两轮电动平衡车车轮总成固定装配结构的制作方法

本实用新型涉及两轮电动平衡车，通过驾驶者站在两个脚踏壳体上控制调节脚踏壳体的姿态来控制平衡车行走。

背景技术：

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等。市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器等传感器件，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物。

两轮电动平衡车是一种新型的交通工具，它与电动自行车和摩托车车轮前后排列方式不同，而是将内设轮毂电机的两个车轮（或车轮总成）分别分布在站立的驾驶者左右两侧。在两个车轮的中间设置可以相对转动的两个承载平台，驾驶者的双脚分别站在两个包括中空壳体组成的承载平台上，再通过驾驶者的双脚或重心的变化使其所站立的承载平台产生枢转，从而达到操控车体前进、后退、停止以及旋转等动作。

授权公告号为CN204699363U的中国实用新型专利公开了“一种改良电动平衡车”，其包括：顶盖，包括成对称设置且可相互转动的第一顶盖和第二顶盖；底盖，和顶盖相固定，所述底盖包括成对称设置且可相互转动的第一底盖和第二底盖；内盖，固定于顶盖及底盖之间，所述内盖包括成对称设置且可相互转动的第一内盖和第二内盖；转动机构，固定于所述第一内盖和第二内盖的中间；两个车轮，分别可转动地固定于内盖的两侧；两个轮毂电机，分别固定于两个车轮内；多个传感器，设置于所述底盖和内盖之间；电源，固定于第一底盖和第一内盖之间；以及控制器，固定于第二底盖和第二内盖之间，所述控制器电性连接所述多个传感器、电源和轮毂电机，所述控制器根据传感器传输的感测信号控制相应的轮毂电机驱动相应的车轮转动。

该方案在顶盖和底盖之间设置有内盖，使得改良电动平衡车的整个结构更加牢固，同时也对车体内部的电子元件提供保护作用。另外，内盖和底盖之间形成固定电子元件的空间，使得电子元件的安装更加紧凑。然而，由于内盖的存在，形成在顶盖和底盖之间的空间被内盖占据，内盖和底盖之间的空间被缩小；而且，由于内盖为铝合金，通常是压铸而成，质脆易裂，因此长期使用后会造成内盖的疲劳断裂，造成安全隐患，还存在成本较高、重量较大、装配结构较为复杂的缺陷。

而且，该方案中的转动机构包括两个轴承、一个轴套和两个卡簧，两个轴承分别固定于第一内盖和第二内盖，轴套固定在两个轴承内并通过两个卡簧固定在内盖上。因此，该转动机构所处位置（平衡车中间部位）的直径较大，驾驶者不易用手可靠握持，同样重量的物体，握持携带时会造成较实际重量更大的错觉（即体感重量增大），不便携带。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有两轮电动平衡车在顶盖和底盖之间设置内盖造成的顶盖和底盖之间的空间被缩小、质脆易裂、平衡车中间部位直径较大不易用手可靠握持等缺陷，提供一种两轮电动平衡车车轮总成固定装配结构，应用该结构以实现用轴取代内盖并简化连接装配的两轮电动平衡车，用以提高产品的可靠性、避免疲劳断裂造成安全隐患以及缩小平衡车中间部位的直径以便携带。

为达到上述目的，本实用新型的两轮电动平衡车车轮总成固定装配结构，其包括：

第一车轮总成、第二车轮总成，它们对称位于平衡车的两端；

第一脚踏壳体、第二脚踏壳体，它们可相对转动的对称布置于所述第一车轮总成与第二车轮总成之间；

其特征是：

还包括一横轴，所述横轴的一端经所述第一脚踏壳体的内腔延伸至所述第一脚踏壳体的外端处，所述横轴的另一端经所述第二脚踏壳体的内腔延伸至所述第二脚踏壳体的外端处；

所述第一车轮总成的轮轴或/和第二车轮总成的轮轴固定装配在所述横轴的端部。

作为优选技术手段：所述的横轴为空心轴，所述第一车轮总成的轮轴或/和第二车轮总成的轮轴插装在所述的空心轴内并由销接所述横轴、轮轴的销轴锁止。

作为优选技术手段：所述第一车轮总成的轮轴或/和第二车轮总成的轮轴为空心轴，所述横轴的端部插装在所述第一车轮总成的轮轴或/和第二车轮总成的轮轴内并由销接所述横轴、轮轴的销轴锁止。

作为优选技术手段：所述的横轴插装所述第一车轮总成的轮轴或/和第二车轮总成的轮轴的一端设有过线狭缝。

作为优选技术手段：所述用于销接所述横轴、轮轴的销轴至少有两处且间隔布置。

作为优选技术手段：所述的第一脚踏壳体与所述的横轴固定装配，所述的第二脚踏壳体与所述的横轴限制相对转动角度的转动装配。

作为优选技术手段：所述的横轴上设有至少两个固定承载件，所述的第一脚踏壳体与所述的固定承载件装配。

作为优选技术手段：所述的第一脚踏壳体包括第一上壳、第一下壳，所述的第一上壳由所述的固定承载件承载，所述的第一上壳、第一下壳对接在一起并由紧固件连接紧固。

作为优选技术手段：所述的横轴上设有至少两个可在所述横轴上转动的转套，每个所述转套的外侧装配转动承载件，所述的第二脚踏壳体与所述的转动承载件装配实现所述的第二脚踏壳体与横轴的转动装配。

作为优选技术手段：所述的第二脚踏壳体包括第二上壳、第二下壳，所述的第二上壳由所述的转动承载件承载，所述的第二上壳、第二下壳对接在一起并由紧固件连接紧固。

本实用新型设一横轴，并令横轴的一端经第一脚踏壳体的内腔延伸至第一脚踏壳体的外端处，横轴的另一端经第二脚踏壳体的内腔延伸至第二脚踏壳体的外端处；从而可以令车轮总成的轮轴相对于横轴的端部可转动配置。

依据本实用新型的固定装配结构，可以实现用轴取代内盖并简化连接装配的两轮电动平衡车，用以提高产品的可靠性、避免疲劳断裂造成安全隐患以及缩小平衡车中间部位的直径以便携带。

相对于现有技术，其省略了内盖，而以体积甚小的横轴布设在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内，从而在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内留置出更大空间，尤其是可以在大空间内安置较大容量的电池，增加平衡车的续航能力；而横轴可以采用铝合金材料通过拉伸工艺制成，较压铸工艺制成的内盖具有更好的韧性，不易疲劳，长期使用后即使变形弯曲也不至于断裂，增加了产品的可靠性；而采用韧性、强度更好的钢材（钢管）制作横轴则可以达到更好的结构安全性；现有技术中的内盖难以通过铝合金拉伸工艺制成，而内盖若选用钢材制成，则将大大增加平衡车的重量，并且增加制造成本。而且，鉴于横轴布设在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内，第一脚踏壳体与第二脚踏壳体邻接的平衡车中间部位省去了转动结构，使得该部位的直径减小，便于可靠握持、携带。

本实用新型优化了产品结构，方便量产装配。

附图说明

图1为本实用新型平衡车的一个实施例的轴侧图；

图2为图1所示平衡车的一个拆解示意图；

图3为图2所示结构中控制器、电源的装配关系示意图；

图4为图3中所示横轴及其上零部件的另一视角的示意图；

图5为图4所示结构的拆解示意图；

图6为图5所示结构的另一视角的示意图；

图7为图6中的轴套装配在横轴上的放大示意图；

图中标号说明：

01-第一车轮总成，11-轮轴；

02-第二车轮总成，21-轮轴；

03-第一脚踏壳体，31-第一上壳，32-第一下壳，33-装饰条；

04-第二脚踏壳体，41-第二上壳，42-第二下壳，43-装饰条，44-电量指示灯，45-电源开关，46-充电接口；

05-第一控制器，51-罩壳，

06-第二控制器，61-罩壳；

07-电源，71-上延部，72-横向凹槽；

08-横轴，81-衬套，811-导线穿设通道，812-隔离圈，813-轴向筋条，82-固定承载件，821-耳部，83-固定承载件，831-耳部，84-转套，841-限位孔，85-转套，851-限位孔，86-转动承载件，861-耳部，87-转动承载件，871-耳部，872-限位孔，873-紧固连接孔，88-限位螺钉，89-限位螺钉，801-轴向槽，802-线架；

09-轮架，91-插孔，92-紧固连接孔，93-避让槽。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的两轮电动平衡车车轮总成固定装配结构，体现在图1-6所示的两轮电动平衡车中，其包括：

第一车轮总成01、第二车轮总成02，它们对称位于平衡车的两端；

第一脚踏壳体03、第二脚踏壳体04，它们可相对转动的对称布置于第一车轮总成01与第二车轮总成02之间；

还包括一横轴08，横轴的一端经第一脚踏壳体03的内腔延伸至第一脚踏壳体03的外端处，第一脚踏壳体03的外端即邻接第一车轮总成的一端，具体的，可位于第一脚踏壳体的内腔内，也可位于第一脚踏壳体的内腔外，或者恰好与第一脚踏壳体的外端壁对齐；横轴的另一端经第二脚踏壳体04的内腔延伸至第二脚踏壳体04的外端处，第二脚踏壳体04的外端即邻接第二车轮总成的一端，具体的，可位于第二脚踏壳体的内腔内，也可位于第二脚踏壳体的内腔外，或者恰好与第二脚踏壳体的外端壁对齐；由于横轴远远小于现有技术的内盖的体积，因此第一脚踏壳体03的内腔、第二脚踏壳体04的内腔即可留置出较大空间用于容置平衡车的其他结构；尤其可以将第一脚踏壳体、第二脚踏壳体的邻接处制得较细，以便握持携带；进一步的，由于第一脚踏壳体03的内腔、第二脚踏壳体04的内腔可以留置出较大空间用于容置平衡车的其他结构，因此可以减小第一脚踏壳体、第二脚踏壳体的体积，使得第一脚踏壳体、第二脚踏壳体的离地间隙增大，增加平衡车的通过性；

第一车轮总成01的轮轴11固定装配在横轴08的端部。

具体的，横轴08为由铝合金材料拉伸而成的空心轴，第一车轮总成01的轮轴11插装在空心轴内并由销接横轴、轮轴的销轴（如螺钉）锁止。作为替代的方案，也可将第一车轮总成01的轮轴11制为空心轴，将横轴08的端部插装在第一车轮总成01的轮轴11内并由销接横轴、轮轴的销轴锁止。为保证连接可靠，该销接为间隔的两处。

横轴08插装第一车轮总成01的轮轴11的一端设有过线狭缝803，用于通过该过线狭缝803、空心的轮轴11向作为第一车轮总成构成部分的轮毂电机引入电缆。

图1-6所示的两轮电动平衡车，其包括第一车轮总成01、第二车轮总成02、第一脚踏壳体03、第二脚踏壳体04、控制器、传感器件、电源07；

图示的第一车轮总成01、第二车轮总成02均是将驱动电机（如现有技术中述及的轮毂电机）作为车轮总成的构成部分，就应用在平衡车上而言，该轮毂电机包括带有电机轴的定子及可相对于定子转动的转子，在转子外侧直接安装轮胎而构成车轮总成，从而使得两个车轮总成在外形上看就是一个轮子，轮毂电机的电机轴充当车轮总成的轮轴；然而在具体实施时，不排除采用其他结构形式的车轮总成，如还可另设轮体，轮毂电机的转子装在轮体内侧，轮胎装在轮体外侧构成车轮总成；或者由电机、减速机构、轮体、轮胎构成车轮总成，减速机构与电机均设于轮胎之外，由电机经减速机构驱动轮体转动，轮胎装配在轮体外侧；

第一脚踏壳体03、第二脚踏壳体04对称布置且可相对转动用于驾驶者调控它们的姿态，第一脚踏壳体03包括第一上壳31、第一下壳32，第一上壳31、第一下壳32对接在一起并由紧固件连接紧固；第二脚踏壳体04则包括第二上壳41、第二下壳42，第二上壳41、第二下壳42也对接在一起并由紧固件连接紧固，第一上壳31与第一下壳32的连接关系、第二上壳41与第二下壳42的连接关系在图2中用点划线表示；从而，在装配状态下，第一上壳、第一下壳构成的第一脚踏壳体为一个整体，第二上壳、第二下壳构成的第二脚踏壳体也为一个整体；一般的，第一上壳、第一下壳、第二上壳、第二下壳为用塑料注塑而成，因此可以按照需求制成需要的形状；为了防滑，在第一上壳、第二上壳的上表面设有脚踏用的防滑垫，还可在第一壳体、第二壳体上组装其他零部件如装饰条33和43、电量指示灯44、电源开关45、充电接口46等；

如图2-3所示，控制器用于控制第一车轮总成、第二车轮总成分别工作，图示的控制器为两个，分别为第一控制器05、第二控制器06，第一控制器、第二控制器分别位于第一脚踏壳体03、第二脚踏壳体04内并由罩壳51、52罩住起到防护作用，具体实施时可以将二者集成在一起而位于一个脚踏壳体内；第一控制器、第二控制器均位于横轴08的下侧，装配时，用紧固件穿过罩壳并连接在上壳上，图3中用点划线表示了这种装配关系；

传感器件为两个（或者两组）并分别设于第一脚踏壳体和第二脚踏壳体内用于感知第一脚踏壳体和第二脚踏壳体的姿态，依据分设的控制器及罩住控制器的罩壳，传感器件与控制器集成在一起并位于所述的罩壳内，进一步的，传感器件与控制器置在同一电路板上；就传感器件的形式而言，其可以为现有技术述及的陀螺仪和加速度传感器等，也可以是集成化的传感模块或者其他表现形式的具备感知脚踏壳体姿态的同类功能器件；

参见图2-3，电源07用于为第一车轮总成01、第二车轮总成02、控制器等用电器件供电，图示电源位于第一脚踏壳体03内，为了增加电源的容量，电源具有两个上延部71并在两个上延部之间形成横向凹槽72，横向凹槽72朝上，横轴08位于横向凹槽72内，由此可以使电源的体积增加，容纳更多的电源芯；具体实施时，还可以将电源装配在第二脚踏壳体内，或者为了增加电源容量提高平衡车的续航能力，还可以同时在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内安装电源；

控制器根据传感器件传输的感测信号控制相应的车轮总成工作；

驾驶时驾驶者双脚分别脚踏在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体上，通过双脚或重心的变化使相应的脚踏壳体产生枢转，并由相应的传感器件感知相应脚踏壳体的姿态并将感测信号传输给控制器控制相应的车轮总成工作（轮体的转动与停止、加速与减速等）；

图示两轮电动平衡车的特点体现在以下结构：

设一横轴08，横轴的一端经第一脚踏壳体03的内腔延伸至第一脚踏壳体03的外端处，第一脚踏壳体03的外端即邻接第一车轮总成的一端，具体的，横轴的该端可位于第一脚踏壳体的内腔内，也可位于第一脚踏壳体的内腔外，或者恰好与第一脚踏壳体的外端壁对齐；横轴的另一端经第二脚踏壳体04的内腔延伸至第二脚踏壳体04的外端处，第二脚踏壳体04的外端即邻接第二车轮总成的一端，具体的，横轴的该端可位于第二脚踏壳体的内腔内，也可位于第二脚踏壳体的内腔外，或者恰好与第二脚踏壳体的外端壁对齐；

参见图2-3，第一脚踏壳体03与横轴08固定装配，第二脚踏壳体04与横轴08限制相对转动角度的转动装配；具体的，横轴08上设有两个固定承载件82、83和两个可在横轴上转动的转套84、85，每个转套的外侧装配转动承载件86、87，第一上壳31置于两个固定承载件82、83上并由紧固件予以紧固，从而由固定承载件82、83承载第一上壳31，第二上壳41的内端置于转动承载件86上并由紧固件予以紧固、第二上壳41的外端通过轮架09置于转动承载件87上并由紧固件予以紧固，即在第二上壳41与转动承载件87之间还设有轮架09，借第二上壳41与转动承载件87的连接实现轮架09的装配，从而由转动承载件86、87承载第二上壳41；在此基础上，为了实现第一上壳与第一下壳的连接、第二上壳与第二下壳的连接，第一上壳、第一下壳对接在一起并由从第一下壳下侧穿入的紧固件（螺栓）连接在第一上壳上实现二者的紧固，第二上壳、第二下壳对接在一起并由从第二下壳下侧穿入的紧固件（螺栓）连接在第二上壳上实现二者的紧固；

第一车轮总成的轮轴11固定装配在横轴08位于第一脚踏壳体03内的一端，第二车轮总成的轮轴21固定装配在一轮架09上，轮架09转动装配在横轴位于第二脚踏壳体内的另一端。

因此，在装配状态下，驾驶者的重量通过第一上壳、第二上壳传递在横轴上，由两个车轮总成与横轴承受两个脚踏壳体及驾驶者的重量。

鉴于上述结构，其相对于现有技术省略了内盖，而以体积甚小的横轴设在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内，从而在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内留置出更大空间，尤其是可以在大空间内安置较大容量的电池，增加平衡车的续航能力；而横轴可以采用铝合金材料通过拉伸工艺制成，具有较压铸工艺制成的内盖具有更好的韧性，不易疲劳，长期使用后即使变形弯曲也不至于断裂，增加了产品的可靠性，而采用韧性、强度更好的钢材（钢管）制作横轴则可以达到更好的结构安全性。然而现有技术中的内盖却难以通过铝合金拉伸工艺制成，而内盖若选用钢材制成，则将大大增加平衡车的重量，并且增加制造成本。而且，鉴于横轴设在第一脚踏壳体、第二脚踏壳体内，第一脚踏壳体与第二脚踏壳体邻接的平衡车中间部位省去了转动结构，使得该部位的直径减小，便于可靠握持、携带。

图2-7中，横轴08的中部套有衬套81，衬套81的两端分别延伸至第一脚踏壳体03、第二脚踏壳体04中，衬套81与横轴08之间设有详细表示在图7中的导线穿设通道811连通第一脚踏壳体、第二脚踏壳体的内腔，借助该导线穿设通道可将导线从一个脚踏壳体的内腔引向另一脚踏壳体的内腔，并可避免导线受到挤压破损，具体的，导线穿设通道是在衬套的内壁设置轴向筋条，导线穿设通道形成在相邻的轴向筋条之间，而且，在横轴的外表设有轴向槽801，一个轴向筋条位于轴向槽内来阻止衬套转动；进一步的，为了布设导线，在横轴上的合适位置（如与转套装配）设有线架802用于布设导线。进一步的，衬套81上设有隔离第一脚踏壳体、第二脚踏壳体的隔离圈812，该隔离圈可轴向移动的装配在衬套上以便装配时做轴向位置的调整，同时由于该隔离圈可以显露在外而可以选用有别于衬套的材质对产品进行配色设计，但在具体实施时，并不排除隔离圈与衬套制为一体，此时通过衬套在横轴上的轴向移动同样可以在装配时调节隔离圈的位置。

参见图5-6，为了将第一脚踏壳体、第二脚踏壳体可靠的装配在横轴上，横轴上设有两个固定承载件82、83，第一脚踏壳体（具体为第一上壳）与固定承载件装配，为了避免固定承载件在横轴上转动，在横轴外表面设平面，固定承载件通过截面形状与横轴截面形状相同的孔套在横轴上；横轴上还设有两个可在横轴上转动的转套84、85，每个转套的外侧装配转动承载件86、87，第二脚踏壳体04（具体为第二上壳41）与转动承载件86、87装配实现第二脚踏壳体与横轴的转动装配。进一步的，固定承载件套在横轴上并向横轴的两侧延伸出用于承载第一上壳的耳部821、831，固定承载件由紧固件固定在横轴上。而一个转动承载件位于横轴的端部，轮架90与位于横轴端部的转动承载件87固定装配；转动承载件86、87套在转套84、85上并向横轴的两侧延伸出用于承载第二上壳的耳部861、871。

为了限制第二脚踏壳体相对于横轴08的转动角度，设有限位结构限制第二脚踏壳体与横轴的相对转动角度，该限位结构包括设于转套84的限位孔841、设于转套85上的限位孔851、设于转动承载件86上的限位孔862、设于转动承载件87上的限位孔872及连接在横轴上的限位螺钉88、89，限位螺钉位于对应的限位孔内，当转套转动一定角度时，限位孔端部被限位螺钉阻挡而限位；限位螺钉限制定位转套、转动承载件轴向移动。

横轴08为空心轴，可以保证强度的情形下减轻重量，第一车轮总成的轮轴11插装在空心轴内并由销接横轴、轮轴的销轴（如螺钉）锁止，为保证连接可靠，该销接可以为至少两处；轮架09具有插孔91，第二车轮总成的轮轴21插装在插孔91内并由销接轮架、轮轴的销轴（如螺钉）锁止，为保证连接可靠，该销接可以为至少两处。

耳部871与轮架09上设有若干对应的紧固连接孔873、92，这些紧固连接孔沿横轴的轴向分散分布，如入6所示，沿横轴的轴向这些紧固连接孔可以保持距离L，据此可令该连接部位在承受荷载时具有更大的抵抗弯曲的能力。

轮架09的中间部位设有避让槽93，横轴的端部伸至该避让槽内，由此使得轮架09与横轴在横轴的长度上具有相重叠的部分，实现连接强度。

横轴08插装第一车轮总成的轮轴11的一端设有过线狭缝803，用于通过该过线狭缝803、空心的轮轴11向作为第一车轮总成构成部分的轮毂电机引入电缆；所述的插孔91为通孔，用于通过该插孔91、空心的轮轴21作为第二车轮总成构成部分的轮毂电机引入电缆。

在本专利中，述及的“第一”、“第二”仅是为清楚描述相应的技术特征而进行的编号，并不代表实际顺序，在具体实施时，“第一”、“第二”所限定的技术特征的位置是可以互换的。