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，采用上述踏板结构。

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，包括踏板本体、踏板转动板、踏板支撑板和弹性件，其中，所述弹性件设置在所述踏板支撑板上，与所述踏板转动板抵接，所述弹性件的形变点位于所述踏板转动板的转动轴线两侧；所述踏板转动板与所述踏板本体联动配合，相对所述踏板支撑板转动并挤压所述弹性件的形变点，所述弹性件配置成使所述踏板转动板复位的运动趋势。

优选地，所述踏板转动板与所述踏板支撑板转动配合，之间设有转动组件，所述转动组件包括弧形面和弧形槽；所述弧形面和所述弧形槽中的一者位于所述踏板转动板朝向所述踏板支撑板的一面上，另一者位于所述踏板支撑板朝向所述踏板转动板的一面上，所述弧形面与所述弧形槽配合使所述踏板转动板相对所述踏板支撑板在一定范围内转动并挤压所述弹性件。

优选地，所述踏板转动板与所述踏板支撑板之间设有防脱组件；所述防脱组件包括旋转固定孔、固定柱以及压紧件；所述旋转固定孔设置在所述踏板转动板上，所述固定柱设置在所述踏板转动板的转动轴线方向上或关于所述踏板转动板的转动轴线对称设置；所述固定柱位于所述旋转固定孔中，所述旋转固定孔为椭圆形孔，长度大于所述固定柱的外径，宽度与所述固定柱的外径相适配，使固定柱在所述旋转固定孔有相对活动的空间；所述压紧件从所述踏板转动板的上方与所述固定柱连接，使所述踏板转动板与所述踏板支撑板连接且不影响所述踏板转动板转动。

优选地，所述旋转固定孔与所述压紧件的接触面为弧面；所述压紧件为螺丝。

优选地，所述踏板支撑板上设有基座，所述弧形面或所述弧形槽设置在所述基座上，所述弹性件为弹片式结构，包括两端的形变部和中间的安装部，所述形变点位于所述形变部上；所述基座上设有安装位，用于与所述弹性件的安装部连接，安装所述弹性件，所述弹性件的形变部与所述踏板转动板的底面相抵，具有使所述踏板转动板复位的运动趋势。

优选地，所述形变部与所述踏板转动板的底面固定连接。

优选地，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，另一者位于所述踏板转动板上，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。

优选地，所述踏板转动板上表面设有灯条安装槽，下方设有控制电路板，所述踏板转动板上设有用于过线的通孔；所述踏板本体上设有灯盖和灯盖安装孔，所述灯盖与所述灯条安装槽对应设置。

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，包括车体、车轮、控制模块和电源，所述车体包括壳体和上述踏板结构，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；所述壳体包括上壳体和下壳体，所述踏板支撑板与所述上壳体连接固定。

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性件靠近踏板转动板设置，踏板转动板在转动时直接挤压弹性件，弹性件实时产生弹性形变，而在踏板本体和踏板转动板不再施加力之后，弹性件的弹力使踏板本体和踏板转动板复位；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性件设置得离踏板转动板的转动轴线更近，踏板转动板转动相同角度但弹性件的形变更小，避免弹性件形变过大导致的回弹不及时和回弹量不足的问题，且安装方式更简单，结构紧凑，节省空间。而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，此时弹性件被踏板转动板挤压形变，当踩踏信号消失时，弹性件快速回弹，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和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踏板转动板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的踏板支撑板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的固定柱与旋转固定孔的配合示意图；

图7为本实用新型实施例的踏板本体的结构示意图；

图8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、按压块；14、卡扣；15、灯盖；16、灯盖安装孔；17、弹簧安装柱；20、踏板转动板；21、弧形槽；22、旋转固定孔；23、压紧件；24、弹片固定柱；25、薄膜开关；251、薄膜开关安装槽；26、卡槽；27、灯条；271、灯条安装槽；272、通孔；28、控制电路板安装柱；29、弹簧安装槽；30、踏板支撑板；31、弹性件；311、安装部；312、形变部；32、转动轴；321、弧形面；33、基座；331、固定柱；332、安装位；34、电路板容纳孔；35、踏板支撑板安装孔；40、车体；41、上壳体；411、穿孔；42、下壳体；43、车轮；44、控制电路板；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8，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，踏板结构中的弹性件靠近踏板转动板设置，且使弹性件的形变点位于转动轴线的两侧，踏板转动板在被踩踏转动时，会使弹性件的形变点产生形变，从而产生回弹力，此时，由于弹性件靠近转动轴线，产生的形变较小，回弹快，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。

如附图1至附图7所示，本实用新型设计了一种踏板结构，还包括踏板本体10、踏板转动板20、踏板支撑板30和弹性件31，其中，弹性件31设置在踏板支撑板30上，与踏板转动板抵接；弹性件包括形变点，形变点可以位于踏板转动板的转动轴线的上方两侧，将踏板转动板的转动轴线设低即可；也可以位于转动轴线的下方两侧，也可以与转动轴线齐平，位于转动轴线的水平两侧。踏板转动板20与踏板本体10联动配合，相对踏板支撑板30转动并挤压弹性件31的形变点，弹性件31配置成使踏板转动板20复位的运动趋势。

弹性件31可以为直板型弹片，也可以为“w”型弹片或者“v”型弹片。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，抵接指的是踏板转动板在对弹片具有一定压力时与弹片相抵，比如有人站在踏板本体和踏板转动板上对踏板本体和踏板转动板施力，或转动踏板本体和踏板转动板时，踏板本体和踏板转动板与弹片的两端相抵，在踏板本体和踏板转动板无施加压力时，踏板转动板可以与弹片抵接或微小间隙配合。踏板转动板与弹片相抵可以防止踏板本体和踏板转动板晃动，也可使踏板本体和踏板转动板的转动角度检测更准确。

当对踏板本体10和踏板转动板20施力，踏板本体10和踏板转动板20联动配合，一同转动，同时，踏板转动板20在转动时挤压其下方的弹性件31，使弹性件31发生形变，在踏板本体10和踏板转动板20上的力消失后，踏板本体10和踏板转动板20在弹性件31的作用下复位至水平。弹性件31设置在踏板支撑板30上，踏板支撑板30不仅用于承载弹性件31，其上还有与踏板转动板20相匹配的转动部件，用于支撑踏板转动板20，并使其相对踏板支撑板30转动。

更具体地说，踏板转动板20与踏板支撑板30转动配合，之间设有转动组件，转动组件包括弧形面321和弧形槽21；弧形面321和弧形槽21中的一者位于踏板转动板20朝向踏板支撑板30的一面上，另一者位于踏板支撑板30朝向踏板转动板20的一面上，弧形面321与弧形槽21配合使踏板转动板20相对踏板支撑板30在一定范围内转动并挤压弹性件31。如附图1、附图2、附图4和附图5所示出的具体示例中，弧形面321设置在踏板支撑板30上，弧形槽21设置在踏板转动板20的底面，其中，踏板支撑板30的弧形面321位于基座33的半圆凸台上，半圆凸台即为转动轴32，踏板转动板20的转动轴线与半圆凸台的转动轴线重合，踏板转动板20绕转动轴32转动。转轴槽为半圆凹槽，转动轴32为半圆凸台，轮廓相适配，但其中一个的弧面更大，具有相对转动空间，使踏板转动板20可以相对踏板支撑板30转动。如附图5所示，踏板支撑板30上设有两个基座33，前后设置，两个基座33上均设有半圆凸台，使踏板转动板20转动更稳定。其中一个基座33上设有弹性件31的安装位332。

为了进一步保证踏板转动板20转动稳定，需要保证踏板转动板20与踏板支撑板30不分离，因此，踏板转动板20与踏板支撑板30之间设有防脱组件；防脱组件包括旋转固定孔22、固定柱331以及压紧件23；旋转固定孔22、固定柱331和压紧件23一一对应；旋转固定孔22设置在踏板转动板20上，固定柱331设置在踏板转动板20的转动轴32线方向上或关于踏板转动板20的转动轴32线对称设置。固定柱331的数量可以一个或两个或更多，旋转固定孔22的位置和数量与固定柱331对应。当固定柱331的数量为1个或2个，设置在转动轴线方向上，即设置在踏板支撑板30的转动轴32中间位置，两个固定柱331分别位于两个基座33的转动轴32，旋转固定孔22的数量与固定柱331的数量固定，两个旋转固定孔22分别设置在踏板转动板20上两个间隔设置的弧形槽21的中间位置，两个旋转固定孔为前后设置。当固定柱331关于转动轴线对称设置时，至少有两个，分别设置在踏板支撑板30的左右两侧，旋转固定孔22的数量和位置与固定柱331对应，压紧件23的数量也与固定柱331对应。压紧件23从上至下与固定柱331锁紧，将踏板转动板20与踏板支撑板30连接。

以固定柱331的数量为两个，且前后设置为例，如附图2、附图4、附图5和附图6所示，固定柱331位于旋转固定孔22中，旋转固定孔22为椭圆形孔，长度大于固定柱331的外径，宽度与固定柱331的外径相适配，使固定柱331在旋转固定孔22中有相对于长度方向的活动空间或者有与踏板旋转板同时旋转的空间；压紧件23从踏板转动板20的上方与固定柱331连接，使踏板转动板20与踏板支撑板30连接且不影响踏板转动板20转动。更具体地说，压紧件23的顶部位于旋转固定孔22的上表面上，与旋转固定孔22的上表面接触但不锁紧，优选地，为减小压紧件23与旋转固定孔22的摩擦力，使压紧件在上面转动，旋转固定孔22与压紧件23的接触面为弧面；压紧件23为螺丝，与固定柱331螺纹连接，也可以在螺丝与固定柱之间设置垫片。

在一些实施例中，弧形面321或弧形槽21设置在踏板支撑板30的两个基座33上，其中一个基座33上设有用于安装弹性件31的安装位332，更具体地说，弹性件31为弹片式结构，包括两端的形变部312和中间的安装部311，弹性件31可以为直板型弹片，也可以为“w”型弹片或者“v”型弹片。形变点位于形变部312上，安装部311通过螺丝固定在基座33的安装位332上；弹性件31的形变部312与踏板转动板20的底面相抵，具有使踏板转动板20复位的运动趋势，在踏板转动板20转动时，其底面与形变部312接触并抵压，使形变部312变形蓄力。优选地，形变部312通过螺丝与踏板转动板20的底面固定连接，使形变部312与踏板转动板20始终保持紧密贴合，形变部312的形变程度与踏板转动板20的转动角度一致，避免弹性件31在长期使用后因出现金属疲劳而无法回弹，还可以防止踏板与踏板旋转板底部的碰撞磨损。形变部312与踏板转动板20的固定连接方式有多种，比如螺丝固定，或卡块卡接等，如附图4所示，踏板转动板20下侧具有弹片固定柱24，用来将弹片与踏板转动板20通过螺丝固定牢固，并承接踏板转动板20与弹片之间的转动力和回弹力。

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，当人站在踏板结构上时，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。当人体不在踏板结构上时，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上设有弹簧安装柱17，踏板转动板20上设有弹簧安装槽29，弹簧12的两端分别位于弹簧安装柱17和弹簧安装槽29中。

人体检测模块的形式结构有多种，比如，人体检测模块包括薄膜开关25和按压块13，薄膜开关25和按压块13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13按压触发薄膜开关25。如附图2、附图3和附图7所示出的具体示例中，踏板本体10下侧形成有凸出的按压块13，用于在人体踩踏作用下按压薄膜开关25，按压块13的位置和形状根据薄膜开关25的形状匹配。踏板转动板上设有用于安装薄膜开关的薄膜开关安装槽251。

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25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25按压消失，产生不站人信号。

又比如，在另一些实施例中，人体检测模块包括光电开关和触点，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上具有触点，触点通过相应的通孔穿过踏板转动板20后与控制电路板44上的光电开关产生配合，输出站人信号。

在一些实施例中，为显示踏板结构或装在有踏板结构的设备的工作状态，踏板结构包括灯条27，踏板转动板20上表面设有灯条安装槽271，下方设有控制电路板44，踏板转动板20上设有用于过线的通孔272；踏板本体上设有灯盖15和灯盖安装孔16，灯盖15与灯条安装槽271对应设置。灯条安装槽271设置在踏板转动板20的中间位置，对于一些具有两个前后设置的旋转固定孔22的踏板转动板20来说，其中一个旋转固定孔22可能会与灯条安装槽271冲突，因此，可以将该旋转固定孔22设置在灯条安装槽271内，且高度低于灯条安装槽271的底面，不影响灯条27的安装。

更具体地说，灯盖15的边沿凸起与灯盖安装孔16内的边沿凸起配合，将灯盖15固定在踏板本体上。而为了将踏板本体10和踏板转动板20活动连接在一起，踏板本体10下侧具有卡扣14，用来将踏板本体10固定在踏板转动板20上，对应的，踏板转动板20上设有卡槽26，卡扣14卡入卡槽26后不能脱出，但可以在卡槽26中上下移动。优选地，踏板本体下侧还具有弹簧安装柱17，用来固定弹簧12的一端，卡扣14与弹簧安装柱17的数量为四个并且呈矩形分布，当然也可以根据实际情况进行设置。

如附图8所示，本实用新型还设计了一种平衡车，包括车体40、车轮43、控制模块和电源45，车体40包括壳体和上述踏板结构，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，根据踏板结构的转动输出信号以控制车轮43的电机转动；壳体包括上壳体41和下壳体42，踏板支撑板30与上壳体41连接固定。

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30上的转动轴32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，此时弹片被踏板转动板20压缩形变，当踩踏信号消失时，弹片回弹，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。

踏板转动板20下侧具有控制电路板安装柱28，用来通过螺丝将控制电路板44紧固在踏板转动板20下侧。而为了避免踏板转动板20带动控制电路板44转动时与踏板支撑板30发生干涉，踏板支撑板30上设有电路板容纳孔34，供控制电路板44穿过，两个基座33分别设置在电路板容纳孔34的两侧。

壳体包括上壳体41和下壳体42，为了固定踏板支撑板30，踏板支撑板30边缘设有踏板支撑板安装孔35，用于将踏板支撑板30固定在上壳体41上，这样便将整个踏板结构固定在车体40上了。当然也可以将踏板支撑板30与上壳体41一体成型。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，用于增大摩擦力和提高踩踏舒适度。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。