轮子装置的至少一个轮子，第二电动机适于驱动轮子装置的至少一个轮子。

以这种方式提供多个电动机允许至少一定程度的冗余，因为单个电动机的故障将不一定会妨碍轮滑的进一步使用。多于一个电动机的使用还提供了关于轮子装置的运动的更大的精度(因为两个电动机不需要同时使用或以相同的方式控制)，并且还提供了电动机功率使用的增加的效率，因为至少两个电动机中的每一个所需的转矩量减少了。此外，标准化电动机可以用来有效地驱动相应的轮滑鞋，而不是复杂的定做的(bespoke)或定制的(custom)电动机。这可以例如最小化电动轮滑鞋的复杂性或成本。

在至少一个进一步的实施例中：第一电动机适于驱动轮子装置的第一轮子；并且第二电动机适于驱动轮子装置的第二轮子，其中第一电动机和第一轮子独立于第二电动机和第二轮子。

换句话说，轮子装置的轮子可以彼此独立地控制，使得平衡控制系统在如何控制轮子装置以考虑轮滑鞋平台的不平衡方面具有改进的选择。在其他示例中，轮子可以独立控制，以便考虑轮滑鞋的控制、转向、电池功率、能量回收或方向稳定性。

在一些进一步的实施例中，在转弯操作期间：第一电动机以第一速度驱动第一轮子；并且第二电动机以不同的第二速度驱动第二轮子。可选地，在转弯操作期间，第一轮子的旋转方向可以与第二轮子的旋转方向相反。

可选地，电动轮滑鞋的第一和第二电动机适于使用带或链驱动至少一个轮子。

优选地，第一和第二电动机的相应旋转输出具有比由相应的第一和第二电动机驱动的轮子的输入接口小的直径。

在至少一个实施例中，电动轮滑鞋还包括安装在其上的电池单元，该电池单元适于至少向电动机装置提供电力。

电池单元可以联接到平台的上表面或平台的下表面。在其他实施例中，电池单元嵌入在平台内。

在一些实施例中，使用者可以尝试将平台从一侧倾斜到另一侧，以便指示执行转弯操作的意图。电动轮滑鞋可以使用传感器装置检测这种左右倾斜意图，并基于左右倾斜意图产生指示执行转弯操作意图的信号。在这样的实施例中，响应于左右倾斜的意图，电动轮滑鞋可以执行转弯操作。换句话说，使用者可以向一侧倾斜，这可以由传感器装置(包括例如压力传感器或平台倾斜检测系统)感测。电动轮滑鞋然后可以基于该感测到的信号产生指示执行转弯操作的意图的信号。

可选地，电动轮滑鞋适于产生指示轮滑鞋的至少当前或历史控制参数的控制信号。这种控制信号可以例如由控制传感器产生。

控制信号可以指示以下项中的至少一个：轮滑鞋的速度；轮滑鞋的剩余电池电量；到另一个轮滑鞋的距离；轮滑鞋的平台的平衡的指示；轮滑鞋的取向(例如轮滑鞋的x、y和z位置中的至少一个)；轮滑鞋的预期使用的指示，轮滑鞋上的风速；轮滑鞋的加速度；由轮滑鞋的电动机装置所施加的转矩；和电动机装置的当前输出功率。

电动轮滑鞋可以包括适于传送、发送或发射控制信号的通信装置。该通信装置可选地进一步适于接收另一电动轮滑鞋发出的控制信号。

在另外的这样的实施例中，电动轮滑鞋适于进一步包括处理单元，该处理单元适于：获取接收到的控制信号；从平衡控制系统获取平衡信号；并且至少基于接收到的控制信号和平衡信号控制电动机单元驱动至少一个轮子；其中平衡控制系统适于基于平台的前后平衡水平产生平衡信号。

电动轮滑鞋还可以包括适于在至少收起构型和展开位置下可操作的可收起支架，其中当处于展开构型时，可收起支架不靠近平台。

实施例可以提供一种电动系统，该电动系统包括两个如前简述的电动轮滑鞋。特别地，可以提供第一电动轮滑鞋和第二电动轮滑鞋。电动系统可以被认为是电动轮滑系统。

因此，实施例可以提供一种电动轮滑系统，其具有高度的可操作性和敏捷性。每个轮滑鞋可以是独立的，以便允许使用者以最小的转弯圈容易地且快速地进行转弯。由于每个轮滑鞋的平衡控制系统可以彼此独立，所以电动轮滑系统消耗的总功率可以减少。轮滑系统有利地允许每个轮滑鞋彼此独立操作，以便允许轮滑鞋的使用者有更大的自由度，例如在表演技巧或特技时。所描述的可分离轮滑鞋的使用可以例如允许使用者穿越困难或不平坦的地形、障碍物或甚至台阶。

可以有一种轮滑系统，其中第一轮滑鞋的电动机装置包括：第一电动机，其适于驱动与第一轮滑鞋的轮子装置相关联的第一轮子；第二电动机，其适于驱动与第一轮滑鞋的轮子装置相关联的第二轮子，第一电动机和第一轮子独立于第二电动机和第二轮子。在这种轮滑系统中，第二轮滑鞋的电动机装置可以包括：第三电动机，其适于驱动与第二轮滑鞋的轮子装置相关联的第三轮子；第四电动机，其适于驱动与第二轮滑鞋的轮子装置相关联的第四轮子，其中，在转弯操作期间，第一电动机以第一速度驱动第一轮子，第二电动机以第二速度驱动第二轮子，第三电动机以第三速度驱动第三轮子，以及第四电动机以第四速度驱动第四轮子，其中第一、第二、第三和第四速度彼此不同。

在想得到的实施例中，每个轮滑鞋适于通过例如组合来自两个单元的数据来彼此学习，以确定如何改进轮滑系统的整体控制。

附图简述

现在将参照附图来详细描述本发明的示例，在附图中：

图1a描绘了根据第一实施例的电动轮滑系统的示意图；

图1b示出了根据第一实施例的电动轮滑系统的第一轮滑鞋的侧视图。

图2描绘了根据第二实施例的电动轮滑系统的示意图；

图3描绘了根据第三实施例的电动轮滑系统的示意图；

图4a示出了根据第四实施例的电动轮滑系统的示意图；

图4b示出了根据第四实施例的电动轮滑系统的第一轮滑鞋的侧视图；和

图5a-5c示出了根据一个实施例的电动轮滑鞋。

实施例的详细描述

本发明提供了一种具有平衡控制系统的电动轮滑鞋，该平衡控制系统适于保持轮滑鞋平台围绕轮子装置的前后平衡。轮子装置限定了平台的枢转点。电动机装置适于驱动轮子装置，以便允许平衡控制系统保持平台围绕轮子装置的前后平衡。

将在由一对电动轮滑鞋形成的电动轮滑系统的上下文中描述电动轮滑鞋的实施例。明显的是，相同的发明原理和概念可以应用于单个轮滑鞋，使得单个轮滑鞋可以独立于另一个轮滑鞋来提供。

图1a和1b示意性地描绘了根据第一实施例的电动轮滑系统1。图1a示出了轮滑系统的底视图，而图1b描绘了电动轮滑系统的单个电动轮滑鞋的侧视图。电动轮滑系统包括第一电动轮滑鞋100和第二电动轮滑鞋190。因此，图1a和1b还示出了根据一个实施例的电动轮滑鞋。

每个电动轮滑鞋包括适于支撑使用者的相应脚的平台105。

平台105可围绕单个轮子装置130倾斜，该轮子装置在此包括定位在轴线140上的单个轮子135。具体而言，轮子装置130限定了平台可围绕其倾斜的单个枢转点(这里是轴线140)(当轮子装置与地面接触时)。轮子装置可以限定单个或唯一的旋转轴线，平台105可围绕该旋转轴线沿前后方向倾斜。也就是说，轮子装置由此可以限定单个点或轴线(即单个枢转点或单个枢转轴线)，平台可以围绕该点或轴线向前和向后倾斜。特别地，这种单个枢转点或枢转轴线是电动轮滑鞋的单个或唯一枢转点/轴线。因此，当轮子装置与地面接触时，电动轮滑鞋可以不与任何其它枢转点或枢转轴线相关联，平台可以围绕该枢转点或枢转轴沿前后方向旋转。

单个轮子装置130可以包括连接到平台105的所有轮子，使得单个轮子装置是电动轮滑鞋100的唯一或单独的轮子装置。至少当电动轮滑鞋100运动时，单个轮子装置130可以将平台105完全独立地联接到地面，以便将平台和使用者完全支撑在其上。平台105由此可以围绕单个轮子装置130自由倾斜。

在实施例中，第一电动轮滑鞋100和第二电动轮滑鞋190的平台基本上相同，使得使用者可以将他的左脚或右脚放在任一轮滑鞋的平台上。在其他实施例中，第一和第二轮滑鞋的平台不同，使得使用者只能将左脚或右脚放在特定轮滑鞋上。举例来说，轮滑鞋的平台可以被调整成使得使用者可以只舒适地将左脚放在第一个轮滑鞋上，而将右脚放在第二只轮滑鞋上。换句话说，每个相应轮滑鞋的平台可以成形为与使用者的不同脚相关联(例如，左脚和右脚版本)。在至少一个想得到的实施例中，平台可以是部分柔性的，以便例如与使用者的脚轮廓相符合。可以理解，相应的平台适于仅支撑使用者的单个脚，使得在使用中，两个脚不被定位在任何一个平台上。

轮子可以由联接在一起(例如通过差速器)的一个或更多个轮胎和/或轮毂(hub)形成。例如，实施例可以包括具有无轮毂的轮圈(rim)的无轮毂的轮子，其中多个单独的轮胎安装在无轮毂的轮圈上。替代地，实施例可以包括由多个无轮毂的轮圈(每个具有相应的安装在其上的轮胎)形成的无轮毂的轮子，其中多个无轮毂的轮圈通过差速器轴承装置联接在一起。例如，实施例可以包括具有单个轮圈和轮毂的轮子，其中多个单独的轮胎安装在该轮圈上。另一个实施例可以包括由多个轮毂和轮圈(每个具有相应的安装在其上的轮胎)形成的轮子，其中多个轮毂和轮圈通过差速器轴承装置联接在一起。

每个电动轮滑鞋包括具有第一电动机110和第二电动机120的电动机装置。当然，在一些实施例中，电动机装置可以仅包括单个电动机。电动机装置适于驱动轮子装置130，特别是旋转单个轮子135。

电动机装置中的第一和第二电动机适于驱动轮子装置的单个轮子，以便控制轮子装置的速度。

在至少一个实施例中，第一电动机110包括以第一速度旋转(即，旋转输出)的输出驱动器111。输出驱动器通过例如差速器、带、链、齿轮(gear)或嵌齿(cog)机构连接到轮子装置135的接合机构137。换句话说，输出驱动器联接到轮子装置的输入装置，以便向轮子装置的轮子提供输入旋转力。随着第一电动机的输出驱动旋转，轮子因此适于旋转。

以这种方式使用带、链或齿轮机构可以允许电动机以其最有效或最佳的速度旋转，同时不必以相同的所述速度旋转轮子装置的轮子。举例来说，这可以允许提高轮滑系统的效率以及降低功率和/或增加驱动轮子装置的转矩。

类似地，第二电动机120还可以包括以第二速度旋转的相应输出驱动器。第二电动机的输出驱动还可以连接到轮子装置的相同或不同的接合机构，以便控制轮子的旋转。

简单地说，为了进一步理解，电动轮滑鞋的轮子可以是直径75毫米的充气轮胎。为了达到大约21kmh或13.5mph的最高速度(在轮滑系统的优选实施例中)，这种轮胎只需要以大约1500rpm(每分钟转数)旋转。可以使用的电动机通常具有大约3000-6000rpm的最佳旋转。因此齿轮或带的比率在2：1或4：1之间(或更高)是为了确保轮子以适当速度旋转所必需的。

平衡控制系统140被提供给每个相应的轮滑鞋100、190以便控制该轮滑鞋的相应电动机装置，即第一电动机110和第二电动机120，以由此控制轮子装置的单个轮子135的旋转。平衡控制系统适于保持平台围绕由轮子装置限定的单个枢转点的前后平衡。

举例来说，每个电动轮滑鞋的平衡控制系统140可以包括陀螺仪、加速度计、力矢量传感器、声纳或超声波传感器，或者其他接近感测系统(未示出)，该系统感测平台围绕轮子装置的前后倾斜，并且可选地相对于地面倾斜，并且相应地调节电动机装置以保持平台的前后平衡。平台可以相对于地面保持基本水平。

以这种方式，通过改变施加到平台的各个区域的压力向使用者提供一种控制电动轮滑鞋的加速和减速的方式。它还使得每个电动轮滑鞋能够相对于平台在前后平面中围绕轮子装置的旋转自我调节其平衡。

平衡控制系统可以考虑例如额外的力，而不仅仅是重力。例如，当确定平台的前后平衡时，平衡控制可以考虑当前摩擦力或离心力。在一些实施例中，平衡控制系统可以尝试将合力矢量基本上朝向轮子装置的中心(例如，通过驱动轮子装置向后或向前移动平台)，使得平台可以相对于轮子装置平衡。因此，施加到平台上的合力矢量可以被带到单个枢转点的位置。特别地，平衡控制系统适于将施加到轮滑鞋上的所有力的组合矢量保持在轮子装置的中心。例如，可以使用加速度计、陀螺仪、压力传感器、接近传感器等来检测这种力。应当理解，一些这样的力检测系统，例如和加速度计，在确定施加的力时可能是不加区分的(例如，它以相同的方式检测重力和向心力)。这可以允许例如平衡控制系统保持平台的前后平衡，即使在非水平、倾斜或甚至垂直表面(例如“死亡之墙”)上也是如此。

换句话说，每个轮滑鞋适于通过监测该平台围绕轮子装置的前后平衡来尝试保持电动轮滑鞋的基本水平(相对于地面)的平台。每个轮滑鞋单独地适于对相对于轮滑鞋的方向沿向前或向后的方向的不平衡做出反应。地面不需要被理解为仅仅是常规的平坦地板，而是可以通过例如斜坡(slope)、斜坡(ramp)、环、球体等。电动轮滑系统相对于行星表面(例如地球)的取向对于前后平衡系统来说可能是不重要的，也就是说，平衡控制系统可以适于考虑重力。举例来说，使用者可能希望在“死亡之墙”中骑行电动系统，该“死亡之墙”具有电动系统意图骑行的基本垂直的板，并且平衡控制系统可以尝试相对于垂直壁保持基本水平的平台(其中使用者通过摩擦力和离心力保持在墙上)。很明显，在一些实施例中，如果电动轮滑系统所在的表面不平坦，则电动轮滑系统可以尝试保持平台相对于轮子装置定位在其上的地面区域的前后平衡。在其它或进一步的实施例中，当保持平台的前后平衡时，相应轮滑鞋的平衡控制系统可以采用电动轮滑系统的绝对取向(即相对于行星的取向)。

当然，“死亡之墙”场景只是许多可能的复杂表面的一个原始例子，而电动轮滑鞋可以被构造成操作该复杂表面。其它表面包括例如轮滑公园表面、球体或其它粗糙或波状表面。

在一些实施例中，轮滑鞋可以适于预测或检测即将到来的表面(例如，使用相机或激光雷达系统或基于当前表面的算法)，并基于即将到来的表面确定如何控制轮滑鞋的前后平衡。

从前面的解释中，将变得明显的是，平衡控制系统适于相对于使用者的脚施加到平台上的所有力保持平台围绕轮子装置的前后平衡。这些力可以包括重力(由于使用者的体重)、向心力、使用者施加的力等的组合。特别地，组合力矢量可以基本上保持朝向枢转点或轮子装置的位置。

除此之外，可以理解的是，平台可以围绕轮子装置并相对于地面倾斜，以便至少沿前后方向导致平台不平衡。平衡控制系统然后可以尝试通过例如向前或向后加速轮子装置的至少一个轮子来解决平台的不平衡。因此，明显的是，电动轮滑鞋的使用者可以通过调节平台尝试倾斜的量，以便控制平衡控制系统尝试保持平台前后平衡的程度，来控制电动轮滑鞋的速度。

很明显，平衡控制系统140适于通过控制电动机装置(第一电动机110和第二电动机120)来保持电动轮滑鞋100的平台105围绕轮子装置(即单个枢转点)的前后平衡，以便控制轮子135的驱动、速度或甚至方向。

电动轮滑鞋100包括适于将使用者的脚接合到平台的联接装置180。举例来说，这种联接装置可以包括带，如图所示，带扣、系带等。应当理解，在整个说明书中使用的对脚的引用意图被解释为指使用者的脚、脚踝、脚趾、小腿、鞋类(例如使用者穿的鞋类)或可能附接在使用者脚上的物品。

联接装置可以适于在至少一个联接模式和一个非联接模式之间自动切换，在联接模式中，使用者的脚联接到支撑件，使得脚从支撑件移除受到限制、阻碍、防止或者甚至是不可能的，在非联接模式中，允许或者可能从支撑件移除脚。

特别地，联接装置可以适于响应于由使用检测系统(未示出)产生的使用信号，至少在联接模式和非联接模式之间切换。使用信号可以至少表示或关联于轮式运输设备的使用。举例来说，使用信号可以包括开始或结束使用轮式运输设备的意图的指示或者电动轮滑鞋的参数(例如，速度、加速度、行进距离、自通电以来的时间等)。

联接装置由此可以包括例如自动缩回带、磁性布置或其它可缩回联接器。

在另一示例中，联接装置可以适于响应于使用者输入信号(例如来自运动设备)至少在联接模式和非联接模式之间切换。

因此，联接装置可以适于在没有使用者手动输入的情况下在联接模式和非联接模式之间切换，以便可释放地将使用者的脚固定到平台。当然，在其他实施例中，联接装置可以适于接收来自使用者的手动输入，以便相应地联接和分离，例如使用者解开带扣或松开带。

实施例允许电动轮滑系统具有两个独立可控的轮滑鞋，以向使用者提供高度的可操作性和敏捷性。每个轮滑鞋的独立性可以允许使用者以最小的转弯圈容易地且快速地执行转弯。轮滑系统有利地允许每个轮滑鞋彼此独立地操作，以便允许轮滑鞋的使用者有更大的自由度。以这种方式使用可分离轮滑鞋可以例如允许使用者穿越困难的地形、地形中的障碍物或台阶。

如上所述，提供用于控制轮子装置的旋转的多个电动机提供了功率分配效率的增加以及控制轮子装置的运动的效率的提高。

每个电动轮滑鞋还包括电池单元170，该电池单元170适于至少向电动机装置提供电力，并且可选地还向平衡控制系统提供电力。

在本实施例中，轮子装置(即，单个轮子)直接定位在平台下方，即脚底下方。在其他实施例中，单个轮子可以定位在平台的侧面(例如，联接到平台的左侧或右侧)。在另一些实施例中，轮子定位在平台的切口中，使得平台部分覆盖轮子的一侧。使用者的脚可以由平台支撑在相对于轮子装置的任何位置，举例来说，使用者的脚可以定位在平台的左侧，而轮子装置定位在平台的右侧。对于本领域技术人员来说，轮子装置相对于平台和使用者的脚的其它位置将是明显的。

将清楚的是，平台适于绕轮子装置旋转，特别是围绕由轮子装置限定的枢转点旋转。

目前，电动机装置的第一和第二电动机分别定位在电动轮滑鞋的前端和后端(即定位在轮滑鞋的前端和后端，使得一个电动机朝向电动轮滑鞋的鞋头定位，而另一个电动机朝向轮滑鞋的鞋跟定位)。由于电动机装置的重量分布穿过电动轮滑鞋，这允许电动轮滑鞋的自平衡更加容易。

想得到地，电动机装置可以朝向电动设备的同一端定位。例如，这可以用来平衡定位在电动轮滑鞋相对端的电池单元。

在实施例中，电动机装置安装在平台的下表面上。在其它实施例中，电动机装置容纳在平台内或平台上方。

图2示意性地描绘了根据本发明的第二实施例的电动轮滑系统2。电动轮滑系统包括第一电动轮滑鞋200和第二电动轮滑鞋290。

如在前面的实施例中，每个电动轮滑鞋包括适于支撑使用者的脚的相应平台205。

类似地，每个电动轮滑鞋包括电动机装置，该电动机装置具有适于驱动轮子装置230的第一电动机210和第二电动机220。轮子装置包括第一轮子235和第二轮子236。第一轮子和第二轮子通过单个轮轴237、轴或差速器连接或联接在一起，使得第一轮子和第二轮子彼此一起旋转。也就是说，当第一轮子旋转时，第二轮子旋转。

这里，单个轮轴237的位置限定了枢转点的位置，平台205可以围绕该枢转点沿前后方向旋转。因此，轮子装置的每个轮子围绕其旋转的轴线可以限定枢转点的位置。轮子由此可以沿着限定枢转点的轴线并排定位。

第一和第二电动机(即电动机装置)适于使第一和第二轮子一起旋转。换句话说，第一和第二电动机一起通过例如旋转单个轮轴237上的接合机构来驱动第一和第二轮子，使得第一和第二轮子由第一和第二电动机控制。因此，第一和第二轮子彼此不独立。

如前所述，平衡控制系统240适于通过控制电动机装置(第一电动机210和第二电动机220)来保持平台205围绕电动轮滑鞋200的轮子装置230的前后平衡，以便一起控制第一轮子235和第二轮子236的驱动或转速。

以这种方式提供多个电动机有利地允许电动轮滑系统中一定程度的冗余，使得如果单个电动机故障，电动轮滑鞋仍然可以运行。此外，每个电动轮滑鞋的多个电动机还提供了功率分配的效率的增加以及控制轮子装置运动的效率的提高。

定位在单个轴线内的多个轮子的设置提供了减少不希望的左右(例如左或右)倾斜的可能性的优点，使得使用者不太可能跌倒或向侧面绊倒。

图3示意性地描绘了根据本发明的第三实施例的电动轮滑系统3。电动轮滑系统包括第一电动轮滑鞋300和第二电动轮滑鞋390。

如在前面的实施例中，每个电动轮滑鞋包括适于支撑使用者的脚的相应平台305。如前所述，平台可以围绕轮子装置并至少沿前后方向相对于地面倾斜。

类似地，每个电动轮滑鞋包括具有第一电动机310和第二电动机320的电动机装置。

然而，在本实施例中，轮子装置330包括第一轮子331和第二轮子332，每个轮子适于彼此独立旋转。因此，举例来说，每个轮子可以定位在单独的轮轴上，使得第一轮子的旋转不影响第二轮子的旋转。

第一和第二轮子331、332定位在单个轴线33x上，使得轮子适于彼此并排定位，使得它们都定向在相同的方向上并且并排在单行中。换句话说，每个轮子都沿着相同的(想象的)轴定位。这有利地允许每个电动轮滑鞋的平台容易不平衡，因为将变得明显的是，平台可以容易地围绕由轮子限定的单个轴线旋转。

单个轴线限定了电动轮滑鞋的平台可以围绕其旋转的单个枢转点。特别地，单个轴线是每个相应轮子绕其旋转的轴线。

在实施例中，每个轮子都是无轮轴的，但是仍然可以例如定位在同一轴线上。

应当清楚的是，单个轴线意图指当从上方观察相应的轮滑鞋时的单个轴线，使得其中轮子已经倾斜使得轮子的轮轴不再成一条直线的轮滑鞋仍然被认为其轮子在同一单个轴线上(例如，如果第一和第二轮子响应转弯动作而倾斜)。类似地，在静止时，当第一和第二轮子具有轮轴时，第一和第二轮子的轮轴可以基本上彼此成一直线。也就是说，当没有进行尝试倾斜平台时，这些轮轴可以被认为形成单个虚拟轮轴。还应当理解的是，当轮子并排对齐时，轮子应该被认为是在同一轴线上，彼此相邻，因为相应的轮滑鞋在水平地面上仅沿向前或仅沿向后方向运动。

应当理解，单个轴线意图从轮滑鞋的一侧延伸到轮滑鞋的另一侧(即，沿左舷和右舷方向)，使得轴线不在轮滑鞋的前后方向上对齐。换句话说，轴线通常跨越平台的宽度，而不是沿着长度。

第一电动机适于驱动第一轮子，并且第二电动机适于驱动第二轮子。换句话说，每个轮子都与相应的电动机相关联，使得每个轮子可以由相应的电动机独立旋转。

因此，明显的是，在实施例中，第一和第二轮子可以独立控制(相对于速度、转矩以及rpm等)，具有相应的独立的悬架，并且可能彼此独立地倾斜。类似地，这允许不同的轮子以不同的速度旋转。

如前所述，电动机装置适于由平衡控制系统340控制，以便通过控制轮子装置的轮子的旋转来保持平台的前后平衡。换句话说，平衡控制系统适于控制第一轮子的独立运动和第二轮子的独立运动，以便平衡电动轮滑鞋的平台。

以这种方式提供由相应电动机控制的独立可旋转的轮子有利地允许改进的转弯圈和改进的控制。举例来说，在转弯操作期间，第一轮子可以以第一速度旋转，第二轮子可以以不同的第二速度旋转。例如，如果第一速度大于第二速度，电动轮滑鞋将沿第二轮子的方向旋转。

换句话说，不同的轮子可以适于以不同的速度旋转。想得到地，每个电动轮滑鞋可以被认为以多种模式操作，包括至少一种“正常行驶”模式，其中电动轮滑鞋的轮子以相同的速度一起旋转，以及一种“转弯行驶模式”，其中电动轮滑鞋的轮子以不同的速度旋转以便使电动轮滑鞋旋转。

在这样的实施例中，每个电动轮滑鞋能够经受转矩引导或速度引导。

在一些实施例中，第一轮子310与第一悬架装置相关联，第二轮子320与第二悬架装置相关联，使得每个轮子具有其自己的独立悬架系统。这可以允许例如单个轮子越过障碍物而不影响轮子装置中的另一个轮子。第一和第二悬架装置可以分别包括弹簧或其它已知的阻尼机构。

在一些实施例中，每个电动轮滑鞋的平台305适于沿左右方向倾斜，即，可沿左舷和右舷方向朝向平台的侧面倾斜。因此，很明显，在这样的实施例中，平台可以在至少四个方向上倾斜：向前和向后(即前和后)以及向侧面(即左和右)两个方向。平衡控制系统可以适于确定这种左右倾斜，并确定使用者意图执行转弯操作或需要转弯运动。基于这种左右倾斜(即，响应于使用者向侧面倾斜)，每个电动轮滑鞋可以执行转弯操作，以便旋转使用者面对的方向。优选地，平台适于使得平台可以在任何方向上自由倾斜(例如对角倾斜)。这种对角倾斜可以例如指示向前运动和转向运动。这种倾斜平台在本文描述的任何实施例中是可实现的。当然，将被理解的是，使用者倾斜这样的平台指示使用者倾斜的意图。

在其他实施例中，可以有一个定位在脚平台上的压力传感器系统，该压力传感器系统适于确定使用者的倾斜运动，指示平台的意图的左右倾斜。平衡控制系统可以类似地产生指示执行转弯操作意图的信号，并且每个电动轮滑鞋可以基于该信号执行转弯操作。换句话说，每个电动轮滑鞋可以适于检测人何时尝试将平台从一侧倾斜到另一侧(但是，例如，平台不能执行这种倾斜)，并基于该检测到的意图或期望产生信号。该实施例可以有利地降低左右倾斜感测系统的复杂性，同时仍然允许使用者通过左右倾斜来指示执行转弯的意图或期望。

在一个这样的实施例中，平台305安装在适于允许平台沿至少四个方向倾斜的弹簧上。这有利地允许平台相对于轮子装置和/或地面悬挂，以便增加使用者的骑行的舒适性。

在这样的实施例中，将第一和第二轮子与相应的独立的悬架装置相关联可能是特别有利的，使得当使用者倚靠在平台上时(并由此导致至少一个轮子倾斜)，两个轮子仍可保持与地面接触，以便保持抵靠地面驱动。

平衡控制系统可以适于检测第一轮子的旋转速度和第二轮子的旋转速度，以便校准电动机装置以使轮子以适当的速度旋转，以便保持相应的电动轮滑鞋的平台的平衡。

在上述实施例中，电动轮滑鞋的轮子装置的轮子通常相对于前后方向定位在中心(即，通常位于轮滑鞋的中心)。这有利地允许轮滑鞋的效率增加，因为平台自然地更平稳地平衡，使得平衡控制系统具有保持平台平衡所需的输出减少。当然，轮子装置可以相对于平台定位在电动轮滑鞋中的任何地方。

图4a描绘了根据本发明构思的第四实施例的电动轮滑系统4的示意图。如在前面的实施例中，电动轮滑系统包括第一电动轮滑鞋400和第二电动轮滑鞋490。图4b描绘了根据第四实施例的第一电动轮滑鞋400的侧视图。

以通常的方式，每个电动轮滑鞋包括适于支撑使用者的脚的平台405。以与第三实施例类似的方式，每个电动轮滑鞋包括具有第一电动机410和第二电动机420的电动机装置，每个电动机适于驱动单个轮子，分别是轮子装置430的第一轮子431和第二轮子432。

如前所述，电动机装置适于由平衡控制系统440控制，以便通过控制轮子装置的轮子的旋转来保持平台的前后平衡。换句话说，平衡控制系统适于控制第一轮子的独立运动和第二轮子的独立运动，以便平衡电动轮滑鞋的平台。

然而，在本实施例中，第一轮子431和第二轮子432被定位成不位于同一轴线内。换句话说，第一轮子和第二轮子不对齐，以并排放置。

然而，第一轮子431和第二轮子432可以被认为基本上沿着同一轴线，使得它们继续限定平台围绕其旋转的单个枢转点。

举例来说，轮子可以彼此偏移，以便考虑使用者的自然平衡或脚的自然形状。然而，将被理解的是，至少由于脚的自然形状或使用者的平衡，轮子装置继续充当平台可以绕其旋转的单个枢转点。

如前所述，每个相应轮滑鞋的轮子可以与相应的悬挂系统相关联，以便允许每个轮子保持与地面接触。当轮滑者经过崎岖或不平的地形时，这可能是特别有利的。

在一些实施例中，电动轮滑系统的每个电动轮滑鞋可以适于将关于各个电动轮滑鞋的信息传递给电动轮滑系统的另一个电动轮滑鞋。该信息可以通过例如安装在每个电动轮滑鞋上的通信装置来传递。例如，关于电动轮滑鞋的信息可以由适于生成相应电动轮滑鞋的当前或历史控制参数的指示的控制传感器生成。举例来说，传递的信息可以包括与以下中的至少一个相关联的任何一个或更多个控制参数：相应轮滑鞋的速度；相应轮滑鞋的剩余电池电量(例如，在相应轮滑鞋的电池单元中)；到轮滑系统的另一个轮滑鞋的距离(例如通过轮滑鞋之间的信号强度或指向另一个轮滑鞋的接近传感器等来测量)；相应轮滑鞋的平台平衡的指示；相应轮滑鞋的取向(例如，相对于重力或地面)；相应轮滑鞋的意图使用的指示(例如，用户是否意图停止、开始或暂停轮滑鞋的使用，或者用户是否希望执行转弯操作等)、轮滑鞋上的风速；相应轮滑鞋的加速度；由相应轮滑鞋的电动机装置施加的转矩；和电动机装置的当前输出功率(即，输出到轮子装置的功率有多少)。

在至少一个实施例中，每个轮滑鞋的平衡控制系统适于在确定以何种方式控制电动机装置时考虑所生成的和/或接收的关于电动轮滑鞋的信息。例如，如果第一轮滑鞋指示转弯的意图，则该信息可以传递给第二轮滑鞋，使得第二轮滑鞋的平衡控制系统可以确定用第二轮滑鞋执行转弯操作。在另一个例子中，如果第一轮滑指示第一轮滑鞋的电池电量低，则第二轮滑鞋可以将电动机装置的驱动调节到最大允许速度。

在实施例中，电动轮滑系统包括具有适于驱动第一轮子的第一电动机和适于驱动第二轮子的第二电动机的第一轮滑鞋，第一电动机和第一轮子独立于第二电动机和第二轮子。电动轮滑系统还包括第二轮滑鞋，其具有适于驱动第三轮子(与第二轮滑鞋相关联)的第三电动机；和适于驱动第四轮子(与第二轮滑鞋相关联)的第四电动机。响应于由第一和第二轮滑鞋中的至少一个指示的转弯动作(例如响应于使用者倾斜)，第一电动机以第一速度驱动第一轮子，第二电动机以第二速度驱动第二轮子，第三电动机以第三速度驱动第三轮子，第四电动机以第四速度驱动第四轮子，其中第一、第二、第三和第四速度彼此不同。因此，举例来说，如果第一个轮子是最左边的轮子，而第四个轮子是最右边的轮子(相对于使用者)，响应左转操作，第一个轮子可以比第四个轮子旋转得更慢。在一个实施例中，关于第一和第二轮滑鞋的意图的信息可以经由相应的通信设备在第一和第二轮滑鞋之间传递，以便控制轮子的相应速度以允许控制转弯操作。

尽管上述实施例描述了具有两个电动机和一个或两个轮子的轮滑鞋，但是将变得明显的是，本发明的概念可以扩展到将任意数量的电动机和轮子并入相应的轮滑鞋内。仅举例来说，根据一个实施例的电动轮滑系统的电动轮滑鞋可以包括三个电动机和两个轮子，其中轮子可以适于单独地或者一起相对于彼此旋转。在其他可想到的实施例中，可以提供三个电动机和三个轮子，其中每个轮子相对于其他轮子独立旋转，并且与单个相应的电动机相关联。在其他实施例中，可以提供三个电动机和三个轮子，其中第一轮子仅与第一电动机相关联，并且其中第二和第三轮子与相应的第二和第三电动机相关联，其中第一轮子和第一电动机独立于第二和第三电动机和轮子，但是其中第二和第三轮子一起旋转，使得第二和第三电动机控制第二和第三轮子的旋转。

电动轮滑系统的电动轮滑鞋的电动机装置可以包括适于驱动轮子装置的附加电动机(即多于两个)。电动机数量的增加可以允许电动轮滑鞋的更大速度、增加的冗余度、对轮子装置的改进控制、允许改进转弯圈的更多独立轮子(例如)和/或允许电动机具有待提供的不同最佳效率转速。

在至少一个想得到的实施例中，电动机装置可以包括适于驱动轮子装置的多个电动机，其中电动机装置可以基于电动轮滑鞋的特征(例如电池电量、速度、轮子所需的rpm、环境、轮子打滑)在主动电动机(即当前驱动的电动机)之间切换。这可以允许更有效的电动轮滑系统，其中最合适的电动机在最合适或适当的时间驱动轮子装置。在一些情况下，电动机的切换可以取决于设备的速度，使得相对于轮子装置的rpm或速度具有最接近或最有效关联的rpm的电动机可以用于驱动轮子装置。

在一些想得到的实施例中，每个电动轮滑鞋的电动机装置可以仅包括适于驱动轮子装置的单个电动机。这种系统仍将提供可独立操作的轮滑鞋，并继续为使用者提供更大的自由度。在一些这样的实施例中，每个轮滑鞋可以包括一个以上的轮子，每个轮子通过可控的差速器连接，以便控制每个轮子的旋转，以便允许控制电动轮滑系统的转弯圈(例如，通过控制差速器以不同的速度旋转轮子)。这种差速器可以包括可控的传动系统，例如，以便允许选择一个以上轮子的转速比。

应当容易理解的是，在上述实施例中，轮子装置的一个或更多个轮子可以定位在脚平台的侧面、安装在脚平台下方以及嵌入脚平台内等等。

使用者的相应脚相对于轮滑鞋的相应脚平台的取向可以是相对于轮滑鞋的前后方向的任何方向。举例来说，参考单个轮滑鞋，使用者可以用他的脚与脚平台的前后方向成一直线站立，使得使用者的向前和向后倾斜分别使脚平台沿前后方向不平衡。在其他实施例中，使用者的脚可以垂直于相应轮滑鞋的前后方向定位，使得使用者的左右倾斜可以使轮滑鞋沿前后方向不平衡。

在至少一个实施例中，一对电动轮滑鞋适于彼此连接以形成单个装置。换句话说，第一轮滑鞋可以物理连接或联接到第二轮滑鞋。当连接起来时，每个轮滑鞋仍然能够彼此独立地倾斜。在其它这样的实施例中，轮滑鞋可以被限制，以便仅能够彼此一起倾斜，使得当第一轮滑鞋的脚平台倾斜时，第二轮滑鞋的脚平台相应地倾斜。将变得明显的是，该对电动轮滑鞋可以可释放地连接在一起，使得它们可以作为独立的轮滑鞋或者作为单个的组合设备。

当然，在其他实施例中，可以提供一种电动轮滑系统，该系统包括一对不适于连接在一起的电动轮滑鞋，使得电动轮滑鞋只能在物理上彼此独立。

在上述实施例中，轮子装置的至少一个轮子可以直接定位在平台下方，即脚底下方。在其他实施例中，轮子可以定位在平台的侧面(例如，联接到平台的侧面)。在另一些实施例中，轮子定位在平台的切口中，使得平台部分覆盖轮子的一侧。想得到的是，在本发明的一个实施例中，可以实现用于轮子的任何上述位置(即，在相应轮滑鞋的平台下面、侧面、附近或内部)。将变得明显的是，至少一个轮子可以例如与由枢转点(即轮子装置)限定的平台的旋转轴线成一直线。

在其它情况下，第一轮子可以朝向平台的前向或前面的方向定位，第二轮子可以朝向平台的后向或更向后的方向定位。仅举例来说，轮子可以彼此对齐定位或者彼此偏移。这可以允许增加电动轮滑鞋的稳定性或者提高转弯能力。

在这种情况下，例如，可以使用第一陀螺仪来计算相对于第一轮子(朝向电动轮滑鞋的前向定位)沿前向方向的平衡，并且可以计算相对于第二轮子沿后向方向的平衡(例如，通过第二陀螺仪)。换句话说，平衡控制系统能够检测围绕更前面的第一轮子沿前向方向上的尝试旋转，并且还能够检测围绕更向后的第二轮子在向后方向上的尝试旋转。这可以允许待执行的沿前后方向的平衡。

如至少参照图5a-5c所示，在一个实施例中，包括平台105和轮子装置130的电动轮滑鞋100可以进一步包括至少一个适于将平台105联接到地面的可收起支架501。

如图5a所示，可收起支架可以在至少收起或缩回位置/构型和展开位置/构型之间运动，在收起或缩回位置/构型中，可收起支架不接触地面，并且如图5b和图5c所示，在展开位置/构型中，可收起支架更接近地面。当处于收起构型时，支架可能比处于展开构型时更靠近平台。特别地，当处于展开位置时，可收起支架可以从平台105延伸至少与轮子装置135相同的距离。

因此，当处于展开位置时，可收起支架可以限制或防止平台105围绕轮子装置135的前后倾斜或倾斜，然而当处于收起位置时，可收起支架可以允许平台105围绕轮子装置135的前后倾斜或偏斜。

可收起支架501可以通过旋转元件502联接到平台。旋转元件502可以被控制(例如通过电动机)，以便升高和降低可收起支架，使得可收起支架可以相对于地面可控地定位。旋转元件502可以控制可收起支架501相对于平台105的位置。特别地，可收起支架可以沿第一方向旋转以便相对于平台降低，并且沿相反的第二方向旋转以便相对于平台升高。

可收起支架由此可以以类似于起落架或起落架轮的方式操作。

在其他实施例中，可收起支架可以通过线性致动器(例如蜗杆传动或气动/液压致动器)联接到平台，以便由线性致动器升高和降低。线性致动器由此可以控制可收起支架501相对于平台105的位置和/或运动。

电动轮滑鞋可以包括多个可收起支架。例如，电动轮滑鞋100可以包括第一可收起支架501和第二可收起支架。

在特定实施例中，当所述至少一个可收起支架处于展开构型时，电动轮滑鞋的使用者可以联接到地面并由可收起支架支撑。在这种构型中，使用者能够使用电动轮滑鞋以常规方式行走。因此，当处于展开构型时，电动轮滑鞋可以类似于鞋或平台鞋，以便允许使用者使用电动轮滑鞋行走或跑步。

图5c示出了电动轮滑鞋100沿着轴线x1-x2的侧视图，其中至少一个可收起支架处于展开构型。可收起支架501可以形成为大致马蹄形或c字形。这将限制电动轮滑鞋的前后倾斜和左右倾斜，同时使用最少的材料。这可以有利地减轻轮滑鞋的重量，并为轮滑鞋的其他部件提供更大的体积或表面积。

至少一个可收起支架的构型可以例如通过支架控制系统(未示出)来控制。支架控制系统可以适于接收使用者输入信号(例如，来自运动设备)并基于使用者输入信号确定至少一个可收起支架的构型。因此，可收起支架可以基于使用者输入而升高或降低。

在另一示例中，支架控制系统可以适于确定使用者意图，并基于使用者意图确定至少一个可收起支架的构型。支架控制系统可以基于从适于确定使用者特征的一个或更多个传感器(例如，接近传感器、压力传感器、温度传感器等)接收的至少一个信号以及适于分析接收的信号以便确定使用者意图的算法来确定使用者意图。使用者意图可以是使用者是否或如何打算安装、操作或拆卸电动轮滑鞋100中的一个。例如，压力传感器可以适于确定何时从轮滑鞋上移除来自使用者的脚的压力，这可以指示拆卸轮滑鞋的意图。

在又一个示例中，支架控制系统可以适于基于使用者或电动轮滑鞋的特征来控制至少一个可收起支架的构型。举例来说，当速度下降到预定量以下时，支架控制系统可以自动展开至少一个可收起支架。其他特征可以包括：电动轮滑鞋通电后的时间；是否安装了两个轮滑鞋的指示；联接装置是否已经与使用者接合的指示；使用者的技能水平；使用者的体验水平等。

该至少一个可收起支架可以用作电动轮滑鞋的充电连接器。也就是说，可收起支架可以适于将电动轮滑鞋的电池电连接到电动轮滑鞋的充电端子。例如，当处于展开位置时，可收起支架可以适于与电端子联接，并且导电以对电动轮滑鞋的电池单元充电。可收起支架由此可以包括导电材料。

优选地，轮子装置定位成与平台接收的力的中心成一直线。由平台接收的这种力可以是使用者由于重力、向心力等而施加到轮滑鞋上的所有力的组合矢量。因此，轮子装置可以适于提供与使用者的脚施加到脚平台的力(例如，至少由于使用者的重量或质量)成一直线的单个枢转点。

在至少一个实施例中，轮子装置相对于平台的位置是可调节的，使得轮子装置可以重新定位。这可以例如响应于检测到的使用者关于平台的重量分布而自动执行。特别地，响应于使用者第一次踏上平台，可以自动调整轮子装置的位置，以考虑到使用者的重量分布和/或站立位置。举例来说，如果使用者踮起脚尖站立，轮子装置可以基本上定位在使用者脚趾下方。

在一个示例中，响应于使用者安装平台，轮子装置可以被定位，以便位于在单个枢转点的位置处施加到平台上的所有力的组合矢量之下，例如重力或向心力。因此，如果使用者仅站在单个轮滑鞋上，并且使用者的重力是作用在平台上的唯一力，则轮子装置可以定位在使用者的重心之下或与其对齐。

轮子装置的位置可以例如通过轮子装置定位设备来调节。轮子装置定位设备可以例如适于沿着轨道移动轮子装置。轮子装置定位设备的致动器，例如蜗杆驱动器或气动/液压致动器，可以相对于脚平台重新定位轮子装置。因此，可以调节电动轮滑鞋的平台适于围绕其旋转的单个枢转点的位置。

轮子装置的位置可以例如在使用者已经安装轮滑鞋之后的预定时间段之后被锁定。这将随后允许平衡控制系统保持平台围绕轮子装置的前后平衡。

电动轮滑鞋可以包括额外的轮子。例如，这种附加轮子可以小于单个轮子装置的轮子。额外的轮子可以定位在电动轮滑鞋的前端或后端，以便例如禁止电动轮滑鞋围绕轮子装置的旋转超过预定量。应当理解，至少在电动轮滑鞋运动时，轮子装置可以是将电动轮滑鞋的平台联接到地面的唯一元件。

所公开的实施例的其它变型可以由本领域技术人员在实践所要求保护的发明中根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现。在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中叙述的若干项的功能。仅仅在相互不同的从属权利要求中叙述了某些措施的事实并不表示这些措施的组合不可被有利地使用。权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制该范围。提供这些附图仅仅是为了说明的目的，不一定是按比例绘制的。术语“联接”或“连接”不应被解释为意味着直接联接或连接，并且这种联接特征可以例如通过连接在它们之间的另一个元件联接。