智能电动平衡车及其智能控制装置的制作方法

本发明是有关于一种智能载具，且特别是有关于一种智能电动平衡车及其智能控制装置。

背景技术：

随着社会文明的演进，人类生活也愈趋于繁忙，同时也造就了更加频繁的交通往来。早期，交通运输工具的动力源不外乎汽、柴油引擎，以致造成了城市空气污染的日益恶化。

为了能够改善空气污染情形，如电动脚踏车、电动机车或电动汽车等不会排放废气的电动运输工具，乃如雨后春笋般地诞生。由于电动脚踏车、电动机车或电动汽车等电动运输工具的能量来源，乃为随车携带的充电电池，因而造就了充电电池的小型化与蓄电容量的提升。

于是，一种小型且方便操控的电动平衡车便应运而生了。电动平衡车所乘载的人员通常是为站立姿态，其操控前进、后退及转弯的方式，是由所乘载的人员通过身体的倾斜方向来操作，例如，当所乘载人员的身体前倾时，电动平衡车便可往前方行进，后倾时便可往后方行进，如欲转弯时，则除了前倾或后倾以维持电动平衡车的行进方向外，只需再将身体往所欲转弯的一侧倾斜即可。至于电动平衡车的行进速度，也可通过其倾斜度来操控，故其操作确实十分便利。

惟如前述，由于公知的电动平衡车必须仰赖所乘载的人员来操作，故其用途便受限于人员的搭载，而无法扩大使用于例如物品的运送等其他方面的需求。再者，公知的电动平衡车也无智慧化的控制功能，自也不符产业自动化的应用功能要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种智能电动平衡车及其智能控制装置，其除了可达到物品运送的需求外，更能符合产业自动化的应用功能的要求。

本发明提供一种智能电动平衡车及其智能控制装置，其中，智能电动平衡车除了具有电动平衡车外，还配置有用以智慧化控制电动平衡车前进、后退及转弯的方向的智能控制装置。

智能控制装置包括固定架、重力装置与智能控制器，重力装置是万向枢接于固定架上，以便提供能改变其重心偏移的位置与方向的重力，智能控制器是配置于固定架上，用以控制重力装置的重心偏移的位置与方向。电动平衡车则配置于固定架下方，用以依据重力装置的重心的偏移位置与方向，来驱动智能电动平衡车的前进、后退及转弯的方向。

在一实施例中，此智能电动平衡车的重力装置包括钢珠箱与载板，钢珠箱具有锥形底座、上盖与配置于锥形底座及上盖之间的容置空间中的多个钢珠，载板则用以承载钢珠箱，其具有球型万向转轴与多个万向轴孔。

在一实施例中，此智能电动平衡车的智能控制器包括两根动力伸缩杆与主控制器，每根动力伸缩杆具有长杆与动力机，长杆的一端具有万向轴承，万向轴承是配置于载板的其中一个万向轴孔中，动力机则用以带动动力伸缩杆的长杆升降，主控制器是用以控制两根动力伸缩杆操作升降的动力。

在一实施例中，此智能电动平衡车的固定架包括上板、下板、多根支柱与两侧支架，上板是用以装置前述的两根动力伸缩杆，其具有球型万向转轴座，以便载板的球型万向转轴能配置于球型万向转轴座中，而形成万向枢接的结构。多根支柱的每根支柱两端，是分别连接固定于上板与下板，两侧支架则分别连接固定于电动平衡车的左右两侧及下板，借以将智能控制装置结合于电动平衡车的上方。

在一实施例中，此智能电动平衡车还包括旋转台与变速马达，旋转台的一侧边装置有配重件，变速马达是装置在上板的中心位置，用以接受主控制器的操控，以当此智能电动平衡车静止不动时，能带动旋转台旋转，借以维持智能电动平衡车的静态平衡。

在一实施例中，此智能电动平衡车还包括两根弹力伸缩杆，每根弹力伸缩杆具有上杆、下杆与压缩弹簧，上杆与下杆的一端分别具有一万向轴承，上杆的万向轴承配置于载板的其中一个万向轴孔中，下杆的万向轴承用以将下杆万向枢接于上板，上杆与下杆是相互套接，并以压缩弹簧来提供上杆与下杆之间的压缩弹力。

在一实施例中，此智能电动平衡车的两根动力伸缩杆的长杆与动力机是由直线步进马达所提供，以接受主控制器的控制，来操作动力伸缩杆的长杆的升降。

综上所述，由于本发明所提供的一种智能电动平衡车及其智能控制装置，是可依据不同应用场合的需求，来规划、指令智能控制器的升降操作，借以控制智能电动平衡车的前进、后退及转弯方向，故除了可因应不同应用场合的需求，来达到物品运送的目的外，还能符合现代产业自动化的应用功能的要求。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特以优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1是显示根据本发明第一实施例的一种智能电动平衡车立体图。

图2是显示图1的智能电动平衡车部分分解图。

图3是显示图2的重力装置分解图。

图4是显示图2的智能控制器部分组件的分解图。

图5是显示根据本发明第二实施例的一种智能电动平衡车立体图。

图6是显示图5的智能电动平衡车部分分解图。

图7是显示图6的重力装置分解图。

图8是显示图6的智能控制器部分组件的分解图。

具体实施方式

请参图1至4所示，其是根据本发明第一实施例的一种智能电动平衡车的立体与分解图。如图所示，此智能电动平衡车10除了具有电动平衡车12外，还配置有用以控制电动平衡车12前进、后退及转弯的方向的智能控制装置11。

其中，智能控制装置11包括由上板111、下板112、支柱113与两侧支架114所构成的固定架、由钢珠箱115与载板116所构成的重力装置、以及由动力伸缩杆117与主控制器118所构成的智能控制器。智能控制装置11是以两个绞炼心轴13，分别穿过两侧支架114与电动平衡车12的轴孔，来将其结合于电动平衡车12的上方，以便电动平衡车12能依据重力装置的重心的偏移位置与方向，来驱动智能电动平衡车10的前进、后退及转弯的方向。

另外，为了让此智能电动平衡车10可以还为稳定地运作，此智能电动平衡车10还配置有旋转台119、变速马达120及包括有上杆1211、下杆1212与压缩弹簧1213的两根弹力伸缩杆121。旋转台119的一侧边装置有配重件1191，变速马达120是装置在上板111的中心位置，用以接受主控制器118的操控，以当未配备有辅助轮的单轮的智能电动平衡车10静止不动时，能通过变速马达120来带动旋转台119旋转，以维持智能电动平衡车10的静态平衡。

图中，下板112用以装置前述的主控制器118，上板111用以装置前述的两根动力伸缩杆117与两根弹力伸缩杆121，上板111上方配置有球型万向转轴座125。每根支柱113两端，是分别连接固定于上板111与下板112，两侧支架114则分别连接固定于下板112下方。

重力装置的钢珠箱115具有锥形底座1151、上盖1152与配置于锥形底座1151及上盖1152之间的容置空间中的多个钢珠1153，钢珠1153的数量及直径大小，是可以因应不同的设计需求来变化，优选地，可以使用数量及大小不等的多种型式的钢珠1153来构成，以减少钢珠1153之间的空隙，并增进重力装置的重心变化控制效果。

载板116是用以承载钢珠箱115，其具有球型万向转轴1161与多个万向轴孔1162，以便载板116的球型万向转轴1161能配置于上板111的球型万向转轴座125中，进而将重力装置万向枢接于固定架上，借以提供能改变其重心偏移的位置与方向的重力。

智能控制器的两根动力伸缩杆117，是对称地配置于智能电动平衡车10前进轴线d1的左右各45度角的方向上，每根动力伸缩杆117为具有长杆1172与动力机1171的直线步进马达。动力机1171固定于上板111的下方，长杆1172穿越上板111穿孔1111的一端，则经由联轴器1173连接万向轴承1174，万向轴承1174是配置于载板116的其中一个万向轴孔1162中，动力机1171则接受主控制器118的动力控制，来带动动力伸缩杆117的长杆1172升降，以控制重力装置的倾斜度与方向，进而改变其重心偏移的位置与方向。

两根弹力伸缩杆121是对称地配置于两根动力伸缩杆117的反方向位置，以提供重力装置倾斜的辅助支撑力。每根弹力伸缩杆121的上杆1211与下杆1212的一端分别具有万向轴承12111、12121，上杆1211的万向轴承12111是配置于载板116的其中一个万向轴孔1162中，下杆1212的万向轴承12121则配置于上板111下方的轴承座1215上，以将下杆1212万向枢接于上板111。轴承座1215是以多根六角支柱1216吊挂固定于上板111的下方，上杆1211与下杆1212是相互套接于上板111的穿孔1112中，并以套设于上杆1211与下杆1212外侧、且分别顶抵于上杆1211上端凸缘与下杆1212下端凸缘的压缩弹簧1213，来提供上杆1211与下杆1212之间的压缩弹力。

其中，主控制器118除了具有可依据不同应用场合的需求，来程序化其指令操作的处理器，以事先规划智能电动平衡车10的行进路径，达到产业自动化的应用需求外，也可配备有如wifi、红外线或蓝牙等通讯传收装置，以接收来自电脑或行动装置的数值控制指令，据以操作动力伸缩杆117的升降，进而控制智能电动平衡车10的前进、后退及转弯方向，达到遥控操作的目的。

请参图5至8所示，其是根据本发明第二实施例的一种智能电动平衡车的立体与分解图。由于此智能电动平衡车20与第一实施例的智能电动平衡车10极为类似，因此将不再赘述其详细的结构组成，而仅就其不同的处简单说明如后。

在第一实施例中，智能电动平衡车10的智能控制器的两根动力伸缩杆117，乃是对称地配置于智能电动平衡车10前进轴线d1的左右各45度角的方向上，而两根弹力伸缩杆121是对称地配置于两根动力伸缩杆117的反方向位置。然如图所示地，本实施例的两根动力伸缩杆217的位置，则为分别地配置于智能电动平衡车20的前进轴线d2、及其右侧90度角的方向上，而两根弹力伸缩杆221的位置，则配合地变更为对称于两根动力伸缩杆217的反方向上。

此外，第一实施例的压缩弹簧1213，是套设于弹力伸缩杆121的上杆1211与下杆1212外侧，而为压缩弹簧1213外露的设计模式。然如图所示地，本实施例中的压缩弹簧2213，则为套设在弹力伸缩杆221的上杆2211与下杆2212的中空空间中，成为压缩弹簧2213内藏的设计模式，而与第一实施例略有不同。

虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与润饰，也属本发明的范围。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。