一种低阻力磁动力式平衡车的制作方法

本发明涉及一种交通工具，是一种低阻力磁动力式平衡车。

背景技术：

目前大多自行车采用传统的驱动方式与制动方式，即蹬脚踏板，带动后轮旋转，通过后轮与地面产生的摩擦力驱动自行车向前行进，通过刹车盘与车轮毂之间产生摩擦实现制动，传统驱动与制动方式产生较大摩擦，消耗大量能量且对自行车损害较大。

自行车骑行过程中主要受空气阻力，地面摩擦力和轴承处摩擦力，现有利用磁悬浮技术所作发明皆是利用磁力减少轴承处摩擦力或利用磁力抵消自行车载重来减少骑行阻力以提高骑行的速度，减少耗能。

非机动车辆皆在自行车道上行驶，单向车道双向骑行情况较多，易出现危险。

技术实现要素：

本发明要解决的技术课题是提供一种低阻力磁动力式平衡车，实现有轨道骑行和无轨道骑行两种使用方式，达到在有轨道骑行时能够克服地面摩擦，实现快速制动，减少骑行能耗，提高骑行速度，规范交通秩序的目的。

技术方案：一种低阻力磁动力式平衡车，包括车架、后车轮、前车轮、把手、调速旋钮、配电单元、真空轮胎、脚踏板、制动手柄、显示屏、导向电磁铁、轴传动机构、悬浮电磁铁、电磁轨道、辅助轨道、轮轴、内导线、外导线，后车轮和前车轮均由左右两侧组成，每一侧的最外层为真空轮胎，所述的最外层为真空轮胎直径的最大圆，直径小于真空轮胎的内圆设有4块导向电磁铁，且4块导向电磁铁在360°的圆周面上均匀分布，每个真空轮胎在靠近电磁轨道一侧的边缘处设有内导线，在靠近辅助轨道一侧设有外导线，内导线、外导线与轨道的接触端设有弹簧，后车轮和前车轮的两侧由悬浮电磁铁、轮轴连接，每个真空轮胎的圆周面与轮轴轴线成87°~88.5°的夹角，车身置有配电单元，轨道由电磁轨道和辅助轨道两部分组成，电磁轨道、辅助轨道由多个电磁铁组成，电磁轨道、辅助轨道与内导线、外导线的接触面覆盖有多节导电且耐磨柔软材料，每节导电且耐磨柔软材料包裹着若干个总长度与车轮直径长度接近的电磁铁，所述车轮指前车轮或者后车轮，电磁轨道与辅助轨道之间设有凹槽，平衡车支持有轨道与无轨道两种骑行方式，在无轨道条件下与自行车使用方式相同，依靠轴传动机构传递动力，在轨道上行驶时，需将平衡车置于轨道之上，后车轮、前车轮的真空轮胎对应置于电磁轨道与辅助轨道之间的凹槽中，电磁轨道嵌入后车轮、前车轮的两侧之间，旋转把手，前车轮、后车轮上带有相同电流的内导线沿真空轮胎边缘滑下与电磁轨道接触，使车体周围电磁轨道带电，且通过电磁轨道上的导电且耐磨柔软材料使电磁轨道上与车轮接触位置的电磁铁的前一块电磁铁所带电流大小大于车轮周围电磁轨道上其它位置电磁铁所带电流大小，所带电流的方向与电磁轨道上产生的感应电流的方向相同，所述车轮为前车轮和后车轮，前车轮、后车轮上带有相同电流的外导线沿真空轮胎边缘滑下与辅助轨道接触，辅助轨道所带电流与导向电磁铁所带电流方向相同从而产生相同的磁性，同时，通过配电单元使前车轮与后车轮的导向电磁铁、悬浮电磁铁带电，前车轮、后车轮每一侧的相邻两块导向电磁铁通电之后所带磁性相反，两侧相对应的导向电磁铁通电之后所带磁性相同，导向电磁铁带电之后，在同一车轮两侧对应的导向电磁铁之间形成磁场，所述的同一车轮是指后车轮或者前车轮，蹬脚踏板使平衡车在轨道上运动，车轮旋转时，轨道与车轮形成相对运动，所述的车轮是指后车轮、前车轮，平衡车周围的电磁轨道因切割后车轮、前车轮两侧导向电磁铁之间形成的磁感线而产生感应磁场，从而产生与后车轮、前车轮上所带导向电磁铁相反的磁性，其中电磁轨道所带磁性由感应电流和由车身配电单元通过内导线传递到电磁轨道上的电流产生且两者电流的方向相同，在竖直方向上，电磁轨道与悬浮电磁铁之间的磁斥力f1使平衡车从轨道上缓慢悬离，导向电磁铁与电磁轨道之间产生的磁力f3使车轮保持旋转从而使平衡车在悬离轨道后保持平衡，在沿轨道的方向上，悬浮电磁铁与电磁轨道之间产生的磁力f4驱动平衡车行驶，在轨道上行驶时，辅助轨道与后车轮、前车轮两侧的导向电磁铁在垂直于前车轮、后车轮每一侧导向电磁铁所在圆周面的方向产生磁斥力f2，当平衡车发生倾斜时，在磁斥力f2的作用下可自动调整使平衡车保持平衡，内导线、外导线与轨道的接触端连接的弹簧使内导线、外导线在平衡车发生一定倾斜时具有一定收缩能力从而维持内导线与电磁轨道、外导线与辅助轨道的接触，悬离轨道之后，配电单元可根据骑行速度和骑行稳定性的需求对整车电流进行调控，通过调速旋钮可改变悬浮电磁铁、导向电磁铁、电磁轨道、辅助轨道所带电流进而调节车速，制动时，旋回把手，可使内导线、外导线收起，从而断开平衡车配电单元对电磁轨道、辅助轨道的电流输入，同时后车轮、前车轮上导向电磁铁、悬浮电磁铁不再带电，平衡车缓慢降落于辅助轨道与电磁轨道之间的凹槽中并在凹槽的限制下实现前车轮、后车轮的两侧不与辅助轨道、电磁轨道接触，从而避免产生摩擦。

所述的f1、f4表示悬浮电磁铁与电磁轨道之间的力，其中f1表示电磁轨道与悬浮电磁铁在竖直方向产生的磁斥力，f4表示电磁轨道与悬浮电磁铁在沿轨道方向产生的磁力，f2表示导向电磁铁与辅助轨道在垂直于前车轮、后车轮每侧导向电磁铁所在圆周面方向的磁斥力，f3表示电磁轨道与导向电磁铁之间的力。

本技术方案的有益效果是。

可以实现有轨道骑行和无轨道骑行两种骑行方式，平衡车的适用范围更广。

在轨道上骑行时，能够克服地面的摩擦力，实现高效，高速的骑行。

在轨道上骑行制动时，制动方式简单，快速，制动过程能量损失小。

在轨道上骑行时，平衡车前后轮均为平衡车提供动力,能量转化率更高。

在轨道上骑行时可保证行驶秩序，增加行驶的安全性。

附图说明

图1为一种低阻力磁动力式平衡车的示意图。

图2为一种低阻力磁动力式平衡车在轨道上行驶时，前车轮或后车轮与轨道关系示意图。

图3为一种低阻力磁动力式平衡车车轮的主视图。

图4为一种低阻力磁动力式平衡车在悬离轨道行驶时前车轮、后车轮一侧的导向电磁铁与电磁轨道之间的磁力关系示意图，图中单向箭头表示前车轮、后车轮转动方向。

图5为一种低阻力磁动力式平衡车在悬离轨道行驶时悬浮电磁铁与电磁轨道之间的磁力关系示意图，图中上方的箭头表示行驶方向。

其中图中：1、车架2、后车轮3、前车轮4、把手5、调速旋钮6、配电单元7、真空轮胎8、脚踏板9、制动手柄10、显示屏11、导向电磁铁12、轴传动机构13、悬浮电磁铁14、电磁轨道15、轮轴16、内导线17、外导线18、辅助轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明：

一种低阻力磁动力式平衡车，包括车架1、后车轮2、前车轮3、把手4、调速旋钮5、配电单元6、真空轮胎7、脚踏板8、制动手柄9、显示屏10、导向电磁铁11、轴传动机构12、悬浮电磁铁13、电磁轨道14、轮轴15、内导线16、外导线17、辅助轨道18，平衡车支持有轨道与无轨道两种骑行方式，无轨道时与自行车使用方式相同，依靠轴传动机构12传递动力，在轨道上骑行时，将车置于轨道之上，后车轮2、前车轮3的两侧置于电磁轨道14与辅助轨道18之间的凹槽中，旋转把手4，通过配电单元6使前车轮3与后车轮2上的导向电磁铁11、悬浮电磁铁13带上电，同时后车轮2、前车轮3所带内导线16沿真空轮胎7边缘滑下与电磁轨道14接触，使平衡车周围的电磁轨道14带上电且通过电磁轨道14上的导电且耐磨柔软材料使电磁轨道14上与前车轮3、后车轮2接触位置所在电磁铁的前一块电磁铁所带电流大小大于前车轮3、后车轮2周围电磁轨道14上其它位置电磁铁所带电流大小，所带电流的方向与电磁轨道14上产生的感应电流的方向相同，后车轮2、前车轮3所带外导线17沿真空轮胎7边缘滑下与辅助轨道18接触并使辅助轨道18带电，导向电磁铁11与辅助轨道18所带电流方向相同从而在辅助轨道18与导向电磁铁11之间产生磁斥力f2，导向电磁铁11带电之后，后车轮2、前车轮3的两侧的导向电磁铁11之间形成磁场，通过蹬脚踏板8驱动平衡车在轨道上行驶，平衡车行驶过程中，电磁轨道14因切割后车轮2、前车轮3两侧导向电磁铁11之间形成的磁感线而产生与后车轮2、前车轮3上导向电磁铁11相反的磁性并产生感应电流，同时，在竖直方向，电磁轨道14上与悬浮电磁铁13上下相对位置的电磁铁与悬浮电磁铁13产生相同的磁性进而在电磁轨道14与悬浮电磁铁13之间产生磁斥力f1使平衡车悬离轨道，悬离轨道之后，在沿轨道的方向上，悬浮电磁铁13与电磁轨道14之间产生的磁力f4驱动平衡车行进，此时，平衡车可依靠磁力f4行驶，配电单元6可根据骑行的速度需求及骑行的稳定性对整车的电流做出调整，同时，行进过程中，前车轮3、后车轮2在磁力f3的作用下保持旋转以维持车体的平衡，在轨道上行驶的过程中，辅助轨道18与导向电磁铁11之间产生磁斥力f2，当平衡车发生倾斜时在磁斥力f2作用下可自动调整使平衡车保持平衡，通过调速旋钮5可改变悬浮电磁铁13、导向电磁铁11、电磁轨道14、辅助轨道18所带电流进而调节车速，制动时，旋回把手4，使内导线16、外导线17收起，从而切断配电单元6对电磁轨道14、辅助轨道18的电流输入，后车轮2、前车轮3上导向电磁铁11、悬浮电磁铁13不再带电，平衡车缓慢降落于辅助轨道18与电磁轨道14之间的凹槽中并在凹槽的限制下实现前车轮3、后车轮2的两侧不与辅助轨道18、电磁轨道14接触，从而避免产生摩擦。