一种椭圆卡位转动机构及使用该机构的电动平衡车的制作方法

1.本实用新型属于电动平衡车领域，特别是一种椭圆卡位转动机构及使用该机构的电动平衡车。


背景技术：

2.电动平衡车包括左、右两个可以相对转动的活动踏板座，两个活动踏板座各自安装一个配轮毂电机的车轮，两个活动踏板座之间为活动连接并可以相对转动，两个活动踏板座的活动连接和相对转动则是通过左、右各一根转筒一个金属短轴等组件实现，其中两根筒分别转动连接在金属短轴两端，并且两个筒相对金属短轴的转动角度受限，两个活动踏板座各自装于一根筒上，活动踏板座上还设有控制器和陀螺仪等用于感知和调节平衡的组件及电池。这种电动平衡车上包含有两根转筒和金属短轴之间限位转动角度安装的组件结构复杂、成本高，而且安装步骤也很繁琐；同时两根转筒和金属短轴重叠的对接长度短，连接强度弱、可靠性差。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是针对现有电动平衡车上实现两个活动踏板座之间转动连接所用的转动机构存在的结构复杂、成本高，安装步骤繁琐和连接强度及可靠性差等问题，本实用新型提供一种椭圆卡位转动机构及使用该机构的电动平衡车，所述转动机构构造简单、成本低，同时安装方便并且长期使用连接强度高、可靠性佳。
4.本实用新型解决技术问题采用的技术方案：一种椭圆卡位转动机构，包括用于连接左左活动踏板座和右活动踏板座的两个转动件，两个转动件之间可以相对转动，并且两个转动件上各设有一个可对接活动踏板座的安装板，其特征是所述两个转动件为相互套接的内轴和外管，所述外管为一个两端敞口内孔截面呈椭圆形的空心管，内轴穿过外管且两端从外管两端敞口伸出，内轴为一个与外管同轴线的圆轴和其表面轴向延伸的凸筋一体连接而成，所述圆轴的半径尺寸小于椭圆形的短半轴长度，凸筋的外端部到圆轴轴线的径向长度介于椭圆形的短半轴长度和长半轴长度之间，所述内轴穿入外管的端部和同侧的外管敞口端之间设有防松脱的限位结构。本实用新型通过两个相互套接的内轴和外管进行受限的转动连接，构造简单、成本低，同时安装方便并且长期使用连接强度高、可靠性佳。组装时，内轴穿入外管，内轴两端从外管两端敞口伸出，内轴和外管之间有更大的重合长度，较现有短轴两端转动连接两个转筒的对接构造，长期使用连接强度高、可靠好；内轴通过其外壁表面和外管内壁表面之间截面形状配合实现两者之间的相对转动和转动角度的限制，具体是通过外管内孔椭圆形壁面和内轴圆形外表面及其上附加凸筋配合，由于内轴圆形的半径尺寸小于椭圆形短半轴，使得内轴和外管之间有间隙可以相互转动，同时内轴上凸筋外端到圆轴轴线的径向距离又介于椭圆形短半轴和长半轴之间，当内轴转动到其上凸筋外端抵住椭圆形壁面时就无法继续自由转动，同样外管转动到其椭圆形壁面抵住凸筋外端时也
无法继续自由转动；防松脱的限位结构在内轴穿入外管的端部和同侧的外管敞口端之间，作用是防止内轴和外管松脱。
5.作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采用如下技术措施：所述凸筋表面为弧形面，并且凸筋表面和圆轴表面的对接为弧形过渡。弧形面和弧形过渡的作用都是为了方便内轴和外管两者间可以作灵活的相对转动，避免因为表面形状不合适引起两者相对转动的过程发生限位卡死，确保电动平衡车能够正常使用。
6.所述内轴和外管之间的相对转动角度在0
°
～30
°
之间。内轴和外管之间的相对转动角度在该范围之间，可以满足电动平衡车工作需要，只要通过限调节凸筋外端部到轴线的径向距离就能将内轴和外管之间的转动角度限定在设定范围内，前述径向距离越小转动角度越大，反之径向距离越大转动角度越小。
7.所述限位结构为固定于内轴端部的限位件，所述限位件沿外管轴线方向的投影面有部分在外管的椭圆形内孔截面的轮廓外。由于限位件沿外管轴线方向的投影会有部分落在同向投影的椭圆形内孔截面轮廓外，当内轴可能沿其轴向移动使所在端部退向外管敞口端时，限位件能抵住对应的外管敞口端面，进而避免该内轴端部退入外管的内孔，防止内轴和外管之间的松脱，确保两者转动连接安全可靠。
8.所述限位件为设在内轴端部的c形卡环，所述c形卡环嵌设在内轴端部设置的环槽中，且c形卡环的外径尺寸大于所述椭圆形的短轴尺寸。c形卡环作为限位件结构简单，安装方便，只要其外径大于椭圆形短轴，就能确保c 形卡环的投影面同向投影的外管内孔截面，有效防止内轴和外管之间松脱。进一步的，只要限定环槽在内轴端部的位置，就可以改变所在内轴端部伸出对应外管敞口端的长度。
9.所述限位件为穿设在内轴端部的插销或螺母，所述插销或螺母穿入内轴的方向垂直于内轴的轴线，并且插销或螺母至少有一端伸出于内轴外，内轴表面设有和插销或螺母相配的安装孔。除了使用简单的c形卡环外，还可以使用插销或螺母穿设入内轴上实现防松脱，插销和螺母只需要沿垂直内轴轴线方向并保证至少一端露在内轴外，用于抵住外管敞口端进行防脱限位，内轴表面则设有相配的安装孔。进一步的，插销或螺母的最佳安装方向为沿内轴的径向。
10.所述内轴远离限位结构的一端固定沿径向外延的第一挡板，第一挡板上设有一体结构的安装板，外管在对应限位结构的敞口端固定有沿径向外延的第二挡板，第二挡板上设有一体结构的安装板。第一挡板和第二挡板均为径向外延形成，不会影响内轴和外管的套接装配；同时两个挡板上各自设置一体结构的安装板，两个安装板分别用于和左、右两个活动踏板座对接。
11.所述第一挡板上的安装板和第二挡板上的安装板均呈u形，且两个安装板u形敞口相向正对，所述安装板上沿其长度方向设置若干安装孔。u形的安装板，并且两个u形敞口相向正对以及每个安装板上沿长度方向分布若干安装孔，作用都是为了后续方便对接各自的活动踏板座。此外，电动平衡车在使用中内轴和外管之间发生相对转动的情况下，两个安装板的u形敞口会从正对变为错位，两个u形敞口相向正对仅在两个活动踏板座处于同一平面的情况下。
12.一种电动平衡车，包括并排的左活动踏板座和右活动踏板座、连接两个活动踏板座的转动机构以及控制器、陀螺仪、电池，左活动踏板座和右活动踏板座分别安装一个配轮
毂电机的左车轮和右车轮，其特征是所述转动机构前述之一的椭圆卡位转动机构，左活动踏板座和右活动踏板座分别连接在内轴和外管设置的安装板上，或者左活动踏板座和右活动踏板座分别连接在外管和内轴设置的安装板上。电动平衡车使用前述之一的椭圆卡位转动机构活动连接左右两个活动踏板座，两个活动踏板座连接简单，成本低，组装也很方便，长期使用连接强度高、可靠性佳。
13.本实用新型通过两个相互套接的内轴和外管进行受限的转动连接，相较于现有一个短轴两端转动连接两个转筒的对接构造，结构更为简单且成本低，同时安装方，长期使用连接强度高、可靠性佳。
附图说明
14.图1：实施例1的结构爆炸图。
15.图2：实施例1的立体图。
16.图3：实施例1的正面图。
17.图4：图4的右视图。
18.图5：内轴相对外管转动示意图。
19.图6：外管相对内轴转动示意图。
20.图7：实施例2的结构爆炸图。
21.图中：1.内轴、1
‑
1.圆轴、1
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2.凸筋、2.外管、3.安装板、4.c形卡环、 5.第一挡板、6.第二挡板、7.安装孔、8.环槽、9.左活动踏板座、9
‑
1.左上壳体、9
‑
2.左下壳体、10.右活动踏板座、10
‑
1.右上壳体、10
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2.右下壳体、 11.左车轮、12.右车轮。
具体实施方式
22.下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。
23.如图1～6所示，一种椭圆卡位转动机构，包括用于连接左活动踏板座和右活动踏板座的两个转动件，两个转动件之间可以相对转动，并且两个转动件上各设有一个可对接活动踏板座的安装板3，所述两个转动件为相互套接的内轴1和外管2，所述外管2为一个两端敞口内孔截面呈椭圆形的空心管，内轴1穿过外管2且两端从外管2两端敞口伸出，内轴1为一个与外管2同轴线的圆轴1
‑
1和其表面轴向延伸的凸筋1
‑
2一体连接而成，凸筋1
‑
2表面为弧形面，并且凸筋1
‑
2表面和圆轴1
‑
1表面的对接为弧形过渡，圆轴1
‑
1的半径尺寸小于椭圆形的短半轴长度d，凸筋1
‑
2的外端部到圆轴1
‑
1轴线的径向长度β介于椭圆形的短半轴长度和长半轴长度c之间，即d<β<c；所述内轴 1穿入外管2的端部和同侧的外管2敞口端之间设有防松脱的限位结构，限位结构为固定于内轴1端部的限位件，限位件沿外管2轴线方向的投影面有部分在外管2的椭圆形内孔截面的轮廓外，本实施例中的所述限位件为设在内轴1端部的c形卡环4，所述c形卡环4嵌设在内轴1端部设置的环槽8中，且c形卡环4的外径尺寸大于所述椭圆形的短轴尺寸。此外，限位件还可以是穿设在内轴1端部的插销或螺母，插销或螺母穿入内轴1的方向垂直于内轴1的轴线，并且插销或螺母至少有一端伸出于内轴1外，内轴1表面设有和插销或螺母相配的安装孔。
24.进一步的，所述内轴1和外管2之间的相对转动角度α在0
°
～30
°
之间，本实施例中优选相对转动角度α为22
°
；所述内轴1远离限位结构的一端固定沿径向外延的第一挡板5，
第一挡板5上设有一体结构的安装板3，外管2 在对应限位结构的敞口端固定有沿径向外延的第二挡板6，第二挡板6上设有一体结构的安装板3，同时两个安装板3均呈u形，并且两个安装板3u形敞口相向正对，每个安装板3上沿其长度方向设置若干安装孔7。
25.本实用新型通过两个相互套接的内轴和外管进行受限的转动连接，构造简单、成本低，同时安装方便并且长期使用连接强度高、可靠性佳。组装时，内轴穿入外管，内轴两端从外管两端敞口伸出，内轴和外管之间有更大的重合长度，较现有短轴两端转动连接转筒的对接构造，长期使用连接强度高、可靠好；内轴利用其外壁表面和外管内壁表面之间截面形状配合实现两者之间的相对转动和转动角度的限制，
26.因为内轴圆形的半径尺寸小于椭圆形短半轴，内轴和外管之间有间隙可以相互转动，并且内轴上凸筋外端到圆轴轴线的径向距离又介于椭圆形短半轴和长半轴之间，当内轴转动到其上凸筋外端抵住椭圆形壁面时就无法继续自由转动，同样外管转动到其椭圆形壁面抵住凸筋外端时也无法继续自由转动；防松脱的限位结构在内轴穿入外管的端部和同侧的外管敞口端之间，作用是防止内轴和外管松脱。
27.如图7所示，实施例2为一种电动平衡车，包括并排的左活动踏板座9 和右活动踏板座10、连接两个活动踏板座的转动机构以及控制器、陀螺仪、电池，左活动踏板座9和右活动踏板座10分别安装一个配轮毂电机的左车轮 11和右车轮12，其中左活动踏板座9包括上下两半的左上壳体9
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1和左下壳体9
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2，类似的右活动踏板座10也包括上下两半右上壳体10
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1和右下壳体 10
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2，所述转动机构为实施例1中所述的椭圆卡位转动机构，如图中所示本实施例中左活动踏板座9连接外管2设置的对应安装板3上，右活动踏板座 10则连接在内轴1设置的对应安装板3上。此外，左活动踏板座9连接外管 2和右活动踏板座10连接内轴1是可以互换的，只要能够实现两个活动踏板座的转动连接即可。