一种电动平衡车的制作方法

本实用新型属于代步工具技术领域，特别涉及一种电动平衡车。

背景技术：

电动平衡车，又称体感车、思维车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用脚踏装置内部的传感器来检测脚踏装置姿态的变化，并利用伺服控制系统，精准的驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。常见的电动平衡车主要分为操控杆控制的电动平衡车或者由两个脚踏座枢接而成的两轮电动平衡车，其中，操控杆式电动平衡车具有较长的续航能力适合较远距离的行车，而两轮电动平衡车由于具有体积小、玩法多样等优点，所以正受到越来越多人们的喜爱。

目前的两轮电动平衡车的转动机构都是在脚踏装置中间设置一连接轴，然后左右脚踏装置通过套轴装在连接轴上，以实现脚踏装置的相对转动，当使用者站立在脚踏装置时，会对连接轴产生很大的压力，这就很难保证套轴和连接轴的同轴度，造成轴承磨损严重，影响电动平衡车的使用寿命，同时也影响电动平衡车的灵活度。左右脚踏装置在外力消失后不能自行回位，导致左右脚踏装置不一定在同一平面上，因此现有的电动平衡车通常需要采用两次启动的方式来完成自平衡，电动车第一次启动时，电动平衡车先通过弱电流进行一次自平衡，电动平衡车通过感应装置感应到使用者一只脚踏在脚踏装置后进行二次启动，并对另一脚踏装置进行自平衡，然后使用者另一脚踏在另一脚踏装置后，电动平衡车才进行正常运行，两次启动的设置虽然是为了保证使用者的安全，但在实际使用中很容易出现感应装置失灵，造成电动平衡车不会进行自平衡或是自平衡失败，或是在行进过程中，由于感应装置接触不良，而造成电动平衡车抖动或是突然停止，影响使用体验和使用者安全。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电动平衡车，通过在脚踏装置之间设置连接座，并在转动机构与连接座之间设置用于预平衡的弹性件，使两个脚踏装置在没有外力的时候始终处于一个平面上，以解决上述的电动平衡车使用过程中存在的技术问题。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种电动平衡车，包括连接座、脚踏装置、转动机构、车轮组件，所述脚踏装置包括对称设置在连接座两侧的第一脚踏装置和第二脚踏装置；所述车轮组件为两个，分别可转动地设置在第一脚踏装置和第二脚踏装置的外侧；其特征在于，所述转动机构为两个，所述第一脚踏装置和第二脚踏装置分别通过转动机构连接在连接座的两侧；所述转动机构与连接座之间设置有在无外力作用下时使第一脚踏装置和第二脚踏装置的脚踏面保持在同一平面上的弹性件。

连接座的设置，可有效分散该电动平衡车转动连接位置所受到的非转动方向上的压力，保证了连接位置的同轴度；两个转动机构可独立转动，从而带动第一脚踏装置和第二脚踏装置独立转动，便于操纵，提高了电动平衡车的灵活度；在转动机构与连接座之间设置用于预平衡的弹性件，可使第一脚踏装置和第二脚踏装置在外力消失后，在转动机构的带动下恢复至初始状态完成预平衡，方便电动平衡车的下次使用，提高电动平衡车自平衡速度和成功率，不必进行二次启动。

作为优选，所述弹性件为弹性插杆，所述转动机构包括转轴，弹性插杆长度方向与转轴的轴向平行，所述弹性插杆的一端插接在连接座对应的插孔中，另一端与转动机构连接。弹性插杆长度方向与转轴的轴向平行，这一设置可以保证转轴在转动及复位过程中受到均匀的周向作用力，不发生轴向偏移。采用插接的方式安装弹性件，无需再另行设置固定机构和导向机构，安装方便，且避免其他连接方式连接位置的应力集中，延长弹性件的使用寿命。

作为优选，所述弹性插杆为一具有弧状凸起的U形弹性插杆，其弧状凸起的弧度与圆柱形转轴的弧度相配合形成卡箍端，卡箍在转轴边缘，其两个端头作为插接端插装在连接座相对应的插孔中。采用这一特殊机构的弹性插杆，安装方便，其两端均不需任何固定件和限位导向件，即可完成安装，其插接位和卡箍位在插杆形变及转轴转动过程中均不会发生应力集中的现象，延长了弹性插杆的使用寿命。弹性插杆的弧形凸起与转轴的弧度相配合，且其具有两个长条状插接端，长条状插接端对称设置于转轴的两侧，与转轴平行，并抵靠在转动机构的紧固座上，其端部插接在连接座相对应的插孔中，此结构的弹性插杆不仅起到了预平衡的功能，其还与紧固座相配合，对转轴起到了限位的功能，防止转轴在转动过程中发生轴向偏移，造成轴承磨损，以及转动不灵活。

作为优选，所述转动机构还包括轴承、卡簧、紧固座，所述连接座的两侧对称设置有轴承座，所述轴承安装在轴承座内，脚踏装置与紧固座固定连接，所述转轴的一端设置在所述紧固座与脚踏装置之间，另一端安装在轴承内，转轴通过轴承可转动的连接在连接座的一侧。轴承的设置可对转轴起到固定支撑的作用，保证其转动同轴度，并且摩擦力小，转动灵活，同时可使转轴在转动过程中减少其自身和连接座的磨损，延长转动机构的使用寿命。

作为优选，所述轴承座外侧的边缘上部对称设置有限位结构，所述限位结构为与轴承座一体成型的凸块，用于限制脚踏装置的转动角度。凸块的设置用于限制脚踏装置的转动角度，避免脚踏装置过度旋转，保证电动平衡车的使用安全。

作为优选，所述紧固座本体上设有与转轴截面形状相吻合的凹槽，所述紧固座本体上设有与转轴截面形状相吻合的凹槽，转轴的截面为圆形，凹槽的截面形状为弧形，所述转轴陷于凹槽中；所述紧固座还具有两个对称的侧翼，侧翼上对称设置有若干安装孔，用于安装脚踏装置。紧固座的设置将转动机构与脚踏装置有效的连接起来，比起只采用连接轴连接，其连接效果更为牢固可靠，且紧固座的弧形凹槽与U形弹性插杆的弧形凸起相配合，对转轴进行了限位，保证了其转动的同轴度。

作为优选，所述连接座上设置有一提手，提手的两端分别为安装端和手握端，所述提手的安装端通过安装轴铰接在连接座上，提手能够以安装轴为固定支点上提和下压，以使提手离开和扣合在连接座上，连接座上设置有轻触开关，所述轻触开关用于控制电动平衡车车轮驱动装置的开启与关闭，所述提手扣合在连接座时，轻触开关接通，所述提手离开连接座时，轻触开关断开。通过提手与连接座的配合，当使用者提起提手对电动平衡车进行转移时，轻触开关断开，车轮停止转动，方便电动平衡车的转移，转移完成后，将提手扣合在连接座上，轻触开关接通，电动平衡车车轮恢复转动，即可正常使用。

作为优选，所述提手与连接座之间设置有锁定机构，所述锁定机构靠近手握端。锁定机构的设置，是为了使提手的扣合在连接座时处于固定状态，避免提手移动，造成轻触开关断开，使车轮停止转动，影响电动平衡车的正常运行。

作为优选，所述连接座设置有与提手形状相配合的容纳槽，用于容纳提手。容纳槽的设置，便于提手的扣合，减小了电动平衡车的体积，整体结构紧凑美观，并进一步对提手进行了限位，防止其在电动平衡车运行过程中左右晃动，影响轻触开关的接通。

作为优选，所述车轮组件包括车轮本体，车轮本体的外侧面由内而外分别设置有底板、内盖板、透光板、外盖板，其均为圆形且同轴设置，所述底板上内嵌式的设置有发光体安装座，发光体安装在安装座上；内盖板上设置有供发光体穿出的通孔；透光板与内盖板之间形成空腔，用于容纳发光体；透光板外安装有外盖板，外盖板的直径小于透光板，透光板的外圈形成发光圈；所述外盖板上开设有透光孔，外盖板除透光孔外的其他部分为不透光结构，透光孔上安装有具有不同透光造型的造型板。这一设置可在不改变发光体和其他结构的情况下，根据个人爱好安装不同的造型板，从而展示出不同造型的发光效果，增加了电动平衡车的时尚感，且结构简单，制造成本低。

作为优选，脚踏装置包括脚踏板和底盖，所述脚踏板和底盖相对应，相互配合固定，所述脚踏板和底盖之间形成的空腔设置有平衡控制系统和电源，平衡控制系统与轮毂电机连接，平衡控制系统包括控制器、轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪，电源与控制器连接，控制器分别与轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪连接。

与现有技术相比，本实用新型公开的电动平衡车具有以下有益效果：

1.本实用新型通过设置连接座，可有效分散该电动平衡车转动连接位置所受到的非转动方向上的压力，保证了连接位置的同轴度，并在连接座与转动机构之间设置有用于预平衡的弹性件，可使第一脚踏装置和第二脚踏装置在外力消失后恢复至初始位置，完成预平衡，提高电动平衡车自平衡速度和成功率，不必进行二次启动。

2.通过在连接座上设置一提手，并在连接座上设置一轻触开关，通过提手与连接座的配合，能够实现提手提起，轻触开关断开，车轮停止转动，方便电动平衡车的转移，提手扣合，车轮恢复转动，可继续正常行驶。

3.通过在车轮本体外侧的外盖板上开设有透光孔，透光孔上能够安装具有不同透光造型的造型板，在不改变发光体和其他结构的情况下，根据个人爱好安装不同的造型板，即可展示出不同造型的发光效果，增加了电动平衡车的时尚感，且结构简单，制造成本低。

附图说明

图1为所述电动平衡车整体结构示意图；

图2为所述电动平衡车分解结构示意图；

图3为所述电动平衡车中连接座结构示意图；

图4为所述电动平衡车中连接座俯视图；

图5为图4沿A-A面剖视图；

图6为所述电动平衡车中提手和连接座分解示意图；

图7为所述电动平衡车中转动机构和连接座结构示意图；

图8为所述电动平衡车中转动机构结构示意图；

图9为所述电动平衡车中车轮组件分解结构示意图；

图中：1、连接座；11、轴承座；12、凸块；13、轻触开关；14、容纳槽；2、脚踏装置；21、第一脚踏装置；22、第二脚踏装置；23、脚踏板；24、底盖；25、摩擦条；3、转动机构；31、轴承；32、转轴；33、卡簧；34、紧固座；341、安装孔；4、车轮组件；41、轮体；411、轮轴；42、底板；421、安装座；43、内盖板；44、透光板；45、外盖板；46、发光体；47、透光孔；48、造型板；49、挡板；5、U形弹性插杆；51、卡箍端；52、插接端；6、提手；61、安装端；62、手握端；63、安装轴；7、锁销；71、弹簧按钮；72、插销槽；73、弹簧插销；74、按压柱；75、限位杆。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

参见图1-2，一种电动平衡车，包括连接座1、脚踏装置2、转动机构3、车轮组件4，脚踏装置2包括第一脚踏装置21和第二脚踏装置22，车轮组件4为两个，分别可转动的设置在第一脚踏装置21和第二脚踏装置22的外侧，转动机构3为两个，第一脚踏装置21通过一个转动机构3转动连接在连接座的一侧，第二脚踏装置22通过另一个转动机构3转动连接在连接座1的另一侧；转动机构3与连接座1之间设置有在无外力作用下时使第一脚踏装置21和第二脚踏装置22的脚踏面保持在同一平面上的弹性件，以上相互配合构成了电动平衡车的主体结构。第一脚踏装置21和第二脚踏装置22均包括脚踏板23和底盖24，脚踏板23和底盖24相对应，相互配合固定，底盖24和脚踏板23的固定方式不限，于实际应用中，脚踏板23和底盖24可通过卡扣、螺栓、滑槽等固定方式连接在一起，脚踏板23的上方还安装有摩擦条25，用于增加摩擦力，提高使用安全性。脚踏板23和底盖24之间形成的空腔设置有平衡控制系统和电源，平衡控制系统与轮毂电机连接，本实施例使用锂电池作为电源，并设置有充电口；平衡控制系统包括控制器、轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪；电源与控制器连接，控制器分别与轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪连接，平衡控制系统与轮毂电机以及电源相配合，驱动电动平衡车运行、停止、前进、后退或者转弯。

参见图1、图2、图7、图8，转动机构3包括轴承31、转轴32、卡簧33、紧固座34，连接座1的两侧对称设置有轴承座11，轴承31可采用深沟球轴承或滚子轴承，轴承31的外圈与轴承座11固定连接，轴承31的内圈与转轴32固定连接，因此两个转轴32通过两个轴承31可转动的安装在连接座1的两侧，且在同一轴线上，轴承31的设置对转轴32起到了固定支撑的作用，同时可使转轴32在转动过程中减少其自身和连接座1的磨损。脚踏装置2固定安装的紧固座34上，转轴32的一端设置在紧固座34与脚踏装置2之间，转轴32的另一端安装在所述轴承31中，两个转动机构3转动时分别带动第一脚踏装置21和第二脚踏装置22转动，因此第一脚踏装置21和第二脚踏装置22可相对于连接座1独立转动。紧固座34本体上设有与转轴32截面形状相吻合的凹槽，所述转轴32陷于凹槽中，转轴32的截面为圆形，凹槽的截面形状为弧形，脚踏板23的内部设置有与紧固座34相配合的安装体，其安装体内有一上凹的凹槽，与紧固座34上的凹槽相配合作为抱紧机构将转轴32的一端抱紧，从而转轴32在转动时会带动脚踏装置转动；紧固座34还具有两个对称的侧翼，侧翼上对称设置有若干安装孔341，用于安装脚踏装置2，本实施例中，每个侧翼上有4个安装孔，脚踏装置2通过螺栓固定安装在紧固座34上。转轴32的两端通过限位件进行限位，防止其轴向滑动，限位件为卡簧33，转轴32的两端设置有供卡簧33容置的卡槽，卡簧33的环体置于卡槽内，进一步提高其限位效果。轴承座11外侧边缘上部设置有限位结构，本实施例中限位结构为与轴承座11一体成型的凸块12，凸块12与脚踏装置内部的结构相配合，用于限制脚踏装置2的转动角度，避免脚踏装置2转动角度过大，影响电动平衡车的行进安全。

弹性插杆的一端插接在连接座1对应的插孔中，另一端固定在转动机构3上，采用插接的方式，方便安装，且不需要设置另外的机构对弹性插杆进行限位和导向，固定在转动机构3的一端可采用螺纹固定、卡箍固定、插接固定等固定方式，弹性插杆由具有弹性的弹性材料制成，可采用弹簧钢制成，其主体部分为长条形，转动机构3在外力的作用下转动后，弹性插杆发生形变，外力消失后，转动机构3在弹性插杆自身恢复力的作用下可恢复至初始状态。弹性插杆的数量可以是一根或对称设置的多根，例如可以在转动机构3的正上方或正下方设置一根弹性插杆，也可在转动机构3的周围对称设置两根或更多，设置多根的时候一定要对称设置在转动机构3的周围，且弹性插杆的长度方向要与转轴32的轴向平行，这样才可使转动机构3受到均匀的周向作用力，以保证转动机构3的转动及复位均可稳定进行。本实施例中，弹性插杆为一具有弧状凸起的U形弹性插杆5，采用弹簧钢制造而成，其弧状凸起的弧度与圆柱形转轴32的弧度相配合形成卡箍端51，卡箍在转轴32边缘，其两个端头作为插接端52插装在连接座1相对应的插孔中。采用这一特殊结构的弹性插杆，安装方便，其插接位和卡箍位均不需任何固定件和限位导向件，即可完成安装，其插接端52和卡箍端51在插杆形变及转轴32转动过程中均不会发生应力集中的现象，延长了弹性插杆的使用寿命。U形弹性插杆5的弧形凸起与转轴32的弧度相配合，且其具有两个长条状插接端52，长条状插接端52对称设置于转轴32的两侧，与转轴32轴向平行，并抵靠在转动机构3的紧固座34上，其插接端52插接在连接座相对应的插孔中，此结构的弹性插杆不仅起到了复位预平衡的功能，其还与紧固座34相配合，对转轴32起到了限位的功能，防止转轴32在转动过程中发生轴向偏移，造成磨损，以及转动不灵活。在转动机构3发生转动时，U形弹性插杆5会产生形变，在外力消失后，U形弹性插杆5会迫使两个转轴32自动复位，因此在没有外力的时候，第一脚踏装置21和第二脚踏装置22会自动归位到同一平面上，完成了预平衡，便于电动平衡车的自平衡和使用，因此再次使用时，电动脚踏车的自平衡不会出现平衡点不对，能够快速高效的完成自平衡。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6，本实施例中连接座1的截面为具有弧度的三角形，这一设置使整个电动平衡车的机构更美观紧凑，且可兼备相关功能，连接座的的正面设置有一提手6，提手6呈圆弧形，与连接座1外壳的弧度相同,提手包括安装端61和手握端62，安装端61通过安装轴63安装在连接座1上，手握端62能够以安装轴63为固定支点上提和下压，以使提手6离开和扣合在连接座1上，连接座1上设置有轻触开关13，所述轻触开关13用于控制电动平衡车车轮驱动装置的开启与关闭，提手6扣合在连接座1时，轻触开关13接通，提手6离开连接座1时，轻触开关13断开。通过提手6与连接座1的配合，当使用者提起提手6对电动平衡车进行转移时，轻触开关13断开，车轮停止转动，方便电动平衡车的转移，转移完成后，将提手6扣合在连接座1上，轻触开关13接通，电动平衡车车轮恢复转动，即可正常使用。提手6与连接座1之间设置有锁定机构，所述锁定机构靠近手握端62。锁定机构的设置，能够使提手6扣合在连接座1时处于固定状态，避免提手6移动，造成轻触开关13断开，使车轮停止转动，影响电动平衡车的正常运行。本实施例的锁定机构为锁销7，锁销7结构简单，操作方便，当然也可采用其他锁定机构，锁销7包括弹簧按钮71、插销槽72、弹簧插销73，弹簧插销73设置在连接座1上，并伸出连接座1的上端面，提手6下端面的相应位置设置有与弹簧插销73相配合的插销槽72，提手6的上端面开设有按钮槽，用于容纳弹簧按钮71，弹簧按钮71内端通过按压柱74与延伸至插销槽72内的弹簧插销73接触，插销槽72内还设置有插销锁紧机构。弹簧插销73一端位于连接座1外壳内，另一端伸出连接座1的上端面，提手6扣合在连接座1时，弹簧插销73插入提手上的插销槽72，对提手6进行锁定，弹簧插销73上设置有限位杆75，抵靠在连接座1的上端面内壁上对弹簧插销73进行限位，当需要提起提手6时，按下弹簧按钮71，弹簧按钮71带动按压柱74向下运动，迫使弹簧插销73向连接座1内部运动，从而离开插销槽72，解除对提手6的锁定。插销槽72和弹簧插销73均沿水平向设置，插销槽72和弹簧插销73的设置方向与提手6的可移动方向成一定角度，能够有效的将提手6锁定在连接座1上，防止电动平衡车在运行过程中因振动而使提手6弹起，轻触开关13断开，使车轮停止转动，影响电动平衡车正常运行。插销槽72内还设置有一导向槽，导向槽方便弹簧插销73插入插销槽72中，同时锁紧弹簧插销73对弹簧插销73做进一步限位，从而进一步提高提手6扣合在连接座1上时的稳固性，保证轻触开关13处于接通状态，使电动平衡车运行稳定。安装座1设置有与提手6形状相配合的容纳槽14用于容纳提手6，便于提手6的扣合，可以使提手6和连接座1完美结合，减小了电动平衡车的体积，且使整体结构紧凑美观，并进一步对提手6进行了限位，防止其在电动平衡车运行过程中左右晃动，影响轻触按钮13的接通。为进一步保证电动平衡车在行进过程中的稳定性，避免行进过程中由于轻触开关13的按钮弹起，而使电动平衡车突然停止，连接座1内还设置有测速装置和控制器，当电动平衡车的车速大于8km/h时，即使轻触开关13的按钮弹起，车轮也不会停止转动，只有当需要转移电动平衡车，将车速降至8km/h以下时，轻触开关13才可控制电动平衡车车轮驱动装置的开启与关闭。提手6的手握端61侧面设有若干凹槽，便于手握。

参见图1、图2、图9车轮组件4包括轮体41，轮轴411，驱动装置，轮轴411自所述轮体41中央位置延伸而出，轮体41通过轮轴411转动连接于脚踏装置2上，驱动装置设于所述轮体41内，所述轮轴411内设有连接所述驱动装置的电缆线，本实施例中的驱动装置采用轮毂电机，将驱动装置直接安装在轮体41内，省略了大量的传动部件，相比单独安装电机的平衡车，更加节省空间，使得电动平衡车的结构更为简单紧凑，获得了更好的空间利用率，同时传动效率得到提高，由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，可以通过左右轮体41的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向。轮体41的上方还设置有挡板49，挡板49的宽度大于轮体41的宽度，挡板49的设置可防止使用者衣服配饰卷入轮体中，提高电动平衡车的使用安全性，且可阻挡水和泥沙飞溅。

轮体41的外侧面由内而外分别设置有底板42、内盖板43、透光板44、外盖板45，其均为圆形且同轴设置，底板42上内嵌式的设置有发光体安装座421，发光体46安装在安装座421上，本实用新型的的发光体46可为LED灯，也可为灯带等其他发光体，可根据需求设置不同的发光体，发光体可以为单个也可为多个，发光体与电源电性连接，电源可以为电动平衡车的电源，也可以为独立设置的电源，如电池；内盖板43上设置有供发光体46穿出的通孔；透光板44与内盖板43之间形成空腔，用于容纳发光体46，透光板44采用亚克力板；透光板44外安装有外盖板45，外盖板45的直径小于透光板44，透光板44的外圈形成发光圈；外盖板45上开设有透光孔47，外盖板45除透光孔47外的其他部分为不透光结构，透光孔47上能够安装具有不同透光造型的造型板48。这一设置可在不改变发光体46和其他结构的情况下，根据个人爱好安装不同的造型板48，从而展示出不同造型的发光效果，增加了电动平衡车的时尚感，且结构简单，制造成本低。

本实用新型的平衡控制系统包括控制器、轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪；电源与控制器连接，控制器分别与轮毂电机驱动电路、加速度传感器、陀螺仪连接，平衡控制系统与轮毂电机以及电源相配合，驱动电动平衡车运行、停止、前进、后退或者转弯。加速度传感器和陀螺仪共同检测平衡车的运动状态，陀螺仪用于检测电动平衡车的车体偏角信息，加速度传感器用于检测电动平衡车的加速度。控制器根据加速度传感器和陀螺仪传递的感测信号驱动轮毂电机，从而决定平衡车是否要改变方向或速度。加速度传感器和陀螺仪的检测技术为现有技术，在此不再赘述。

应该理解，在本实用新型的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具备特定的方位或位置关系，因此不能理解为对本申请的限制。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。