一种小型的自平衡车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型的自平衡车，包括：一平台，分别设置在所述平台两侧的两个车轮，以及设置于所述平台上的方向控制杆；还包括分别设置于两个所述车轮外侧的两个踏板，所述踏板与所述自平衡车之间通过铰链连接。平衡车在非驾驶状态时，车轮外侧踏板可以通过铰链折翻收起，大大的减小了车辆长度方向上的尺寸，从而减小平衡车的体积，方便驾驶者携带；同时自平衡车的轮胎采用“八”字型设置，在保证了车辆整个尺寸的基础上增大车轮的轮径，提高了车辆的过障碍的能力。
【专利说明】一种小型的自平衡车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及交通工具领域，尤其涉及一种两轮的自平衡车。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高，为了更方便的出行，各种各样的代步工具出现在人们的日常生活中，除了要求代步工具容易操作、省力之外，更要求代步工具方便快捷。例如在一些旅游景点、商业中心等汽车、电动车等交通工具不能通行；更加常见的是上班族从地铁站到特定地点的短途交通，自行车等交通工具不能带上地铁，步行又时间过长，这就要求一种体积小、重量轻、运行灵活的新一代交工工具，于是自平衡车运营而生，也受到了人们的喜爱。
[0003]早期的自平衡车称为摄位车(Segway)，最初由国外音译而来，是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人用运输载具，是都市用交通工具的一种。由美国实用新型家狄恩?卡门(Dean Kamen)与他的 DEKA 研发公司(DEKA Research and Development Corp.)团队实用新型设计，并创立摄位车责任有限公司(Segway LLC.),后改为赛格威公司(Segway.1NC)。自2001年12月起将摄位车商业化量产销售。然而这种自平衡车体积较大，不够适合中国地铁、景点、商场等人流密集地点。
[0004]中国专利(CN203020481)公开了一种双轮平衡车，包括车体，两个车轮、电池、方向控制杆、控制系统；两个车轮分别设置在车体两侧，电池嵌入到车体中并与车轮电连接，控制系统设置于车体内，车轮、方向控制杆分别与控制系统连接。这种自平衡车体积显著的小于Segway自平衡车。
[0005]由于车辆的应用场合要求，对于该种车辆的小型化一直是不懈追求。目前体积最小的小型的平衡车长度大约为0.5米左右，宽度一般超过0.3米，高度有些种类可伸缩调节，缩短时低于I米。小型车辆体积减小受限的一个原因是车辆上需要有一个平台供人站立或坐在其上，又需要留出方向控制杆的位置，因此需要有足够长度。若为了小型化而过度缩短长度，则难以舒适的承载驾驶者。因此，如何能够尽量减小车辆的体积，成为本领域一个亟待解决的技术困难。
实用新型内容
[0006]针对上述问题，本实用新型提供了一种小型的自平衡车，能够显著的减小车辆的体积。
[0007]本实用新型提供的技术方案如下:
[0008]一种小型的自平衡车，包括:
[0009]一平台，
[0010]分别设置在所述平台两侧的两个车轮，
[0011]以及设置于所述平台上的方向控制杆；
[0012]还包括分别设置于两个所述车轮外侧的两个踏板，所述踏板与所述自平衡车之间通过铰链连接。
[0013]其中，两个车轮外侧是相对于两个车轮内侧而言，两个车轮之间称为内侧。本方案通过将驾驶者脚踏的踏板设置在车轮外侧，这样就可以显著缩短平台的长度。并且踏板与自平衡车之间通过铰链连接，当车辆在非驾驶状态时，踏板可以通过铰链折翻收起，减小长度方向上的尺寸。采用本方案，车辆的长度可以减小至0.3米左右甚至更小，更加方便带上地铁、高铁等交通工具。并且能够减轻重量。
[0014]优选地，所述两车轮分别与所述平台之间成一定角度，且所述两车轮在高度方向上，上部互相靠近，下部互相远离，呈“八”字形设置。
[0015]本技术方案中，之所以采用“八”字形车轮设置，主要有两方面的原因:
[0016]其一是可以方便驾驶者上车。由于踏板位于整个自平衡车的左右两端，驾驶者在上车时一定会单脚先踩在一侧的踏板上，如果是两个车轮平行设置，则单脚踩上时一侧力臂过长，上车时特别容易侧倾，难以上车。
[0017]其二是在保证车辆整个尺寸小的基础上可以增大车轮的轮径。小型车辆体积减小受限的一个原因是车轮不能过小，目前普遍使用的最小车轮直径为8寸(200毫米)，因为车轮越小，车辆的过障能力越低。使用8寸轮胎的车辆，一般通过地面障碍物的高度也不能超过20毫米，否则会有侧翻危险。理论上轮径越大的车轮，车辆驾驶时过障能力越高，行驶也更加平稳。采用“八”字形车轮设置，可以使得在不增大车辆尺寸的基础上尽量选用轮径更大的车轮。同时可以避免平行设置车轮时，轮径较大造成的踏板之间距离过大，驾驶人站立时腿部分离宽，造成的舒适度降低和疲劳。
[0018]优选地，每个所述踏板分别与该侧所述车轮的轴通过铰链连接；
[0019]所述踏板与所述车轮之间靠近所述车轮的位置还设置有覆盖部分车轮的挡板，所述挡板与所述车轮的轴连接。
[0020]本方案提供了一种踏板与自平衡车车体之间的连接方式。挡板是为了防止驾驶人碰触车轮，一方面出于安全，另一方面还可以防止车轮运行时溅起的尘泥污染驾驶者衣物。
[0021]优选地，所述踏板与所述车轮之间靠近所述车轮的位置还设置有覆盖部分车轮的挡板；
[0022]所述挡板同时覆盖车轮的上部；
[0023]所述挡板支撑且连接于所述平台；
[0024]每个所述踏板分别与该侧挡板通过铰链连接。
[0025]本方案提供了一种踏板与自平衡车车体之间的另一种连接方式。挡板除了上述的安全和防污作用之外，还对踏板提供支撑连接。若挡板同时与平台和车轮的轴连接，则对踏板的支撑效果更佳、更稳定。
[0026]优选地，所述挡板与所述车轮的轴连接。
[0027]优选地，所述车轮与所述平台的夹角的锐角范围为70度到80度。进一步优选地，所述车轮与所述平台的夹角的锐角范围为75度到78度。
[0028]本优选方案提供了较佳的车轮倾斜的角度，若角度过大(接近90度)则本实用新型优势不能体现出来，过小则会产生轮毂的轴向分力过大，影响轮胎寿命，并产生噪声。
[0029]优选地，所述车轮直径为140毫米到400毫米。进一步优选地，所述车轮直径为300晕米。
[0030]本优选方案提供了较佳的车轮直径，若直径过大，则无法保证车辆尺寸足够小；过小则会引起车辆过障能力过低，行驶中稍有障碍物(如地上的小石子等)则容易产生车辆侧翻。
[0031]优选地，所述踏板距离车轮底面的高度范围为135毫米到150毫米。
[0032]本实用新型提供了一种小型自平衡车，其有益效果在于:
[0033]1.平衡车在非驾驶状态时，车轮外侧踏板可以通过铰链折翻收起，大大的减小了车辆长度方向上的尺寸，从而减小平衡车的体积，方便驾驶者携带；
[0034]2.自平衡车的轮胎采用“八”字型设置，在保证了车辆整个尺寸的基础上增大车轮的轮径，提高了车辆的过障碍的能力，同时避免了车轮平行设置时，由于轮径过大造成的踏板间距过大而引起的驾驶者站立过程中的不适和疲劳；使用者双脚踏上踏板的过程也不至于发生倾倒的危险，保障了使用者的安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0036]图1是本实用新型中小型的自平衡车第一实施例的正面视图；
[0037]图2是本实用新型中小型的自平衡车的侧面视图；
[0038]图3是本实用新型中小型的自平衡车第二实施例的正面视图；
[0039]图4是本实用新型中小型的自平衡车的踏板力臂计算原理结示意图。
[0040]附图标记说明:
[0041]1.自平衡车，2.车轮，3.平台，4.踏板，5.方向控制杆，6.挡板
【具体实施方式】
[0042]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型进行具体的描述。下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]第一实施例
[0044]如图1、图2，一种小型的自平衡车包括平台3，设置于平台3上的方向控制杆5，分别设置于平台3两侧的两个车轮2以及分别设置于两个车轮2外侧(两车轮2之间为内侦U的两个踏板4，其中，踏板4与自平衡车I之间通过铰链连接。进一步地，当自平衡车I在非使用状态时，踏板4可以通过铰链翻折收起，从而减小了自平衡车I长度方向上的尺寸，如减小至0.3米，大大减小了自平衡车I的尺寸，同时减小了车体的重量，方便使用者携带。平台3中包括控制板、电池以及电机等部件。与本实用新型不同的是，现有技术中的平台3上通常设置踏板4，承载驾驶者，本实用新型则是将踏板4设置在平台3两侧的车轮2夕卜侧，从而减小了平台3的本身的体积。
[0045]优选地，两车轮2分别与平台3之间成一定角度，且两车轮2在高度方向上，上部互相靠近，下部互相远离，呈“八”字形设置。与本实用新型不同的是，现有的自平衡的踏板4都位于平台3之上，在行驶过程中驾驶者踩踏的位置在车轮2上或者在两车轮2之间或者在两车轮2上靠近两轮之间的位置，而本实用新型车轮2 “八”字型设置能够很好的解决在车轮2外侧设置踏板4引起的使用者上车过程中可能发生的车辆侧倾的问题。若两车轮2平行设置，驾驶者上车时当单脚先踏上一侧的踏板4，由于力臂过长，车辆容易倾倒，给使用者上车造成不便。进一步地，车轮2 “八”字型的设置可以在保证车辆整体尺寸的同时增大车轮2的轮径，增强自平衡车I的过障碍能力，车辆行驶起来也能更加的平稳，同时可以避免平行设置车轮2时，轮径较大造成的踏板4之间距离过大，驾驶人站立时腿部分离宽，造成的舒适度降低和疲劳。
[0046]优选地，每个踏板4分别与该侧车轮2的轴通过铰链连接；踏板4与车轮2之间靠近车轮2的位置还设置有覆盖部分车轮2的挡板6，挡板6与车轮2的轴连接。挡板6的设置是为了防止驾驶人碰触车轮2，一方面出于安全，另一方面还可以防止车轮2运行时溅起的尘泥污染驾驶者衣物。
[0047]第二实施例
[0048]本实施例中，除了踏板与挡板、自平衡车的连接方式不同，其他均与第一实施例相同。如图3，踏板4与车轮2之间靠近车轮2的位置还设置有覆盖部分车轮2的挡板6 ;挡板6同时覆盖车轮2的上部；挡板6支撑且连接与平台3 ;每个踏板4分别与该侧挡板6通过铰链连接，如图2所示。特别地，挡板6除了上述的安全和防污作用之外，还对踏板4提供支撑连接。若挡板6同时与平台3和车轮2的轴连接，则对踏板4的支撑效果更佳、更稳定。特别地，本实用新型对踏板4与车轮2的轴的连接方式不作具体限定，只要踏板4能在连接处翻折收起，都包括在本实用新型中。
[0049]如图4所示为本实用新型自平衡车I的部分结构示意图，适用于第一和第二实施例，其中，D表示车轮2直径，B表示踏板4的中心点与踏板4在车轮2上的支点的距离，Θ表示车轮2与平台3的锐角夹角，L表示力臂的长度，H表示踏板4车轮底的高度。
[0050]优选地，车轮2与平台3的夹角的锐角范围为70度到80度。进一步地，车轮2与平台3的夹角的锐角范围为75度到78度。本实用新型中，提供了较佳的车轮2倾斜的角度，若角度过大(接近90度)则本实用新型优势不能体现出来，过小则会产生轮毂的轴向分力过大，影响轮胎寿命，并产生噪声从而影响车辆的正常使用。
[0051]优选地，车轮2的直径为140毫米到400毫米。进一步优选地，车轮2直径为300毫米。本实用新型中，提供了较佳的车轮2直径，若直径过大，则无法保证车辆尺寸足够小；过小则会引起车辆过障能力过低，行驶中稍有障碍物(如地上的小石子等)则容易产生车辆侧翻。
[0052]优选地，踏板4距离车轮2底面的高度范围为135毫米到150毫米。
[0053]优选的，踏板4在车轮2上的支点距离踏板4的中心点距离为60毫米。
[0054]根据如图3所示，还可以对踏板4外悬力臂L进行计算，即L = B-H/tan Θ。
[0055]优选的，当支点距离踏板4中心距离B为60毫米，踏板4距离车轮底的高度H为135毫米，车轮2与平台3之间的锐角Θ为75度，根据上述计算公式可以得到L = B-H/tan Θ = 50-135/tan75 = 60-135/3.73 = 23.81。
[0056]优选的，当支点距离踏板4中心距离B为60毫米，踏板4距离车轮底的高度H为135毫米，车轮2与平台3之间的锐角Θ为78度，根据上述计算公式可以得到L = B-H/tan Θ = 50-135/tan78 = 60-135/4.70 = 31.28。
[0057]对比上述计算结果，可以知道，当支点距离踏板4中心距离B和踏板4距离车轮底的高度H—致时，车轮2与平台3之间的锐角Θ越大，力臂越大，即可以看出，车轮2倾斜角越大，则力臂越大。在实际应用中，希望力臂L越小越好，因而Θ的选择至关重要。
[0058]优选的，当支点距离踏板4中心距离B为60毫米，踏板4距离车轮底的高度H为150毫米，车轮2与平台3之间的锐角Θ为78度，根据上述计算公式可以得到L = B-H/tan Θ = 50-135/tan78 = 60-150/4.70 = 28.09。
[0059]可以看出，当支点距离踏板4中心距离B和车轮2与平台3之间的锐角Θ —致时，踏板4距离车轮底的高度H越大，力臂L越小。
[0060]由此可见，在具体实施例中，车轮2与平台3之间的锐角Θ越小，或者踏板4距离车轮底的距离H越大，其力臂L就越小，自平衡车I在运行的过程中也就更稳定，过障碍能力也就越高。特别的，本实用新型对踏板4距离车轮底的距离H和车轮2与平台3之间的锐角Θ做具体限定，只要满足其值在上述范围内，都在本实用新型的保护范围内，在实际应用中，可以根据具体情况进行选择以满足应用需求。
[0061]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种小型的自平衡车，包括: 一平台， 分别设置在所述平台两侧的两个车轮， 以及设置于所述平台上的方向控制杆； 其特征在于:还包括分别设置于两个所述车轮外侧的两个踏板，所述踏板与所述自平衡车之间通过铰链连接。
2.如权利要求1所述小型的自平衡车，其特征在于:所述两车轮分别与所述平台之间成一定角度，且所述两车轮在高度方向上，上部互相靠近，下部互相远离，呈“八”字形设置。
3.如权利要求2所述小型的自平衡车，其特征在于: 每个所述踏板分别与该侧所述车轮的轴通过铰链连接； 所述踏板与所述车轮之间靠近所述车轮的位置还设置有覆盖部分车轮的挡板，所述挡板与所述车轮的轴连接。
4.如权利要求2所述小型的自平衡车，其特征在于:所述踏板与所述车轮之间靠近所述车轮的位置还设置有覆盖部分车轮的挡板； 所述挡板同时覆盖车轮的上部； 所述挡板支撑且连接于所述平台； 每个所述踏板分别与该侧挡板通过铰链连接。
5.如权利要求4所述小型的自平衡车，其特征在于:所述挡板与所述车轮的轴连接。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的小型的自平衡车，其特征在于:所述车轮与所述平台的夹角的锐角范围为70度到80度。
7.如权利要求1-4中任意一项所述的小型的自平衡车，其特征在于:所述车轮直径为140毫米到400毫米。
8.如权利要求6所述小型的自平衡车，其特征在于: 所述车轮与所述平台的夹角的锐角范围为75度到78度。
9.如权利要求7所述小型的自平衡车，其特征在于: 所述车轮直径为300毫米。
10.如权利要求9所述小型的自平衡车，其特征在于: 所述踏板距离车轮底面的高度范围为135毫米到150毫米。
【文档编号】B62J25/00GK204037782SQ201420380770
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】沈林, 方继勇, 陈养彬 申请人:上海新世纪机器人有限公司