一种平衡车、电动车辆和级联车辆系统的制作方法

本发明涉及一种代步工具，特别涉及一种平衡车、电动车辆和级联车辆系统。

背景技术：

单轮平衡车或双轮平衡车等代步工具具有可原地转向，占用面积小，移动灵活的特点，但是平稳性较差，难以完全实现原地停止，受到突发的沿着行进轨迹方向的推力的时候会很容易朝推力方向移动。而长途骑行的时候，如果是站立式平衡车，也会觉得疲惫，而坐乘式平衡车也要不断的人为调整重心控制车辆的速度，这样使得驾驶者精神聚焦，容易疲劳。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种平衡车、电动车辆和级联车辆系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种平衡车，所述平衡车包括车身和轮体，所述轮体设置于所述车身上；所述车身中还设置有驱动器、处理器和电源，所述驱动器和所述处理器分别与所述电源连接；所述处理器用于控制所述电源向所述驱动器输出或断开驱动电流，所述驱动器与所述轮体电连接，并驱动所述轮体转动；

所述平衡车还包括分别位于所述车身两端的第一接口和第二接口，所述第一接口或/和所述第二接口能够可拆卸地连接扩展设备；

所述第一接口包括第一供电端和第一通信端，所述第二接口包括与所述第一供电端匹配的第二供电端和与所述第一通信端匹配的第二通信端；所述第一供电端和所述第二供电端分别与所述电源电连接，所述第一通信端和所述第二通信端分别与所述处理器连接。

上述方案中，所述平衡车为单轮平衡车或双轮平衡车。

上述方案中，所述平衡车还包括车篷和座椅，所述车篷和所述座椅均安装在所述车身上，所述座椅位于所述车篷内。

本发明实施例还提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括扩展设备和一个上述平衡车，所述平衡车通过所述第一接口或/和所述第二接口与所述扩展设备可拆卸连接，且所述平衡车能够通过与所述扩展设备连接而保持平稳。

上述方案中，当所述平衡车为单轮平衡车时，所述扩展设备上设有两个行驶轮，且所述平衡车的所述轮体中心和两个所述行驶轮的中心连线形状为三角形；

当所述平衡车为双轮平衡车时，所述扩展设备上设有一个行驶轮，且所述平衡车的所述轮体中心和所述行驶轮的中心连线形状为三角形。

上述方案中，所述处理器还用于，检测到所述平衡车与所述扩展设备连接时，所述平衡车的自平衡单元关闭。

上述方案中，所述扩展设备还包括电池，所述处理器还用于，当平衡车与所述扩展设备连接时，使所述电池与所述电源并联。

本发明实施例还提供了另一种电动车辆，所述电动车辆包括至少两个上述平衡车，至少两个所述平衡车依次首尾相接，位于前方的第一平衡车通过第二接口与位于后方的第二平衡车的第一接口可拆卸连接，且第一平衡车与第二平衡车连接后，第一平衡车和第二平衡车能够保持平稳。

上述方案中，所述处理器还用于，检测到两个以上的所述平衡车首尾相接时，关闭所述平衡车的自平衡单元。

上述方案中，所述电动车辆还包括传感器，所述传感器用于检测所述平衡车上是否有驾驶者，并将检测到的感应信号发送给所述处理器；

所述处理器还用于，当所述平衡车处于自动驾驶模式时，基于检测到的所述感应信号，将所述平衡车的自动驾驶模式转换为人工驾驶模式；

所述处理器还用于，当所述平衡车处于人工驾驶模式时，基于未检测到所述感应信号，将所述平衡车的人工驾驶模式转换为自动驾驶模式。

上述方案中，所述处理器还用于，所述平衡车处于人工驾驶模式时，接受所述驾驶者的指令确定所述平衡车为主控车辆或被控车辆。

上述方案中，所述处理器还用于，获取所述电源的电源信息；基于所述电源信息，接受所述驾驶者的指令确定所述电源为对外放电的放电电源或需要充电的充电电源。

本发明实施例还提供了一种级联车辆系统，所述级联车辆系统包括远程服务器和上述电动车辆，所述远程服务器与所述处理器通信。

上述方案中，所述处理器还用于，为所述平衡车设置标识信息，以识别所述平衡车。

上述方案中，所述平衡车处于自动驾驶模式时，所述处理器还用于，基于所述标识信息，确定预设标识信息的所述平衡车为主控车辆或被控车辆，并将主控车辆信息或被控车辆信息发送给所述远程服务器；

当所述平衡车为主控车辆时，所述处理器接受所述远程服务器指令，以启动所述主控车辆。

上述方案中，所述平衡车处于自动驾驶模式时，所述处理器还用于，将所述标识信息发送给所述远程服务器；

所述远程服务器基于所述标识信息确定所述平衡车为主控车辆或被控车辆，并将主控车辆信息或被控车辆信息发送给所述处理器；

当所述平衡车为主控车辆时，所述处理器接受所述远程服务器指令，以启动所述主控车辆。

上述方案中，所述处理器还用于，获取所述电源的电源信息，将所述电源信息和所述标识信息发送给所述远程服务器；

所述远程服务器基于所述标识信息和所述电源信息确定所述电源为对外放电的放电电源或需要充电的充电电源，并将放电电源信息或充电电源信息发送给所述处理器；

当所述电源为所述放电电源时，所述处理器还用于，接受所述远程服务器的指令控制所述放电电源与所述充电电源并联。

本发明实施例提供了一种平衡车、电动车辆和级联车辆系统，其中，平衡车通过第一接口或/和第二接口实现了与扩展设备的物理连接，与扩展设备物理连接后能够提高平衡车的平稳性，方便了平衡车的原地停止。而且，平衡车通过第一接口或/和第二接口与扩展设备实现物理连接的同时，还实现了电连接，具体地，平衡车通过第一通信端或/和第二通信端能够实现平衡车和扩展设备的通信，平衡车通过第一供电端或/和第二供电端能够实现与扩展设备之间的供电。同样地，当两个以上平衡车首尾相连时，位于前方的第一平衡车通过第二接口与位于后方的第二平衡车的第一接口相连，能够实现第一平衡车和第二平衡车的物理连接和电连接。

附图说明

图1为本发明实施例中平衡车一个可选的结构示意图；

图2为本发明实施例中电动车辆第一个可选的结构示意图；

图3为本发明实施例中电动车辆第二个可选的结构示意图；

图4为本发明实施例中电动车辆第三个可选的结构示意图。

附图标记：平衡车10；轮体11；车篷12；第一接口13；第二接口14；第四接口15；扩展设备20；行驶轮21。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明实施例中“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”等表示方位的词均以驾驶者所在的方位为准，并不作为对本发明的限制。

本发明实施例公开了一种平衡车，该平衡车10包括车身和轮体11，轮体11设置于车身上；车身中还设置有驱动器、处理器和电源，驱动器和处理器分别与电源连接；处理器用于控制电源向驱动器输出或断开驱动电流；驱动器与轮体11电连接，并驱动轮体11转动。平衡车10还包括分别位于车身两端的第一接口13和第二接口14，第一接口13或/和第二接口14能够可拆卸地连接扩展设备；第一接口13包括第一供电端和第一通信端，第二接口14包括与第一供电端匹配的第二供电端和与第一通信端匹配的第二通信端；第一供电端和第二供电端分别与电源电连接，第一通信端和第二通信端分别与处理器连接。

如图1所示，第一接口13可以设置在车身的前端，第二接口14可以设置在车身的后端，当与扩展设备相连时，平衡车10通过第一接口13可以与在前的扩展设备相连，平衡车10通过第二接口14可以与在后的扩展设备相连，平衡车10和扩展设备采用首尾相连的形式。平衡车可以只通过第一接口13或第二接口14连接一个扩展设备，也可以通过第一接口13和第二接口14在前后同时连接两个扩展设备。可以理解的是，第一接口13和第二接口14在车身上设置的位置并不限于此。

可以理解的是，当平衡车通过第一接口与扩展设备相连时，扩展设备上设有与第一接口相匹配的第三接口，当平衡车通过第二接口与扩展设备相连时。扩展设备上设有与第二接口相匹配的第四接口15，当然，扩展设备上可以同时设有第三接口和第四接口15。平衡车与扩展设备的连接可以只是物理上的连接，例如扩展设备为货柜或货箱，此时第三接口和第一接口，以及第四接口15和第二接口的连接仅仅是物理上的连接，货柜或货箱用于装载货物，以扩大平衡车的用途。此外，平衡车与扩展设备的连接还可以同时是物理上的连接以及电连接，例如，第三接口与第二接口14的结构相同，第四接口15与第一接口13的结构相同，通过第一通信端和第二通信端的连接实现平衡车10和扩展设备的相互通信，使平衡车10和扩展设备之间可以相互通讯，共享车辆的相关信息，以及传输车内的驾驶者(若有的话)的语音或者视频信息。通过第一供电端和第二供电端的连接实现与扩展设备的相互供电。这样，平衡车与扩展设备不仅在实现可拆卸的物理连接的同时，还能够实现电连接。

平衡车10与扩展设备可拆卸连接使平衡车10既可以单独行使，采用自平衡驾驶模式，保持平衡车10原有的行动灵活、可原地转向、占地面积小等优点，还可以通过与扩展设备的连接提高平衡车10自身的平稳性，可避免采用自平衡驾驶模式。当扩展设备的第三接口的结构与第二接口14的结构相同，第四接口15的结构与第一接口13的结构相同时，第一接口13和第三接口的连接，以及第二接口14与第四接口15的连接均为可拆卸连接，这种可拆卸连接包括但不限于以下实现方式，为了描述方便，以第二接口14和第四接口15的连接为例进行说明：

在本发明一个可选的实现方式中，第二接口14和第四接口15中的一个为连接头，另一个为连接槽，连接槽和连接头可拆卸地连接。第一通信端和第一供电端设置在相应的连接槽或连接头中，第二通信端和第二供电端设置在相应的连接头或连接槽中。具体地，连接头能够绕其轴线旋转，连接头的周向设有卡钩，连接槽的内壁设有与卡扣对应的卡槽，连接头沿第一方向转动时，卡钩与卡槽卡接，卡钩与卡槽卡接时，第一通信端与第二通信端电连接，第一供电端和第二供电端电连接。连接头沿第二方向转动时，卡钩与卡槽相脱离，卡钩与卡槽相脱离时，第一通信端与第二通信端相脱离，第一供电端和第二供电端相脱离。第一方向与第二方向相反。

除了采用上述卡接方式，在本发明另一个可选的实现方式中，连接头上设置卡接口，连接槽上设有与卡接口相匹配的卡爪，卡爪可伸缩地与卡接口相连，当连接头与连接槽靠近时，卡爪伸出以与卡接口卡接，当需要分离时，卡爪缩回，卡爪和卡接口分开，完成第二接口14和第四接口15的拆卸，该拆卸包括第一通信端和第二通信端的拆卸、第一供电端和第二供电端的拆卸。连接头可以是万向接头，如十字万向接头。第二接口14和第四接口15的物理连接除了通过连接头和连接槽的卡接方式外，还可以通过螺钉和螺母的螺纹连接实现。

在本发明一些可选的实现方式中，平衡车10为单轮平衡车或双轮平衡车。其中，平衡车10可以是站立式自平衡车，这类自平衡车往往无遮挡，为了提高驾驶舒适性，本发明实施例的平衡车10还包括车篷12和座椅，车篷12和座椅均安装在车身上，座椅位于车篷12内。图1至图4均示例性地示出了具有车篷12的平衡车10，车篷12安装在车身上后，与车篷12内的空间形成驾驶室，座椅位于驾驶室内，即平衡车10为乘坐式带篷自平衡车10，这种平衡车10更舒适，更适合长途驾驶，座椅避免了驾驶者的疲劳，车篷12不仅遮挡风雨，为驾乘人员提供独立舒适的私人空间，还实现了较快速度的行驶，避免使用头盔。

本发明实施例还公开了一种电动车辆，电动车辆包括扩展设备和一个上述平衡车10，平衡车10通过第一接口13或/和第二接口14与扩展设备20可拆卸连接，且平衡车10能够通过与扩展设备20连接而保持平稳。

如图2所示，扩展设备20的前端设有第四接口15，平衡车10通过其后端的第二接口14与扩展设备20的第四接口15可拆卸连接。扩展设备20具有行驶轮21，平衡车10与扩展设备20连接后能够保持平稳，即：平衡车10的自平衡单元即使不工作，平衡车10也能够依靠和扩展设备20的连接保持平衡，如此，平衡车10能够适用于远途长时间驾驶。例如，当平衡车10为单轮平衡车时，扩展设备20上设有两个行驶轮21，且平衡车10的轮体11中心和两个行驶轮21的中心连线形状为三角形；当平衡车10为双轮平衡车时，扩展设备20上设有一个行驶轮21，且平衡车10的轮体11中心和行驶轮21的中心连线形状为三角形。

本发明一个可选的实施例中，处理器还用于，检测到平衡车10与扩展设备20连接时，平衡车10的自平衡单元关闭。由于平衡车10与扩展设备20连接后能够保持平稳，此时关闭自平衡单元能够节省电能。

进一步地，扩展设备20还包括电池，处理器还用于，当平衡车10与扩展设备20连接时，使所述电池与电源并联。如图2所示，当扩展设备20前端的第三接口的结构与第一接口13的结构相同时，扩展设备20的电池能够通过第三接口中的第一供电端经平衡车10后端的第二接口14的第二供电端向平衡车10的电源供电。如此，扩展设备20可充当移动电源的角色，此时扩展设备20可以是移动的电池包，扩展设备20能够为平衡车10充电，为平衡车10续航以适用长途驾驶。

本发明实施例还公开了另一种电动车辆，该电动车辆包括至少两个上述平衡车10，至少两个平衡车10依次首尾相接，位于前方的第一平衡车通过第二接口14与位于后方的第二平衡车的第一接口13可拆卸连接，且第一平衡车10与第二平衡车10连接后，第一平衡车和第二平衡车能够保持平稳。

可以理解的是，两个以上平衡车10相连后，不同平衡车之间通过第一接口或/和第二接口能够实现通信和供电。需要说明的是，本发明中“第一平衡车”、“第二平衡车”并不特指某一辆平衡车10，而指电动车辆中前后相连接的两个平衡车10中，位于前方的平衡车10为第一平衡车，位于后方的平衡车10为第二平衡车。例如，当有三辆平衡车10首尾相连时，位于中间位置的平衡车10相对最前方的平衡车10为“第二平衡车”，同时，该中间位置的平衡车10相对最后方的平衡车10又为“第一平衡车”。

图3示例性地示出了电动车辆包括首尾相连的两个平衡车10。图4示例性地示出了电动车辆包括首尾相连的6个平衡车10。可以理解的是，电动车辆还可以由其他任意数量的平衡车10首尾相连组成。组成电动车辆的平衡车10可以是单轮平衡车，也可以是双轮平衡车，为了使连接后的各个平衡车10在不需要使用自平衡单元的情况下也能保持平衡，应避免仅由单轮的平衡车10首尾相连组成上述电动车辆。

同样地，为了节省电能，处理器还用于，检测到两个以上的平衡车10首尾相接时，关闭平衡车10的自平衡单元。两个以上的平衡车10根据需要首尾串接在一起时，实现了更好的平衡性，平衡车的自平衡单元关闭，到达目的地后两个以上的平衡车10又可以分散开，每个平衡车10可以各自去往自己的小目的地，保持优良的通过性。兼顾实现平衡车的原地转弯和行动灵活的特点，和普通乘用车长途驾驶舒适的特点。当两个以上的自平衡车10相互分离，重新回到各自独立的状态时，每个平衡车10的自平衡单元又会重启以保证平衡车10的自平衡驾驶模式。

需要说明的是，本发明实施例中的平衡车10可以是人工驾驶，也可以是自动驾驶。具体地，电动车辆还包括传感器，传感器用于检测平衡车10上是否有驾驶者，并将检测到的感应信号发送给处理器；处理器还用于，当平衡车10处于自动驾驶模式时，基于检测到的感应信号，将平衡车10的自动驾驶模式转换为人工驾驶模式；处理器还用于，当平衡车10处于人工驾驶模式时，基于未检测到感应信号，将平衡车10的人工驾驶模式转换为自动驾驶模式。

传感器包括但不限于光电传感器、电容传感器、接近开关或压力传感器，下面以压力传感器为例进一步说明：一般地，为了方便平衡车10的驾驶，驱动器包括电机以及操作杆或方向盘，驾驶者通过操作操作杆或方向盘发出操作指令，操作杆或方向盘基于接收的操作指令向电机发送转矩指令，电机基于转矩指令驱动轮体绕轮体的轴线转动，进而控制平衡车10的行进。可以在操作杆或方向盘上设置压力传感器，当平衡车10目前处于自动驾驶状态，若有驾驶者操作操控器时，压力传感器会检测到有物体按压，产生感应信号并将该感应信号发送给处理器，处理器接受到该感应信号，判断平衡车10上有驾驶者，并将平衡车10的自动驾驶模式转换为人工驾驶模式。反之，若压力传感器未检测到有物体按压，则不会产生感应信号，平衡车10会继续采用自动驾驶模式。平衡车10有人工驾驶模式向自动驾驶模式转变时类似，不再重复描述。可以理解的是，传感器还可以设置在平衡车10的座椅上，或脚踏上，传感器的设置位置和传感器的类型均不作为对本发明的限定。

当两个以上平衡车10相连时，两个以上平衡车10之间可以不互相控制，即每个平衡车10仍相互独立互不干涉，可以采用通信或协议的方式确定主控车辆，电动车辆由主控车辆的驾驶者控制驾驶，主控车辆的轮体11为主动轮，而其余平衡车10为被控车辆，被控车辆的轮体11作为从动轮。该通信或协议可以是口头约定，也可以通过手机等通信设备商议决定。为了实现智能控制，优选地，两个以上平衡车10连接后，相互之间可以实现相互通信和相互控制，此时，可以更加方便地确定主控车辆和被控车辆。

在本发明一些可选的实现方式中，平衡车10处于人工驾驶模式时，处理器还用于，接受驾驶者的指令确定平衡车10为主控车辆或被控车辆。具体地，处理器检测到至少两个平衡车10相连时，处理器可通过交互界面，如显示屏通知驾驶者，驾驶者至少可以选择驾驶者所在的平衡车10为主控车辆或被控车辆，当平衡车10为主控车辆时，处理器控制电源向驱动器输出驱动电流；驱动器能够接受驾驶者的指令控制被控车辆行进。

进一步地，平衡车10处于人工驾驶模式时，处理器还用于，获取电源的电源信息；基于电源信息，接受所述驾驶者的指令确定电源为对外放电的放电电源或需要充电的充电电源。进一步地，当电源为放电电源时，处理器还用于，接受驾驶者的指令控制放电电源与充电电源并联。例如，驾驶者可通过有线方式、无线方式或手动输入方式获取其自身或/和其余电源的电源信息，电源信息包括但不限于电源的剩余电量百分比、充电电压、充电电路、电池的总容量等，电源信息也可通过显示屏幕等交互界面告知驾驶者，驾驶者根据电源信息选择对应的电源是作为对外放电的放电电源还是需要充电的充电电源，若电源为放电电源，则驾驶者通过交互界面输入指令，处理器接受该指令并控制该放电电源与充电电源并联，以向充电电源充电。可以理解的是，一个放电电源可以与某一个指定的充电电源并联，也可以同时与多个指定的充电电源并联。若电源为需要充电的充电电源，由驾驶者确定是否需要充电，若需要充电，则处理器接受驾驶者指令向放电电源对应的处理器发出充电请求信息。

本发明实施例还提供了一种级联车辆系统，该级联车辆系统包括远程服务器和上述电动车辆，远程服务器能够和处理器通信。

进一步地，本发明实施例的平衡车10的处理器还用于，为平衡车10设置标识信息，以识别平衡车10。该标识信息可以是每个平衡车10固有的唯一身份信息，该身份信息不随平衡车10在电动车辆中位置的变化而变化，或者，该标识信息为随平衡车10在电动车辆中位置变化而变化的信息，如编号信息，具体地，如图4所示，当两个以上的平衡车10依次首尾串接在一起时，处理器对各个平衡车10进行编号，对第一接口13处于未连接状态，而第二接口14处于连接状态的平衡车10编号为1，可以理解的是，该编号为1的平衡车10为首车，与编号为1的第二接口14相连的平衡车10编号为2，依次类推，当编号为n的平衡车10的第一接口13处于连接状态，而第二接口14处于未连接状态时，可以确定该平衡车10为尾车，编号停止。

平衡车10为自动驾驶模式时，处理器还用于，基于标识信息，确定预设标识信息的平衡车10为主控车辆或被控车辆，并将主控车辆信息或被控车辆信息发送给远程服务器；当平衡车10为主控车辆时，处理器接受远程服务器指令，以启动主控车辆。具体地，当平衡车10为主控车辆时，远程服务器的指令分别发给该主控车辆的处理器和驱动器，处理器接受到来自远程服务器的指令后，控制电源向驱动器输出电流以对主控车辆的电源供电，驱动器接受远程服务器的指令后，控制被控车辆行进。在本实施例中，处理器中预先设定具有预设标识信息的平衡车10为主控车辆，两个以上平衡车10首尾相连时，无需远程服务器再发送指令确定主控车辆。例如，处理器对图4中首尾相连的6个平衡车10进行编号，从头到尾依次编号为1、2、3、4、5、6，并确定第1、3、6号平衡车10为主控车辆，则1、3、6号平衡车10对应的驱动器接受远程服务器的指令控制包括自身在内的其余2、4、5号被控车辆的行进。当上述6个平衡车10分离后又重新以新的连接顺序首尾相接时，处理器仍确定编号为1、3、6号平衡车10为主控车辆。

在本发明另一些可选的实现方式中，平衡车10为自动驾驶模式时，处理器还用于，将所述标识信息发送给远程服务器；远程服务器基于标识信息确定平衡车10为主控车辆或被控车辆，并将主控车辆信息或被控车辆信息发送给处理器；当平衡车10为主控车辆时，处理器接受远程服务器指令，以启动主控车辆。具体地，当平衡车10为主控车辆时，远程服务器的指令分别发送给主控车辆的处理器和驱动器，处理器接受远程服务器的指令后控制电源向所述驱动器输出电流以对主控车辆的电源供电；驱动器接受远程服务器的指令后，控制被控车辆行进。进一步地，上述主控车辆信息包括但不限于主控车辆的标识信息，被控车辆信息包括但不限于被控车辆的标识信息。本实施例中，选择主控车辆和发出行驶指令的为远程服务器，例如，当平衡车10处于自动驾驶模式时，远程服务器可以选择相应的标识信息对应的平衡车10为主控车辆，例如，处理器对图4所示的电动车辆中6个首尾相连的平衡车10分别编号，从头到尾依次编号为1、2、3、4、5、6，并将编号信息发送给远程服务器，远程服务器可指定1、2、4号平衡车10为主控车辆，未被指定的其余平衡车10为被控车辆，则被控车辆的行驶过程由主控车辆根据远程服务器的行驶指令决定。

当平衡车10为自动驾驶模式时，处理器还用于，获取电源的电源信息，将电源信息和标识信息发送给远程服务器；远程服务器基于标识信息和电源信息确定电源为对外放电的放电电源或需要充电的充电电源，并将放电电源信息或充电电源信息发送给处理器；当电源为所述放电电源时，处理器还用于，接受远程服务器的指令控制放电电源与充电电源并联。可以理解的是，放电电源信息包括但不限于放电电源所在平衡车的标识信息，充电电源信息包括但不限于充电电源所在平衡车的标识信息。与人工驾驶模式不同的是，自动驾驶模式中，可以由远程服务器向处理器发出请求，并通过处理器获取电源信息和标识信息。处理器需要接受远程服务器的指令确定放电电源和充电电源，以及接受远程服务器的指令确定放电电源与指定的一个或两个以上的充电电源并联。

根据本发明实施例的平衡车和电动车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。