一种多功能便携式单人电动小车的制作方法

本发明属于电动车技术领域，尤其是涉及一种多功能便携式单人电动小车。

背景技术：

目前，随着人们的生活水平的提高，人们对生活的享受就更加注意，在人们旅游观光时常常会骑代步小车，但有的时候看见美丽的风景会下车进行拍摄或者有的时候骑累后会想走一走，但这时候小车反而成为一种累赘，鉴于此，若是能够设计一种可以方便折叠或可实现自动跟随的小车，在人们不需要它的时候可以实现自动跟随功能的话，那么将会大大降低该困扰。

但是现有的折叠小车多是仅限于非电动的小型单车或一些代驾亲睐使用的一次折叠电单车，由于其多是仅能够折叠车把部分，而使得即使折叠后，也需要占用大量的横向空间或竖直方向空间，使得依然存在一定的局限性。

另外，对于自动跟随功能而言，如今，国内自动跟随小车自主研发产品越来越多，但大多数结构复杂，经济实用性低，使用功能与性能不尽人意。市面上存在少数采用基于红外定位的小车，但这种小车只应用红外定位，误差产生的可能很大，一旦附近的人较多就会出现无法找出正确的路线进行跟随，一旦超出定位系统的距离就会发生无法跟随的现象。

技术实现要素：

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种方便携带、具有折叠功能且空间占用小、使用人性化的多功能便携式单人电动小车。

为了实现上述的技术方案，本发明所采用的技术方案为：

一种多功能便携式单人电动小车，包括车架、车把、转轴、轴承座、轴承、前轮、一对后轮、座包和支撑杆，所述的轴承座固定设于车架前端，轴承固定在轴承座上，所述的转轴穿过轴承并固定，转轴下端与前轮转动连接，车把与转轴上端固定连接，所述的一对后轮分别转动连接在车架后端两侧，所述支撑杆的下端固定在车架上端，其上端与座包下侧中心固定连接，其还包括轮毂电机、轮毂电机控制器和电源，所述车架的上端面设有覆盖件，覆盖件的边缘延伸至车架边缘且轮廓与车架边缘轮廓相适应，所述转轴的上部设有带有锁止机构的第一折叠铰链且转轴的上部可围绕第一折叠铰链沿接近覆盖件方向翻折，所述支撑杆的下端通过带有锁止机构的第二折叠铰链与车架连接，所述的前轮通过减震器与转轴下端转动连接，且所述的轮毂电机设于前轮中并与轮毂电机控制器电连接，所述的电源固定在覆盖件下方的车架上并与轮毂电机控制器通过导线电连接，电源与轮毂电机控制器之间连接的导线上还设有控制按钮。

作为一种可能的实施，进一步，支撑杆为带有锁止功能的伸缩杆。

作为一种可能的实施，进一步，其还包括与一对后轮一一对应连接的辅助驱动机构，所述的辅助驱动机构还与电源电连接。

优选的，所述的辅助驱动机构包括步进电机、车轮轴承座、联轴器、步进电机控制器和单片机，所述的车轮轴承座固定设置在车架与后轮的转动连接部上，且车轮轴承座上设有后轮轴承，所述的后轮通过轴与后轮轴承内圈固定连接，所述步进电机的驱动端通过联轴器与轴连接并用于驱动后轮旋转，所述的步进电机控制器与步进电机电连接，所述的单片机分别与电源和步进电机控制器电连接。

作为一种可能的实施，进一步，本方案还包括远程控制终端，所述的单片机上还设有通讯模块或gps模块且该通讯模块或gps模块用于与发送操作指令的远程控制终端电连接。而需要说明的是，随着社会需求的日益丰富，在单片机上集成通讯模块，例如：wifi模块、运营商的2g\3g\4g\5g模块在单片机上设置来接收无线终端传输的指令已是非常成熟的技术，而本方案仅是利用单片机来控制辅助驱动机构的步进电机进行启动运行，因此，其电路连接亦是非常常规的，便不做赘述。

作为一种可能的实施，进一步，所述的轮毂电机控制器还设有控制键，该控制键设置于车把上。

作为一种可能的实施，进一步，其还包括至少一个位置传感器和至少一个信号接收器，位置传感器设于车架上且其为两个以上时，为呈阵列设于车架上，信号接收器设于车架上且其为两个以上时，为呈阵列设于车架上，所述的位置传感器和信号接收器均与单片机电连接。可以通过一特定的发射器，例如声波发射器或红外发射器等，进行发出特定频率或波段的信号，然后通过信号接收器进行接收感应，位置传感器还可以进行定位小车的所在位置，实现行程跟踪等，而作为一种可能的选择，位置传感器可以选用gps模块进行使用，由于采用gps模块进行位置定位的方式是较为常见的方式，而本方案的创新点在于位置传感器在新场景下的应用而获得了意想不到的效果或先进的效果，因此不再赘述其定位机理和电路连接。

作为一种可能的实施，进一步，所述的电源为锂电池。

作为一种可能的实施，进一步，所述的支撑杆可围绕第二折叠铰链翻转至与车架上方的覆盖件贴合。

作为一种可能的实施，进一步，所述的车架为铝合金管或不锈钢管焊接拼合而成，且其内部为密闭结构。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本发明方案通过巧妙性利用第一折叠铰链和第二折叠铰链分别将转轴和支撑杆可翻折成与车架上的覆盖件贴合收纳的形式，使得其在需要将小车收纳起来时，可以先解除第一折叠铰链的锁止后，将转轴上部围绕第一折叠铰链翻转至与车架上方的覆盖件贴合，采用伸缩杆的支撑杆可以围绕第二折叠铰链翻转至与车架上方的覆盖件贴合；使得小车在折叠后，体积占用大大减小，另外，为了使其能够具备跟随功能，还设置了位置传感器进行辅助，其中，位置传感器可以是超声波传感器或红外线测距传感器或无线电模块进行联合设置，通过三者将收集的信号进行拟合或择优进行输出，达到单片机控制辅助驱动机构推动小车跟随特定的使用者，而拟合或择优的形式可以设置优先级，例如，三者传递反馈的数据不一致时，选择超声波传感器反馈的数据进行下达或选择红外线测距传感器进行或选择无线电模块，而红外线传感器还可以进行判别距离，使得跟随距离能够得到一定程度上的控制，不仅如此，本发明方案还具有如下优点：

1、方便人们便携式携带，通勤时可携带至其他交通工具，或携带至公司、家中为小车充电；

2、能节省空间，在公司或家中充电时占地空间小；

3、通过位置传感器赋予一定的跟随功能，可为使用者节省携带小车时的精力，也可帮使用者搬运部分东西；

4、位置传感器还可以通过无线电进行人车定位，一旦远离一定距离开始自动跟随功能；

5、具有避障功能，小车采用红外系统与超声波系统进行避障；

6、增设通讯模块实现了遥控功能，加上小车采用信号接收模块和单片机，因此可以实现使用者的遥控指令。

该便携式电动小车，可用于各种生活场景。骑行时使用方便、轻便灵活。不骑行时，若有行李，则可以将行李放置于车身上开启跟随功能实现自动跟随，在旅游过程中可大大方便使用者，自由观光、拍照，小车紧随其后为使用者运载行李；若无行李，可直接折叠车架座椅，开启跟随功能，减小占用空间，方便生活。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明方案做进一步的阐述：

图1为电动小车的整体轴测图；

图2为电动小车的整体侧视图；

图3为电动小车的整体仰视图；

图4为本发明的简要控制原理示意图。

具体实施方式

如图1至4之一所示，本发明多功能便携式单人电动小车，包括车架22、车把1、转轴25、轴承座3、轴承、前轮23、一对后轮9、座包6和支撑杆11，所述的轴承座3固定设于车架前端22，轴承固定在轴承座3上，所述的转轴25穿过轴承并固定，转轴25下端与前轮23转动连接，车把1与转轴25上端固定连接，所述的一对后轮9分别转动连接在车架22后端两侧，所述支撑杆11的下端固定在车架22上端，其上端与座包6下侧中心固定连接，其还包括轮毂电机5、轮毂电机控制器14和电源13，所述车架22的上端面设有覆盖件8（可以是一块金属板或一块硬质塑料板），覆盖件8的边缘延伸至车架22边缘且轮廓与车架22边缘轮廓相适应，所述转轴25的上部设有带有锁止机构的第一折叠铰链2且转轴的上部可围绕第一折叠铰链2沿接近覆盖件8方向翻折，即转轴25是上部和下部分体式结构，第一折叠铰链2可以是带有锁止功能的合页型铰链，转轴25下部与第一折叠铰链2一侧固定，转轴25上部与第一折叠铰链2另一侧固定，第一折叠铰链2在两侧贴合后，其可以通过插销或其他约束件将其两侧约束固定，使得转轴25翻转至笔直的状态供正常使用，所述支撑杆11的下端通过带有锁止机构的第二折叠铰链7与车架22连接，第二折叠铰链7的结构形式可以与第一折叠铰链2一致，便不赘述，所述的前轮23通过减震器4与转轴25下端转动连接，且所述的轮毂电机5设于前轮23中并与轮毂电机控制器14电连接，所述的电源13固定在覆盖件8下方的车架22上并与轮毂电机控制器14通过导线电连接，电源13与轮毂电机控制器14之间连接的导线上还设有控制按钮（例如，开关），作为一种可能的实施，进一步，所述的轮毂电机控制器14还设有控制键，该控制键设置于车把1上，其可以与控制按钮集成在一个面板上设置于车把1上，而这是行业现有常规的方案，便不赘述，作为一种可能的选择方案，所述的电源13为锂电池。

其中，为了便于使用者进行高度调节，作为一种可能的实施，进一步，支撑杆11可以为带有锁止功能的伸缩杆，例如，带有管夹锁扣的伸缩杆，通过管夹锁扣进行锁定伸缩长度，使其实现座包6的高度调节，而座包可以采用塑料材质也可以采用真皮材质或者其他纤维材质成型。

本方案转轴25和车架22、支撑杆11和车架22的连接形式，使得所述的转轴25上部可围绕第一折叠铰链2翻转至与车架22上方的覆盖件8贴合，所述的支撑杆11可围绕第二折叠铰链7翻转至与车架22上方的覆盖件8贴合。

为了提高车架22的结构强度，作为一种可能的实施，进一步，所述的车架22为铝合金管或不锈钢管焊接拼合而成，且其内部为密闭结构，通过密闭结构，使得车架22遇到较大压力时，其内部的空气不会发生漏出，因此，能起到一定的提高强度作用。

除上述所提及方案的便携性功能外，为了使得电动小车具备一定的自动跟随能力，其还可以通过如下方案进行叠加以实现简单的跟随功能。

作为一种可能的实施，本方案还包括与一对后轮9一一对应连接的辅助驱动机构，所述的辅助驱动机构还与电源电连接；优选的，所述的辅助驱动机构包括步进电机19、车轮轴承座15、联轴器16和单片机20（两个辅助驱动机构的单片机可以集成到一块，但是其控制功能是既可以单独控制，也可以同步控制的，这种工业常有的方式，本领域技术人员应当明白，便不再赘述），所述的车轮轴承座15固定设置在车架22与后轮9的转动连接部上，且车轮轴承座15上设有后轮轴承，所述的后轮9通过轴24与后轮轴承内圈固定连接，所述步进电机19的驱动端通过联轴器16与轴24连接并用于驱动后轮9旋转，所述的单片机20分别与电源13和步进电机19电连接，而为了便于控制，步进电机19还可以连接一个步进电机控制器18进行控制，即，通过单片机20发指令给步进电机控制器18来实现步进电机19的控制，其中，步进电机控制器18的主要功能是控制步进电机19进行正反旋转和控制其旋转速度。

结合参见图4，作为一种可能的实施，进一步，本方案还包括远程控制终端，所述的单片机20上还设有通讯模块且该通讯模块用于与发送操作指令的远程控制终端电连接。而需要说明的是，随着社会需求的日益丰富，在单片机20上集成通讯模块，例如：wifi模块、运营商的2g\3g\4g\5g模块在单片机上设置来接收无线终端传输的指令已是非常成熟的技术，而本方案仅是利用单片机20来控制辅助驱动机构的步进电机19进行启动运行，因此，其电路连接亦是非常常规的，便不做赘述。

进一步，本方案还包括至少一个位置传感器17和至少一个信号接收器21，位置传感器17设于车架22上且其为两个以上时，为呈阵列设于车架22上，信号接收器21设于车架22上且其为两个以上时，为呈阵列设于车架22上，所述的位置传感器17和信号接收器21均与单片机20电连接。可以通过一特定的发射器，例如声波发射器或红外发射器，或具有相应发射功能的终端等，进行发出特定频率或波段的信号，然后通过信号接收器21进行接收感应，位置传感器17还可以进行定位小车的所在位置，实现行程跟踪等，或者，位置传感器17还可以选用gps模块进行使用，由于采用gps模块进行位置定位的方式是较为常见的方式，而本方案的创新点在于位置传感器在新场景下的应用而获得了意想不到的效果或先进的效果，因此不再赘述其定位机理和电路连接。

通过上述方案，其使用方法如下：

使用者在乘骑过程中坐在皮质座包6上，通过车把1转动转轴25绕转轴轴承座3进行转向，通过车把1上的控制面板控制轮毂电机控制器14进而控制轮毂电机5驱动整车行驶。在行驶过程中，减震器4可缓冲路面反馈的震动。通过车头的第一折叠铰链2的翻折铰链将车把向后翻折平放至车身覆盖件8上，通过将车架22与座包6连接的第二折叠铰链7和座包6与支撑杆11连接的位置设置第三折叠铰链10可以将座包6向前翻折贴于车身覆盖件8上，而通过旋转车把1方向亦可将车把1向前翻折，形成前倾状态，完成拖动姿态调整，即可通过拖动车把拖行收纳后的小车，便于携带。

使用者还可根据个人身高调节座椅伸缩调节杆11来保证乘坐舒适性。车架22可以用于承受使用者和自身重量以及安装和搭载其余零部件，而车架22前端可以通过一斜向上延伸的延伸杆与轴承座3固定连接，使得前轮23可以便于设置稍大一些外径的规格，便于行驶。

在使用者下车后需要小车自动跟随时，其可以通过位置传感器17进行测距和位置感应后将信号传输至单片机20，单片机20处理信号后将指令传输至步进电机控制器18，步进电机控制器18控制步进电机19执行相应指令。步进电机19将扭矩传递至联轴器16，再由联轴器16进一步传递至后轮9上，通过地面摩擦力驱动整车。

在使用者需要遥控小车时，信号接收器21接收到使用者通过远程终端发来的信号后将信号通过通讯模块传输至单片机20，单片机20处理信号后将指令传输至步进电机控制器18，步进电机控制器18控制步进电机19执行相应指令。步进电机19将扭矩传递至联轴器16，再由联轴器16进一步传递至后轮9上，通过地面摩擦力驱动整车。

需要说明的是，本发明方案所提及的传感器、接收器、单片机等零部件均是采用现有行业中常见的配件，其选型和电路连接亦是常规连接形式，并非特定配件或定制部件，因此，不再进行赘述，而本发明方案的核心在于将其整合用于实现了更为巧妙灵活的功能，而其所达到的技术效果亦是之前未见报道的。

以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范。