專利名稱：用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輕便車輛，更具體地，是一種用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件。
背景技術：
在輕便車輛的設計中，例如自行車、電動車、以及新興的自平衡兩輪車等，對轉(zhuǎn)向裝置的選擇會考慮到多種因素，這 些因素除轉(zhuǎn)向精確度外，還特別地包括節(jié)省空間、操作多樣、駕駛樂趣等因素，以最大程度地滿足輕便車輛的特點。例如，自平衡兩輪車是一種左右各一個輪，并獨立驅(qū)動的新型車體。它采用精密陀螺儀和加速度傳感器來自動感應人體微小的重心變化，來控制運動和平衡，達到原地回轉(zhuǎn)及行進的目的。作為一種新興的輕便車輛，自平衡兩輪車逐漸成為娛樂、廣場、景區(qū)等場所使用的輕便載人工具。因此，對自平衡兩輪車輕便性和娛樂性的要求也越來越高。在授權公告號為CN201610202U的中國實用新型專利中公開了一種兩輪自平衡電動車，其轉(zhuǎn)向機構包括方向控制手柄和轉(zhuǎn)向控制器，轉(zhuǎn)向控制器設置于人體支撐件底部，操作者通過方向控制手柄，以轉(zhuǎn)向控制器為轉(zhuǎn)軸左右擺動控制方向。如圖1、2所示，是一種利用腳控把手110對自平衡兩輪車I進行控制的方案，其中，圖I中示出了腳控把手110處于收納的狀態(tài)示意圖，圖2示出了腳控把手110處于工作狀態(tài)的示意圖。上述轉(zhuǎn)向軸組件設置于車體10內(nèi)，操作者站立在自平衡兩輪車左右兩側(cè)踏板上，通過腿部左右觸碰轉(zhuǎn)向軸組件而進行轉(zhuǎn)向操作。如圖3所示，常規(guī)地，作為一種替代的方式，把手也可以是手控把手110’，操作者通過轉(zhuǎn)動手柄111’，從而對轉(zhuǎn)向軸組件施加驅(qū)動力而進行轉(zhuǎn)向操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是在現(xiàn)有的輕便車輛轉(zhuǎn)向軸組件的基礎上，提供一種精確度、可靠性及便捷性更佳的改進的轉(zhuǎn)向軸組件。本發(fā)明的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，包括剛性軸，該剛性軸包括一個用于對其施加驅(qū)動力的驅(qū)動端以及一個與該驅(qū)動端相對的連接端；彈性回復機構，該彈性回復機構與該剛性軸的連接端相連接，當對所述剛性軸施加驅(qū)動力使其由初始位置沿軸向轉(zhuǎn)動時，該彈性回復機構受壓迫并存儲扭力，當該驅(qū)動力消失時，所述剛性軸在該存儲的扭力作用下回復到初始位置；其中，該彈性回復機構包括一個底座以及設置于該底座的彈性塊，該剛性軸通過該連接端對該彈性塊施加該壓迫。優(yōu)選地，所述底座包括一個容置槽；所述彈性塊包括一個第一彈性塊和一個第二彈性塊，該第一彈性塊和第二彈性塊固定設置于該容置槽內(nèi)，并且該第一彈性塊和第二彈性塊之間具有一個安裝間隙；所述剛性軸在其連接端設置有一個突出部，該突出部插設于該安裝間隙內(nèi)。
優(yōu)選地，所述容置槽為方形，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為方形，并且所述關出部為方形。優(yōu)選地，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為一體設置。可選地，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為分立設置。優(yōu)選地，所述輕便車輛包括一個把手和車體，所述剛性軸的驅(qū)動端與該把手相連接，并且所述底座與該車體相連接。 優(yōu)選地，所述把手為腳控把手。可選地，所述把手為手控把手。優(yōu)選地，所述輕便車輛為自平衡兩輪車。優(yōu)選地，所述第一彈性塊的外側(cè)設置有用于對該第一彈性塊進行調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構，并且所述第二彈性塊的外側(cè)設置有用于對該第二彈性塊進行調(diào)節(jié)的第二調(diào)節(jié)機構。優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)機構包括第一調(diào)節(jié)塊和第一調(diào)節(jié)螺栓，該第一調(diào)節(jié)塊設置于該容置槽內(nèi)，并與該第一彈性塊相鄰接，并且該第一調(diào)節(jié)螺栓可旋轉(zhuǎn)地設置在所述底座上，并延伸入該容置槽且與該第一調(diào)節(jié)塊相接觸；所述第二調(diào)節(jié)機構包括第二調(diào)節(jié)塊和第二調(diào)節(jié)螺栓，該第二調(diào)節(jié)塊設置于該容置槽內(nèi)，并與該第二彈性塊相鄰接，并且該第二調(diào)節(jié)螺栓可旋轉(zhuǎn)地設置在所述底座上，并延伸入該容置槽且與該第二調(diào)節(jié)塊相接觸。采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件用于輕便車轉(zhuǎn)向，可在轉(zhuǎn)向軸組件中剛性軸的轉(zhuǎn)動完成并且驅(qū)動力消失后，確保剛性軸精確地返回到初始位置，并可增加輕便車輛在沿直線行駛時的穩(wěn)定性。并且該轉(zhuǎn)向軸組件設計緊湊、結構簡單、節(jié)省空間，因此能夠滿足自平衡兩輪車對占用體積方面的苛刻要求。


圖I為具有腳控把手的自平衡兩輪車在折疊狀態(tài)的示意圖；圖2為具有腳控把手的自平衡兩輪車在工作狀態(tài)的示意圖；圖3為具有手控把手的自平衡兩輪車的示意圖；圖4為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件在一個實施方式中的立體示意圖；圖5為圖4中的轉(zhuǎn)向軸組件的打開狀態(tài)的立體示意圖；圖6為圖4中的轉(zhuǎn)向軸組件從另一個視角看去的立體示意圖；圖7為圖4中的轉(zhuǎn)向軸組件沿軸向的剖面示意圖；圖8為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件在另一個實施方式中的打開狀態(tài)的立體示意圖；圖9為圖8中的實施方式在組裝狀態(tài)下的立體示意圖；圖10為圖9中的轉(zhuǎn)向軸組件沿軸向的剖面示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件的結構和工作原理進行詳細說明。如圖4所示，是本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件100的一個實施方式的立體示意圖。該轉(zhuǎn)向軸組件100可設置在自平衡兩輪車等輕便車輛的車體內(nèi)，并可在把手等驅(qū)動手段的驅(qū)動下進行轉(zhuǎn)向操作，當轉(zhuǎn)向軸組件100轉(zhuǎn)向時，可通過檢測裝置對轉(zhuǎn)向軸組件100的轉(zhuǎn)向角度進行檢測，并將檢測結果輸送到輕便車輛的中央控制系統(tǒng)，進而，中央控制系統(tǒng)根據(jù)得到的轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)對輕便車輛左右兩側(cè)的發(fā)動機進行控制，從而達到控制輕便車輛轉(zhuǎn)向的目的。結合圖4-7，轉(zhuǎn)向軸組件100包括剛性軸110以及彈性回復機構120。剛性軸110包括一個用于對其施加驅(qū)動力的驅(qū)動端111以及一個與驅(qū)動端111相對的連接端112。剛性軸Iio通過連接端112實現(xiàn)與彈性回復機構120的連接。并且，通過把手等外部驅(qū)動手段，可以對驅(qū)動端111施加驅(qū)動力，以驅(qū)使剛性軸110轉(zhuǎn)動。彈性回復機構120與剛性軸110的連接端112相連接，如上所述，當對剛性軸110施加驅(qū)動力使其由初始位置沿軸向轉(zhuǎn)動時，彈性回復機構120受壓迫并存儲扭力，當該驅(qū)動力消失時，剛性軸110在該存儲的扭力作用下回復到初始位置。特別結合圖5，彈性回復機構120包括一個底座121以及設置于該底座121的彈性塊122、123，剛性軸110通過其連接端112對彈性塊施加122該壓迫。當剛性軸110轉(zhuǎn)動并對彈性塊122施加壓迫時，彈性塊122、123在驅(qū)動力的作用下產(chǎn)生形變，并可儲存扭力，而 當對剛性軸110施加的驅(qū)動力消失時，鋼性軸110可在彈性塊122、123所存儲的扭力的作用下，重新回復到初始位置。彈性塊122、123可采用具有較好彈性回復力的材料制成，例如、彈性橡膠、彈性體等材料；包括硅橡膠、丁氰橡膠、乙丙橡膠、聚氨酯類彈性體、聚酯類彈性體、聚酰胺類彈性體等等。更具體地，在如圖5、6、7所示的實施方式中，底座121包括一個容置槽124，并且彈性塊122、123包括一個第一彈性塊122和一個第二彈性塊123(文中第一彈性塊和第二彈性塊的表達僅為區(qū)分命名，不具有重要程度、安裝及效果等任何限制性含義)，第一彈性塊122和第二彈性塊123固定設置于該容置槽124內(nèi)，并且第一彈性塊122和第二彈性塊123之間具有一個安裝間隙125 ;相對應地，剛性軸110在其連接端112設置有一個突出部123，突出部123插設于該安裝間隙125內(nèi)。結合圖6，在該優(yōu)選的實施方式中，容置槽124為方形或者大致上為方形，相對應地，第一彈性塊122和第二彈性塊123為方形，并且突出部113也為方形。第一彈性塊122、第二彈性塊123和突出部113的方形設置，可使得施加的驅(qū)動力盡可能地有效率地轉(zhuǎn)化為由第一彈性塊122和第二彈性塊123存儲的扭力，并且采用規(guī)范的方形設置，可以保證在驅(qū)動力消失時，盡可能高地增加剛性軸的回零精度，即確保其精確地回復到初始位置。另外，左右兩個彈性塊122、123的對稱設置，也確保了當不施加驅(qū)動力時車體可以按照直線行走。當然，容易理解，第一彈性塊122、第二彈性塊123也可采用其他合適的形狀，只要滿足其對扭力的存儲以及對剛性軸的回復作用即可。例如，第一彈性塊122、第二彈性塊123也可采用梯形(即橫截面為梯形)或其他不規(guī)則形狀。而突出部113也可對應地采用其它變型形式，以對第一彈性塊122和第二彈性塊123施加壓迫。特別參照圖5，在圖示的實施方式中，第一彈性塊122和第二彈性塊123為分立設置，即分別為單獨的彈性體。但是，第一彈性塊和第二彈性塊也可以為一體設置方式。例如，第一彈性塊和第二彈性塊可通過彈性連接體連接成方形環(huán)的結構，然后剛性軸連接端的突出部插設入該方形環(huán)內(nèi)，以對彈性塊施加壓迫。參照圖5、7，當鋼性軸110轉(zhuǎn)動時，剛性軸110連接端的轉(zhuǎn)動端面114相對于底座的上端面126轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動端面114和上端面126除突出部113外的其他部分彼此之間的摩擦力應盡量小，優(yōu)選地不發(fā)生接觸，當鋼性軸110轉(zhuǎn)動時，突出部113也隨之轉(zhuǎn)動，并對第一彈性塊122和第二彈性塊123施加壓迫，第一彈性塊122和第二彈性塊123由此產(chǎn)生并存儲扭力。當對剛性軸110的驅(qū)動力消失后，在第一彈性塊122和第二彈性塊123的作用下，鋼性軸110發(fā)生回轉(zhuǎn)，直至回復至初始位置(也可稱為零位，表示車輛運動時向正前方或正后方，非轉(zhuǎn)向的位置)。如圖4所示，在剛性軸110上設置有連接孔115，該連接孔可以與輕便車輛的各種驅(qū)動手段相連接，例如把手等，這些驅(qū)動手段可對剛性軸100施加驅(qū)使其轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件100尤其適合于輕便車輛采用腳控把手(參加圖1、2)時的情況。當然，該轉(zhuǎn)向軸組組件也適合于手控把手的情形(參見圖3)。另外，底座120上也設置有固定孔127，通過固定孔127和銷釘，可以將底座固定在輕便車輛的車體上。輕便車輛優(yōu)選地為本實施例中的自平衡兩輪車，也可以是其他類型的輕便車輛，例如自行車、輕便摩托車或電動
本坐
寸O如圖8、9、10所示，是本發(fā)明基于上述實施方式的一個改進方案，在該改進方案中，增加了對兩個彈性塊122、123進行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機構，以對第一彈性塊122和第二彈性塊123之間的突出部113施加調(diào)節(jié)壓迫，從而對剛性軸110的角度進行微調(diào)，這更有利于在安裝調(diào)試時精確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向軸組件的歸零位置。具體地，參見附圖8-10，在該改進的實施方式中，第一彈性塊122的外側(cè)設置有用于對第一彈性塊122進行調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構128(參見圖9、10)，類似地，第二彈性塊123的外側(cè)也設置有用于對第二彈性塊123進行調(diào)節(jié)的第二調(diào)節(jié)機構129。更具體地，繼續(xù)結合圖8、9、10，在該改進方案中，第一調(diào)節(jié)機構128包括第一調(diào)節(jié)塊1281和第一調(diào)節(jié)螺栓1282，第一調(diào)節(jié)塊1281設置于容置槽124內(nèi)，并與第一彈性塊122相鄰接；第一調(diào)節(jié)螺栓1282可旋轉(zhuǎn)地設置在底座121上，并延伸入容置槽124且與第一調(diào)節(jié)塊1281相接觸。同樣地，第二調(diào)節(jié)機構129也包括第二調(diào)節(jié)塊1291和第二調(diào)節(jié)螺栓1292，第二調(diào)節(jié)塊1291設置于容置槽124內(nèi)，并與第二彈性塊123相鄰接，并且第二調(diào)節(jié)螺栓1292可旋轉(zhuǎn)地設置在底座121上，并延伸入容置槽124且與第二調(diào)節(jié)塊1291相接觸。第一調(diào)節(jié)塊1281和第二調(diào)節(jié)塊1291由硬質(zhì)材料構成，以起到良好的作用力傳遞的效果。通過以上設置，第一調(diào)節(jié)機構128和第二調(diào)節(jié)機構129構成繞剛性軸110突出部113中心點的對稱結構。當旋轉(zhuǎn)(包括旋緊操作和放松操作兩種旋轉(zhuǎn)方式)第一調(diào)節(jié)螺栓1282或第二調(diào)節(jié)螺栓1292時，可分別作用于與其對應的第一調(diào)節(jié)塊1291和第二調(diào)節(jié)塊1291，進而作用于與兩個調(diào)節(jié)塊相鄰接的第一彈性塊122和第二彈性塊123，兩個彈性塊受到調(diào)節(jié)機構作用后，對剛性軸110的突出部113的位置進行調(diào)節(jié)，以最終達到對剛性軸110零位精確調(diào)節(jié)的目的。當操作者利用腳控把手等手段對本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件施加驅(qū)動力而使得剛性軸發(fā)生轉(zhuǎn)動時，自平衡兩輪車可利用常規(guī)的檢測裝置對剛性軸的轉(zhuǎn)動角度進行檢測，然后再將檢測數(shù)據(jù)傳輸給自平衡兩輪車控制系統(tǒng)，自平衡兩輪車根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對自平衡兩輪車的左右兩個驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，從而控制對自平衡兩輪車的整體轉(zhuǎn)向。當驅(qū)動力消失時，鋼性軸將回轉(zhuǎn)，這時候自平衡兩輪車控制系統(tǒng)根據(jù)傳輸回來的數(shù)據(jù)將剛性軸最終調(diào)整回初始。
采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件用于輕便車轉(zhuǎn)向，可在轉(zhuǎn)向軸組件中剛性軸的轉(zhuǎn)動完成并且驅(qū)動力消失后，確保剛性軸精確地返回到初始位置。具體地，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件，通過彈性塊設置，可以提供比較穩(wěn)定、均衡和較大的維持停留在中心的壓迫里，由此，可以防止因地面不平而造成的轉(zhuǎn)向移位；駕駛者在轉(zhuǎn)向完成階段，鋼性軸可以精確地回到零位，不會發(fā)生左右晃動；駕駛者即使不施加任何力量，也能夠保持比較穩(wěn)定的前進狀態(tài)。并且，該轉(zhuǎn)向軸組件設計緊湊、結構簡單、節(jié)省空間，因此能夠滿足自平衡兩輪車對占用體積方面的 苛刻要求，并且，由于該組件中彈性回復機構所存儲的扭力較大，因此不需要施加太大的驅(qū)動力，即可完成轉(zhuǎn)向及回復操作，這尤其適合于采用腳控把手的自平衡兩輪車，從而增加了輕便車輛的駕駛樂趣和駕駛體驗。
權利要求
1.一種用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，包括 剛性軸，該剛性軸包括一個用于對其施加驅(qū)動力的驅(qū)動端以及一個與該驅(qū)動端相對的連接端； 彈性回復機構，該彈性回復機構與該剛性軸的連接端相連接，當對所述剛性軸施加驅(qū)動力使其由初始位置沿軸向轉(zhuǎn)動時，該彈性回復機構受壓迫并存儲扭力，當該驅(qū)動力消失時，所述剛性軸在該存儲的扭力作用下回復到初始位置； 其中，該彈性回復機構包括一個底座以及設置于該底座的彈性塊，該剛性軸通過該連接端對該彈性塊施加該壓迫。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于， 所述底座包括一個容置槽； 所述彈性塊包括一個第一彈性塊和一個第二彈性塊，所述第一彈性塊和第二彈性塊固定設置于該容置槽內(nèi)，并且所述第一彈性塊和第二彈性塊之間具有一個安裝間隙； 所述剛性軸在其連接端設置有一個突出部，該突出部插設于該安裝間隙內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述容置槽為方形，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為方形，并且所述突出部為方形。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為一體設置。
5.根據(jù)權利要求2所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述第一彈性塊和所述第二彈性塊為分立設置。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述輕便車輛包括一個把手和車體，所述剛性軸的驅(qū)動端與該把手相連接，并且所述底座與該車體相連接。
7.根據(jù)權利要求I所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述輕便車輛為自平衡兩輪車。
8.根據(jù)權利要求2所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于，所述第一彈性塊的外側(cè)設置有用于對該第一彈性塊進行調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)機構，并且所述第二彈性塊的外側(cè)設置有用于對該第二彈性塊進行調(diào)節(jié)的第二調(diào)節(jié)機構。
9.根據(jù)權利要求8所述的用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，其特征在于， 所述第一調(diào)節(jié)機構包括第一調(diào)節(jié)塊和第一調(diào)節(jié)螺栓，該第一調(diào)節(jié)塊設置于該容置槽內(nèi)，并與該第一彈性塊相鄰接，并且該第一調(diào)節(jié)螺栓可旋轉(zhuǎn)地設置在所述底座上，并延伸入該容置槽且與該第一調(diào)節(jié)塊相接觸； 所述第二調(diào)節(jié)機構包括第二調(diào)節(jié)塊和第二調(diào)節(jié)螺栓，該第二調(diào)節(jié)塊設置于該容置槽內(nèi)，并與該第二彈性塊相鄰接，并且該第二調(diào)節(jié)螺栓可旋轉(zhuǎn)地設置在所述底座上，并延伸入該容置槽且與該第二調(diào)節(jié)塊相接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于輕便車輛的轉(zhuǎn)向軸組件，包括剛性軸，該剛性軸包括一個用于對其施加驅(qū)動力的驅(qū)動端以及一個與該驅(qū)動端相對的連接端彈性回復機構，該彈性回復機構與該剛性軸的連接端相連接，當對所述剛性軸施加驅(qū)動力使其由初始位置沿軸向轉(zhuǎn)動時，該彈性回復機構受壓迫并存儲扭力，當該驅(qū)動力消失時，所述剛性軸在該存儲的扭力作用下回復到初始位置；其中，該彈性回復機構包括一個底座以及設置于該底座的彈性塊，該剛性軸通過該連接端對該彈性塊施加該壓迫。采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)向軸組件用于輕便車轉(zhuǎn)向，可在轉(zhuǎn)向軸組件中剛性軸的轉(zhuǎn)動完成并且驅(qū)動力消失后，確保剛性軸精確地返回到初始位置。
文檔編號B62K11/00GK102923229SQ201210461770
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者沈林, 陳養(yǎng)彬 申請人:上海新世紀機器人有限公司