一种踏板结构及平衡车的制作方法

本实用新型涉及平衡车技术领域，尤其涉及一种踏板结构及平衡车。

背景技术：

电动平衡车，又叫体感车、思维车等。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“动态平衡”的基本原理上。电动平衡侧基于“动态稳定”的原理，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器判断车身所处的姿势状态，通过精密且高速的中央微处理器计算适当的指令，驱动电机进行姿态调整，保持系统的平衡。

平衡车的前进，转向控制由踏板的转动、回弹完成。但是目前踏板的转动及其回弹，结构复杂，安装效率低，转动后回弹效果差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种踏板结构，回弹效果好。

本实用新型的目的之二在于提供一种平衡车，包括上述踏板结构。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种踏板结构，包括踏板组件和弹片，其中，所述弹片设置在悬空架上，两端与所述踏板组件抵接；所述踏板组件相对所述悬空架转动并挤压所述弹片；所述弹片配置成使所述踏板组件复位的运动趋势。

优选地，所述悬空架上设有弹片安装位，所述弹片的中部与所述弹片安装位连接，两端悬空；所述悬空架上还设有转轴槽，所述踏板组件包括转轴；所述转轴嵌入所述转轴槽中使所述踏板组件相对所述悬空架转动。

优选地，踏板结构还包括转轴防脱板，所述转轴防脱板覆盖在所述转轴的上方；所述转轴防脱板包括转轴凹槽和固定部，所述转轴凹槽与所述转轴适配，所述固定部用于使所述转轴防脱板与所述转轴槽相对静止。

优选地，所述踏板组件上设有转轴安装槽；所述转轴位于所述转轴安装槽的中间，所述转轴防脱板的固定部穿过所述转轴安装槽与所述悬空架连接；一个所述悬空架上设有两个所述转轴槽，两个所述转轴槽分别位于所述弹片安装位的两侧；所述转轴防脱板的数量为两个，分别与一个所述转轴槽对应，所述转轴安装槽和所述转轴防脱板对应；所述踏板组件上设有弹片安装槽，所述弹片安装槽位于所述踏板组件的中间，所述转轴的数量为两个，分别位于所述弹片安装槽的两侧；所述转轴槽与所述转轴对应设置，所述转轴防脱板与所述转轴对应设置。

优选地，踏板结构还包括中间架，所述悬空架设置在中间架上。

优选地，所述踏板组件包括踏板本体和踏板转动板；所述踏板本体与所述踏板转动板间隙配合，且之间设有弹簧，弹簧的一端与所述踏板本体相抵，另一端与所述踏板转动板相抵；所述踏板转动板或所述踏板本体上设有人体检测模块，当所述踏板本体靠近所述踏板转动板时，所述人体检测模块触发，所述弹簧具有使所述踏板本体复位的运动趋势。

优选地，所述人体检测模块包括薄膜开关和按压块，所述薄膜开关和所述按压块中的一者位于所述踏板本体上，另一者位于与所述踏板转动板连接的控制电路板上，当所述踏板本体靠近所述踏板转动板时，所述按压块按压触发所述薄膜开关；

或者

所述人体检测模块包括光电开关和触点，所述光电开关和所述触点中的一者位于所述踏板本体上，另一者位于与所述踏板转动板连接的控制电路板上，当所述踏板本体靠近所述踏板转动板时，所述触点触发所述光电开关。

本实用新型的目的之二采用如下技术方案实现：

一种平衡车，包括壳体、车轮、电源和控制模块，还包括至少一个上述的踏板结构，所述踏板结构设置在所述壳体上，所述控制模块和所述电源位于所述壳体内，所述电源与所述控制模块连接，所述控制模块包括控制电路板，所述踏板结构与所述控制电路板联动配合，根据所述踏板结构的转动输出信号以控制所述车轮的电机转动。

优选地，所述踏板结构为两个，设置在所述壳体的左右两侧；两个所述踏板结构的中间架连接固定或为一体式结构；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述中间架设置在所述上壳体和所述下壳体之间并与所述上壳体和/或所述下壳体连接固定。

优选地，所述中间架的底部设有第一车轴槽和车轴安装板，所述车轴安装板上设有第二车轴槽，所述第一车轴槽和所述第二车轴槽用于容纳所述车轮的车轴；所述控制电路板位于所述中间架的下方，并通过连接柱与所述踏板转动板连接，跟随所述踏板转动板转动；所述中间架上设有供所述连接柱穿过和转动的通孔；所述通孔为椭圆形孔。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的踏板结构将弹片靠近踏板组件设置，踏板组件在转动时直接挤压弹片，弹片实时产生弹性形变，而在踏板组件不再施加力之后，弹片的弹力使踏板组件复位；相对于现有的在一踏板两端或四角下方分别设置弹簧的结构，本实用新型的踏板结构将弹片的两端与踏板组件抵接，转动相同角度但弹片的形变更小，避免了弹片形变过大导致的回弹不及时和回弹量不足的问题，且采用了体积更小的弹片，使整个踏板结构的结构紧凑，节省空间，安装方式更简单。应用了该踏板结构的平衡车，踏板本体通过踏板转动板转动，产生操控信号，使平衡车运行，此时弹片被踏板转动板挤压形变，当踩踏信号消失时，弹片快速回弹，使得踏板本体回到初始位置，保证平衡车的正常运行，防止产生回弹不及时以及回弹量不足导致的平衡车失控问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的踏板结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的踏板结构的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例的踏板本体与踏板转动板的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例的中间架与弹片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的踏板结构与控制电路板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的踏板转动板的结构示意图，其显示了踏板转动板上装有薄膜开关的结构；

图7为本实用新型实施例的平衡车的爆炸结构示意图。

图中：10、踏板本体；11、踏皮；12、弹簧；13、触点；14、卡扣；15、第一弹簧安装槽；20、踏板转动板；21、转轴；211、转轴安装槽；22、弹片安装槽；221、凸边；222、弹片安装孔；223、抵接台；23、转轴防脱板；231、转轴凹槽；232、固定部；24、第二弹簧安装槽；25、卡槽；26、连接柱；27、第一光电开关孔；28、薄膜开关；281、第一过线孔；282、薄膜开关安装位；30、中间架；31、弹片；311、安装部；312、形变部；313、第三光电开关孔；32、悬空架；321、弹片安装位；322、凸沿；323、转轴槽；33、通孔；34、第二光电开关孔；35、第一车轴槽；36、车轴安装板；361、第二车轴槽；37、第二过线孔；41、上壳体；411、穿孔；42、下壳体；43、车轮；431、车轴；44、控制电路板；441、光电开关；45、电源。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型进行更为详细的描述，需要说明的是，以下参照附图对本实用新型进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本实用新型中的具体含义。

参看附图1至附图7，本实用新型实施例的踏板结构及平衡车将在接下来的描述中被阐明，其中，将弹片的两端与踏板组件抵接，使踏板组件相对弹片转动时会挤压弹片，使弹片变形蓄力；弹片靠近踏板组件设置，转动相同角度但弹片的形变更小，避免了弹片形变过大导致的回弹不及时和回弹量不足的问题。

如附图1至附图6所示，本实用新型设计了一种踏板结构，包括踏板组件和弹片31，其中，弹片31设置在悬空架32上，两端与踏板组件抵接；踏板组件相对悬空架32转动并挤压弹片；弹片配置成使踏板组件复位的运动趋势。

本实施例中的抵接包括直接相抵和微小间隙配合的情况，在实际应用中，抵接指的是踏板组件在对弹片具有一定压力时与弹片相抵，比如有人站在踏板组件上对踏板组件施力，或转动踏板组件时，踏板组件与弹片的两端相抵，在踏板组件无施加压力时，踏板组件可以与弹片抵接或微小间隙配合。踏板组件与弹片相抵可以防止踏板组件晃动，也可使踏板组件的转动角度检测更准确。

在一些实施例中，弹片的中部与悬空架固定，两端相对悬空架悬空，在踏板转动板转动时，弹片的两端发生形变；弹片31可以为直板型弹片，也可以为“w”型弹片或“v”型弹片；弹片31包括两端的形变部312和中间的安装部311，悬空架32上设有弹片安装位321，用于安装弹片31。更具体地说，弹片31通过螺丝固定在悬空架32上，且弹片安装位321的上表面低于悬空架32的上表面，使弹片安装位321两侧具有凸沿322，凸沿322对弹片31起限定作用，防止弹片31转动。

在另一些实施例中，悬空架中间设有形变槽，踏板组件在相对悬空架转动时，挤压弹片位于形变槽上的部分，使弹片的中部变形，提供踏板组件复位的力，更具体地说，踏板组件朝向弹片的一面设有挤压块，踏板组件转动时，挤压块对弹片中部进行挤压使弹片发生形变，形变槽提供了弹片的形变空间。

踏板组件包括踏板本体和踏板转动板，踏板本体10和踏板转动板20需要相对悬空架32转动，因此，悬空架32的上表面上设有转轴槽323，踏板转动板20上设有转轴21，转轴槽323为半圆槽，转轴21为半圆凸台或圆柱，轮廓相适配，均包括有弧面，但其中一个的弧面更大，使踏板转动板20具有转动空间，转轴21可相对转轴槽323转动；转轴21可以与踏板转动板20为一体式结构，也可以为分体式结构。

为防止踏板转动板20与悬空架32分离，踏板结构还包括转轴防脱板23，转轴防脱板23覆盖在转轴21的上方，将转轴21压在转轴槽323中；转轴防脱板23包括转轴凹槽231和固定部232，转轴凹槽231与转轴21适配，固定部232与悬空架32或中间架连接固定。更具体地说，固定部232通过螺丝与悬空架32或中间架连接固定。

为了安装转轴防脱板，踏板组件上设有转轴安装槽211；柱形的转轴位于转轴安装槽211的中间，朝向转轴槽的一面为圆弧面，转轴防脱板的固定部穿过转轴安装槽211与悬空架或中间架连接，转轴防脱板的转轴凹槽与转轴相适配，固定部与悬空架或中间架固定后，转轴凹槽将转轴压在转轴槽中，保证其不与悬空架分离且可相对悬空架转动。

转轴、转轴槽和转轴防脱板的数量对应。更具体地说，在一些实施例中，转轴的数量为一根，一个悬空架上的转轴槽和转轴防脱板的数量也为一个；在另一些实施例中，转轴为通轴，数量也为一根，但长度贯穿整个踏板组件的踏板转动板，此时，为了保证踏板转动板转动更稳定，一个悬空架上的转轴槽和转轴防脱板的数量为两个，分别位于转轴的两端，对转轴的两端进行固定，此时，悬空架上的弹片安装位设于悬空架的中间位置，两个转轴槽分别位于弹片安装位的两侧，转轴安装槽211和转轴防脱板的数量也为两个，分别位于踏板转动板的两侧，与转轴槽对应设置；而由于弹片位于悬空架的中间位置，未避免弹片干扰转轴转动，需要在悬空架中间和弹片中间设置于转轴相适配的凹槽，增加了加工工序，因此，在采用通轴的情况，一般将弹片设置在悬空架的一端，简化结构，方便加工和组装。

在另一些实施例中，如附图2和附图3所示，转轴的数量为两个，位于踏板转动板的两侧，对应的，一悬空架上设有两个转轴槽，两个转轴槽位于弹片安装位的两侧；转轴防脱板的数量为两个，分别与一转轴槽对应，转轴安装槽211和转轴防脱板对应；踏板转动板上设有弹片安装槽22，弹片安装槽位于踏板转动板的中间，两个转轴分别位于弹片安装槽的两侧；转轴槽与转轴对应设置，转轴防脱板与转轴对应设置。采用这样的结构，不仅解决了踏板转动板的稳定问题，还节省了踏板转动板的材料，降低成本，简化了踏板转动板、悬空架和弹片的结构，方便加工和组装。

如附图2和附图3所示，弹片通过螺丝与弹片安装位固定连接，踏板转动板20中间设有弹片安装孔222，用于安装固定弹片31的螺丝，并且可以节省踏板支撑板的材料。

另外，如附图3所示，踏板转动板20与弹片安装孔222对应的下表面侧边设有凸边221，用于用来卡紧弹片31，凸出边沿的长度与弹片31相同，两侧凸出边沿形成了弹片安装槽22。弹片安装槽22的两端具有抵接台223，用来与弹片31抵接，承受人体的操控压力和弹片31的回弹力。

在一些实施例中，为了安装悬空架32，踏板结构还包括中间架30，用于与平衡车的其他部件连接固定，悬空架32设置在中间架30上，优选地，悬空架32与中间架30一体成型。

在一些应用中，设备具有两个踏板结构，因此，也具有两个悬空架32，此时，两个悬空架32可以设置在同一个中间架30上，两个悬空架32互不干涉，踏板结构可独立控制。

踏板结构除了需要检测转动角度外，还需要检测是否站人。在一些实施例中，踏板本体10与踏板转动板20间隙配合，且之间设有弹簧12，弹簧12的一端与踏板本体10相抵，另一端与踏板转动板20相抵；踏板转动板20或踏板本体10上设有人体检测模块，当踏板本体10靠近踏板转动板20时，人体检测模块触发，弹簧12具有使踏板本体10复位的运动趋势。

更具体地说，如附图3所示，踏板本体10与踏板转动板20之间设置有四个弹簧12，分别在四个拐角处，当人站在踏板上时，踏板本体10向下压缩弹簧12，然后踏板转动板20上的人体检测模块被触发，输出站人信号。当人体不在踏板上时，弹簧12恢复形变，踏板转动板20上的人体检测模块没有被触发，产生不站人信号。

踏板本体10上设有第一弹簧安装槽15，踏板转动板20上设有第二弹簧安装槽24，弹簧12的两端分别位于第一弹簧安装槽15和第二弹簧安装槽24中。

人体检测模块的形式结构有多种，比如，如附图2和附图6所示，人体检测模块包括薄膜开关和按压块，薄膜开关和按压块中的一者位于踏板本体10上，另一者位于踏板转动板20上，当踏板本体10靠近踏板转动板20时，按压块按压触发薄膜开关。踏板本体10下侧形成有凸出的按压块，用于在人体踩踏作用下按压薄膜开关，按压块的位置和形状根据薄膜开关的形状匹配；踏板转动板上设有用于安装薄膜开关28的薄膜开关安装位282和供薄膜开关28的接线通过的第一过线孔281，中间架30上设有供薄膜开关28的接线通过的第二过线孔37。

当人站在踏板上时，踏板本体10向下压缩弹簧12，踏板转动板20上的薄膜开关28被按压，输出站人信号。当人体不在踏板上时，弹簧12恢复形变，踏板转动板20上的薄膜开关按压消失，产生不站人信号。

又比如，在另一些实施例中，如附图2至附图5所示出的具体示例中，人体检测模块包括光电开关441和触点，光电开关和触点中的一者位于踏板本体10上，另一者位于与踏板转动板20的控制电路板44上，当踏板本体10靠近踏板转动板20时，触点触发光电开关。在踏板本体10的底面具有触点13，触点13通过相应的孔穿过踏板转动板20和中间架30后与控制电路板44上的光电开关产生配合，输出站人信号。

踏板本体10上的卡扣14与踏板转动板20上的卡槽25卡接，使得踏板本体10固定在踏板转动板20上，并且踏板转动板20可以随着踏板上的操控信号而旋转，更具体地说，呈矩形分布有四个卡扣和卡槽，保证踏板本体和踏板转动板连接不脱离，并能联动。卡扣14穿过卡槽25，并可在卡槽25中上下移动，但不可脱离卡槽25，保证踏板本体10与踏板转动板20联动配合。

如附图7所示，本实用新型还设计一种平衡车，包括壳体、车轮43、电源45和控制模块，还包括上述实施例的踏板结构，踏板结构设置在壳体上，控制模块和电源45位于壳体内，电源45与控制模块连接，控制模块包括控制电路板44，踏板结构与控制电路板44联动配合，根据踏板的转动输出信号以控制车轮43的电机转动。

踏板经脚的踩踏，踏板本体10通过踏板转动板20沿着踏板支撑板上的转动轴转动，控制电路板44与踏板转动板20连接，控制电路板44同时跟着踩踏转动，控制电路板44上的陀螺仪根据转动输出信号给控制电路板44控制单元，来控制电机的转动。也即踏板本体10通过踏板转动板20的转动，产生操控信号，使平衡车运行，此时弹片31被踏板转动板20压缩形变，当踩踏信号消失时，弹片31回弹，使得踏板回到初始位置，保证平衡车的正常运行，回弹效果好，防止产生回弹不及时以及回弹量不足导致的平衡车失控问题，并且安装方式简单。

如附图7所示，平衡车的踏板一般有两个，设置在壳体的左右两侧；至少其中一个踏板为上述实施例中的踏板结构，即可以两个都采用上述实施例的踏板结构，也可以一个采用上述实施例的踏板结构，另一个采用普通踏板，普通踏板可以相对于壳体静止或转动。当壳体上设有两个上述实施例的踏板结构时，两个踏板结构的中间架30连接固定或为一体式结构；壳体包括上壳体41和下壳体42，中间架30设置在上壳体41和下壳体42之间并与上壳体41和/或下壳体42连接固定。

控制电路板44需要跟随踏板转动板20一起转动，踏板转动板20下侧具有连接柱26，用来通过螺丝将控制电路板44紧固在踏板转动板20下侧。而由于中间架30的存在，控制电路板44需要设置在中间架30的下方，因此，中间架30上设有供连接柱26穿过和转动的通孔33，由于连接柱26需要跟随踏板转动板20转动，通孔33为椭圆形孔，为连接柱26提供转动空间。在一些实施例中，人体检测模块为光电开关，而光电开关设置在控制电路板44上，因此，踏板转动板20上具有第一光电开关孔27，中间架30上具有第二光电开关孔34，弹片31两端设有第三光电开关孔313；踏板本体10在下压时，触点13依次穿过第一光电开关孔27、第二光电开关孔34和第三光电开关孔313。

车轮43通过车轴431与壳体或中间架连接，在一些实施例中，中间架30的底部设有第一车轴槽35和车轴安装板36，车轴安装板36上设有第二车轴槽361，第一车轴槽35和第二车轴槽361用于容纳车轮43的车轴。车轮43的驱动装置为轮毂电机，轮毂电机的车轴安装在第一车轴槽35中，与第一车轴槽35和第二车轴槽361配合，被车轴安装板36压在第一车轴槽35中，与中间架30连接。

上壳体41上设有供踏板本体10穿过的穿孔411，两个穿孔411左右设置，与踏板结构对应；踏板本体10上还设有踏皮11，用于增大摩擦力，还可以提高踩踏舒适度。踏皮可采用硅胶或软质塑料等材料。踏皮11可以粘贴在踏板本体10上，也可以与踏板本体10一体成型。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。