本發(fā)明屬于交通工具領域，尤其是涉及一種踏板控制轉向的自平衡車。

背景技術：

自平衡車作為短程代步工具，得到了廣泛的應用，自平衡車主要有獨輪自平衡車和兩輪自平衡車，其中：

兩輪自平衡車，隨著身體的傾斜，可以隨心所欲地控制行駛速度及前進方向。其運作原理是建立在“動態(tài)穩(wěn)定”的基本原理上，以內(nèi)置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿態(tài)狀態(tài)，透過精密且高速的中央處理器計算出適當?shù)闹噶詈螅?qū)動馬達來達到平衡效果。

但是，為了方便操作者控制方向，通常在自平衡車的中部設置有豎直方向的支架，支架上端設置把手，操作者通過旋轉把手帶動支架的旋轉，支架與自平衡車的控制器連接，控制器根據(jù)支架的角度信號對車輪進行轉向作業(yè)。換言之，操作者必須通過手部的操作控制自平衡車的轉向，無法通過腳步動作控制自平衡車轉向，操作不夠靈活，且把手和支架導致自平衡車的整體機構較為笨重和復雜。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種踏板控制轉向的自平衡車，以解決現(xiàn)有技術中的自平衡車的轉向必須借助于支架、整體結構較為笨重和復雜以及操作不夠靈活的問題。

本發(fā)明公開了一種踏板控制轉向的自平衡車,包括：車體、設置于所述車體上方的兩個腳踏板和設置于所述車體兩側的驅(qū)動輪，兩個所述腳踏板分別通過軸承與所述車體轉動連接；還包括聯(lián)動機構、檢測機構和控制機構，其中：

所述聯(lián)動機構的兩端通過設置于所述腳踏板下方的轉軸與所述腳踏板連接，用于保持兩個所述腳踏板同步旋轉，并將所述腳踏板的角度變化量傳遞至所述檢測機構；

所述檢測機構與所述聯(lián)動機構和所述車體相連接，用于根據(jù)所述聯(lián)動機構的角度變化量得到角度信號,并將所述角度信號傳遞至所述控制機構；

所述控制機構根據(jù)所述角度信號提取相應的控制指令，所述控制指令用于驅(qū)動所述車體沿踏板旋轉的方向轉向。

更進一步地，所述聯(lián)動機構包括同步拉桿和搖臂，所述同步拉桿的兩端通過設置于所述腳踏板下方的轉軸與兩個所述腳踏板連接，所述搖臂的一端與所述同步拉桿的中部鉸接，所述搖臂的另一端與所述檢測機構鉸接；

同步拉桿在所述腳踏板的驅(qū)動作用下沿所述同步拉桿的長度方向擺動，以驅(qū)動所述搖臂圍繞所述檢測機構擺動，所述搖臂的擺動驅(qū)動所述檢測機構旋轉并將所述搖臂的角度變化量傳遞至所述檢測機構。

更進一步地，還包括有防護裝置,所述防護裝置蓋合于所述檢測機構上方。

更進一步地，所述聯(lián)動機構設置為同步拉桿，所述同步拉桿的兩端通過設置于所述腳踏板下方的轉軸與兩個所述腳踏板連接。

更進一步地，至少一個所述檢測機構與所述腳踏板連接，所述檢測機構根據(jù)所述腳踏板的角度變化量得到角度信號。

更進一步地，所述檢測機構包括：

角度檢測裝置，用于檢測所述聯(lián)動機構的角度變化量；

復位件，用于在所述驅(qū)動輪的轉向作業(yè)完成后，驅(qū)動所述聯(lián)動機構朝向與所述腳踏板初始旋轉方向相反的方向運動，以使所述聯(lián)動機構復位。

更進一步地，所述角度檢測裝置設置為角度傳感器；

和/或，

所述復位件設置為彈性元件。

更進一步地，還設置有姿態(tài)傳感器，所述姿態(tài)傳感器用于檢測操作者的重心信號，并將所述重心信號傳遞至所述控制機構以使所述自平衡車前進或者后退。

更進一步地，至少一個所述腳踏板下方設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測壓力信號，并將所述壓力信號傳遞至所述控制機構，以使所述自平衡車進入就緒狀態(tài)。

更進一步地，還包括有電池組，所述電池組設置于所述車體的下方。

結合以上技術方案，由于本發(fā)明提供了一種踏板控制轉向的自平衡車，包括：車體、設置于車體上方的腳踏板、設置于車體兩側的驅(qū)動輪，兩個腳踏板分別通過軸承與車體轉動連接。還包括：聯(lián)動機構、檢測機構和控制機構。聯(lián)動機構設置于車體內(nèi)部，聯(lián)動機構的兩端通過設置于所述腳踏板下方的轉軸與所述腳踏板連接，用于保持兩個所述腳踏板同步旋轉，并將所述腳踏板的角度變化量傳遞至所述檢測機構。檢測機構與聯(lián)動機構和控制機構連接，用于根據(jù)所述聯(lián)動機構的角度變化量得到角度信號,并將所述角度信號傳遞至所述控制機構。控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，所述控制機構根據(jù)所述角度信號提取相應的控制指令，所述控制指令用于驅(qū)動所述車體沿踏板旋轉的方向轉向。

具體而言，在操作者使用本發(fā)明提供的自平衡車的過程中，當需要進行轉彎操作時(例如左轉彎或者右轉彎)，操作者身體轉向，并帶動腳踏板朝向操作者轉向的方向旋轉。腳踏板的旋轉力矩帶動聯(lián)動機構運動，檢測機構采集聯(lián)動機構的角度信號，并將角度信號傳遞至控制機構，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，該控制指令用于驅(qū)動所述車體沿踏板旋轉的方向轉向，以此實現(xiàn)了自平衡車的轉向操作，且可根據(jù)實際使用情況靈活操作。

且本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車省略了支架的設置，聯(lián)動機構、檢測機構和控制機構均可集成于車體內(nèi)部，腳踏板設置于車體上部，因而，本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車的整體結構較為小巧和緊湊。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車的整體機構示意圖；

圖2為實施例1提供的踏板控制轉向的自平衡車的分解示意圖；

圖3為實施例1提供的踏板控制轉向的自平衡車的另一分解示意圖；

圖4為實施例2提供的腳踏板控制轉向的自平衡車的分解示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車在直線狀態(tài)下的原理圖；

圖6為本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車在轉向狀態(tài)下的原理圖；

圖7為本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車在直線狀態(tài)下的俯視圖；

圖8為本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車在轉向狀態(tài)下的俯視圖。

附圖標記：

1-車體； 2-腳踏板； 3-驅(qū)動輪；

4-聯(lián)動機構； 5-檢測機構； 6-電池組；

7-軸承； 8-防護裝置； 9-壓力傳感器；

21-第一腳踏板； 22-第二腳踏板 41-同步拉桿；

42-搖臂； 71-第一軸承； 72-第二軸承。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例1

本實施例的目的在于提供一種踏板控制轉向的自平衡車，該自平衡車由踏板控制轉向，操作者僅需通過自身旋轉帶動踏板旋轉，即可實現(xiàn)自平衡車的轉向，操作簡單易行。

具體而言，

請一并參照圖1、圖2和圖3，包括：車體1、設置于車體1上方的腳踏板2、設置于車體1兩側的驅(qū)動輪3，兩個腳踏板2分別通過軸承與車體1轉動連接。還包括：聯(lián)動機構4、檢測機構5和控制機構。聯(lián)動機構4設置于車體1內(nèi)部，聯(lián)動機構4的兩端通過設置于腳踏板2下方的轉軸與腳踏板2連接，用于保持兩個腳踏板2同步旋轉，并將腳踏板2的角度變化量傳遞至檢測機構5。檢測機構5與聯(lián)動機構4和控制機構連接，用于根據(jù)聯(lián)動機構4的角度變化量得到角度信號,并將角度信號傳遞至控制機構?？刂茩C構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向。

在操作者使用本發(fā)明提供的自平衡車的過程中：當需要進行轉彎操作時(例如左轉彎或者右轉彎)，操作者身體轉向，并帶動腳踏板2朝向操作者轉向的方向旋轉。腳踏板2的旋轉力矩帶動聯(lián)動機構4運動，檢測機構5采集聯(lián)動機構4的角度變化量，根據(jù)角度變化量得到角度信號，并將角度信號傳遞至控制機構，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向，以此實現(xiàn)自平衡車的轉向操作。

該實施例的可選方案中，腳踏板2包括有第一腳踏板21和第二腳踏板22，第一腳踏板21和第二腳踏板22分別用于操作者左腳和右腳踩踏。第一腳踏板21下方的軸承7設置為第一軸承71，第二腳踏板22下方的軸承7設置為第二軸承727。第一腳踏板21通過第一軸承71與車體1連接，第二腳踏板22通過第二軸承727與車體1連接。

該實施例的可選方案中，聯(lián)動機構4包括同步拉桿41和搖臂42，同步拉桿41的兩端通過設置于腳踏板2下方的轉軸與第一腳踏板21和第二腳踏板22連接，搖臂42的一端與同步拉桿41的中部樞接，搖臂42的另一端與檢測機構5樞接。搖臂42在同步拉桿41的擺動作用下圍繞檢測機構5旋轉，以使搖臂42的角度變化量傳遞至檢測機構5。

上述可選方案中，搖臂42遠離同步拉桿41的一端設置為環(huán)狀結構，環(huán)狀結構與檢測機構5的軸相連接。

上述可選方案中，腳踏板2朝向軸承7的端面上設置有與軸承7配合的圓環(huán)形凸臺。軸承7包括有上端蓋、下端蓋和中間環(huán)。腳踏板2下端面的圓環(huán)形凸臺卡接于上端蓋與下端蓋之間的圓形空間內(nèi)并由中間環(huán)固定。作為另一種變形形式，腳踏板2與軸承7通過軸連接，軸的上端與腳踏板2的下端面連接，連接方式不限定為卡接、螺紋連接或者樞接等。軸承7套裝在軸上。

上述可選方案中，車體1在對應于第一腳踏板21和第二腳踏板22的位置上開設有通孔。第一軸承71、第二軸承72和聯(lián)動機構4位于車體1的腔體內(nèi)，且第一腳踏板21的下部穿過通孔與第一軸承71連接，第二腳踏板22的下部穿過通孔與第二軸承72連接。更進一步地，車體1在第一腳踏板21和第二腳踏板22之間還開設有通孔，檢測機構5穿過第一腳踏板21和第二腳踏板22之間的通孔與搖臂42連接，此時，檢測機構5位于車體1上部的第一腳踏板21和第一腳踏板21之間。

聯(lián)動機構4的工作過程詳述如下：

當需要向左轉向時，操作者身體向左旋轉，腳踏板2隨之向左旋轉，具體而言，第一腳踏板21和第二腳踏板22在同步拉桿41的作用下同步向左旋轉，同步拉桿41在其長度方向上從第一腳踏板21向第二腳踏板22的方向運動，與此同時，搖臂42與同步拉桿41連接的端部在同步拉桿41的帶動下向第二腳踏板22的方向運動，從而帶動搖臂42另一端旋轉，搖臂42的旋轉運動使檢測機構5旋轉，從而實現(xiàn)了將搖臂42的角度變化量傳遞至檢測機構5的過程。

當需要向右轉向時，操作者身體向右旋轉，腳踏板2隨之向右旋轉，具體而言，第一腳踏板21和第二腳踏板22在同步拉桿41的作用下同步向右旋轉，同步拉桿41在其長度方向上從第二腳踏板22向第一腳踏板21的方向運動，與此同時，搖臂42與同步拉桿41連接的端部在同步拉桿41的帶動下向第一腳踏板21的方向運動，從而帶動搖臂42另一端旋轉，搖臂42的旋轉運動使檢測機構5旋轉，從而實現(xiàn)了將搖臂42的角度變化量傳遞至檢測機構5的過程，(請參照圖6和圖8)。

需要說明的是：本發(fā)明所稱的順時針和逆時針是參照說明書附圖，從自平衡車上方向下方觀測的方向。

為了有效防護檢測裝置，避免檢測裝置遭受外部的機械損傷，還設置有防護裝置8，防護裝置8蓋合于檢測機構5上方。更進一步地，防護裝置8設置為拱形的殼體結構，檢測機構5位于拱形殼體的容納腔內(nèi)，防護裝置8與車體1可拆卸連接。

該實施例的可選方案中，檢測機構5包括角度檢測裝置和復位件。角度檢測裝置用于檢測聯(lián)動機構4的角度變化量；復位件用于在驅(qū)動輪3的轉向作業(yè)完成后，驅(qū)動聯(lián)動機構4朝向與腳踏板2初始旋轉方向相反的方向運動以使聯(lián)動機構4復位。

作為較優(yōu)的實施方式，角度檢測裝置設置為角度傳感器，角度傳感器檢測到角度變化量后將角度變化量傳遞至控制裝置。

作為較優(yōu)的實施方式，復位件設置為彈片，優(yōu)選地，彈片設置為鋼板彈片。更為優(yōu)選地，鋼板彈片包括有主鋼板彈片和與主鋼板彈片平行設置的若干副鋼板彈片，在工作過程中，副鋼板彈片可以有效提高主鋼板彈片的彈性回復力，提高抗疲勞強度。

設置復位件的原因在于：

由于自平衡車在轉向作業(yè)完成后，聯(lián)動機構4無法主動回位。當操作者再次操作自平衡車時，需要手動調(diào)整以使聯(lián)動機構4回位。因而在檢測機構5內(nèi)部還設置有復位件。復位件在受到檢測機構5的旋轉作用力時累積有反向蓄力，在檢測機構5停止旋轉時，復位件的蓄力使得檢測機構5朝向相反方向旋轉，以使檢測機構5回復到初始位置，與此同時，聯(lián)動機構4回復到初始位置。

該實施例的可選方案中，至少一個腳踏板2下方設置有壓力傳感器9，壓力傳感器9用于檢測壓力信號，壓力傳感器9用于檢測壓力信號，并將上述壓力信號傳遞至控制機構，以使自平衡車進入就緒狀態(tài)。

該實施例的可選方案中，自平衡車的車體1內(nèi)還設置有姿態(tài)傳感器，姿態(tài)傳感器用于檢測操作者的重心信號，并將上述重心信號傳遞至控制機構，控制機構接收上述重心信號后提取相應的控制命令，驅(qū)動輪3在上述控制命令的作用下前進或者后退(請參照圖5和圖7)。

該實施例的可選方案中，車體1下部還進一步包括有電池組6，上述電池組6與車體1兩側的驅(qū)動輪3、壓力傳感器9、檢測機構5和控制機構電連接。為了進一步提高本發(fā)明提供的自平衡車的集成度，可將電池組6集成于車體1內(nèi)部。電池組6優(yōu)選設置為蓄電池。

實施例2

該實施例是與實施例1相并列的另一優(yōu)選方案，在區(qū)別技術特征之外的實施例1所公開的技術方案屬于本實施例所公開的范圍，在區(qū)別技術特征之外的實施例1所公開的技術方案不再重復描述，本實施例與實施例1的區(qū)別技術特征在于：聯(lián)動機構4的結構不同，

具體而言，

請一并參照圖1和圖4，包括：車體1、設置于車體1上方的腳踏板2、設置于車體1兩側的驅(qū)動輪3，兩個腳踏板2分別通過軸承與車體1轉動連接。還包括：聯(lián)動機構4、檢測機構5和控制機構。聯(lián)動機構4設置于車體1內(nèi)部，聯(lián)動機構4的兩端通過設置于腳踏板2下方的轉軸與腳踏板2連接，用于保持兩個腳踏板2同步旋轉，并將腳踏板2的角度變化量傳遞至檢測機構5。檢測機構5與聯(lián)動機構4和控制機構連接，用于根據(jù)聯(lián)動機構4的角度變化量得到角度信號,并將角度信號傳遞至控制機構?？刂茩C構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向。

在操作者使用本發(fā)明提供的自平衡車的過程中，當需要進行轉彎操作時(例如左轉彎或者右轉彎)，操作者身體轉向，并帶動腳踏板2朝向操作者轉向的方向旋轉。腳踏板2的旋轉力矩帶動聯(lián)動機構4運動，聯(lián)動機構4的角度變化量傳遞至檢測機構，檢測機構根據(jù)上述角度變化量得到角度信號，并將上述角度信號傳遞至控制機構，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，該控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向，以此實現(xiàn)了自平衡車的轉向操作。

該實施例的可選方案中，聯(lián)動機構4包括同步拉桿41，同步拉桿41的兩端通過設置于腳踏板2下方的轉軸與兩個腳踏板2連接。至少一個檢測機構5與腳踏板2連接，檢測機構5根據(jù)腳踏板2的角度變化量得到角度信號。

上述可選方案中，優(yōu)選地，設置有兩個檢測機構5，兩個檢測機構5分設于第一腳踏板21和第二腳踏板22下方，更為具體地，兩個檢測機構5設置于第一腳踏板21和第二腳踏板22下方的車體內(nèi)部。第一腳踏板21和第二腳踏板22的角度變化量傳遞至檢測機構5，檢測機構5根據(jù)角度變化量得到角度信號，并將角度信號傳遞至控制機構。同步拉桿41用于保證第一軸承71和第二軸承72旋轉的幅度一致，從而保證兩個檢測機構5測得的角度數(shù)據(jù)一致。當然，出于節(jié)省成本方面的考量，檢測機構5也可以僅設置為一個。

結合實施例1和實施例2，本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自行車，由于包括：車體1、設置于車體1上方的腳踏板2和設置于車體1兩側的驅(qū)動輪3，兩個腳踏板2分別通過軸承與車體1轉動連接。還包括聯(lián)動機構4、檢測機構5和控制機構。聯(lián)動機構4、檢測機構5和控制機構。聯(lián)動機構4設置于車體1內(nèi)部，聯(lián)動機構4的兩端通過設置于腳踏板2下方的轉軸與腳踏板2連接，用于保持兩個腳踏板2同步旋轉，并將腳踏板2的角度變化量傳遞至檢測機構5。檢測機構5與聯(lián)動機構4和控制機構連接，用于根據(jù)聯(lián)動機構4的角度變化量得到角度信號,并將角度信號傳遞至控制機構?？刂茩C構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向。

具體而言，

在操作者使用本發(fā)明提供的自平衡車的過程中：

當需要進行轉彎操作時(例如左轉彎或者右轉彎)，操作者身體轉向，并帶動腳踏板2朝向操作者轉向的方向旋轉。腳踏板2的旋轉力矩帶動聯(lián)動機構4運動，檢測機構5采集聯(lián)動機構4的角度信號，并將角度信號傳遞至控制機構，控制機構根據(jù)角度信號提取相應的控制指令，該控制指令用于驅(qū)動車體1沿踏板旋轉的方向轉向，以此實現(xiàn)了自平衡車的轉向操作。

當需要進行前進或者后退操作時，操作者身體前傾或者后仰，相應地，操作者身體重心前傾或者后仰?？刂茩C構內(nèi)部的姿態(tài)傳感器檢測到重心變化并將采集到的信號傳遞至控制機構，控制機構控制驅(qū)動輪3前進或者后退，以此實現(xiàn)了自平衡車的前進或者后退操作。

本發(fā)明提供的自平衡車，一方面，通過踏板即可控制轉向，操作簡單。另一方面，省略了支架的設置，聯(lián)動機構、檢測機構和控制機構均可集成于車體內(nèi)部，腳踏板設置于車體上部，因而，本發(fā)明提供的踏板控制轉向的自平衡車的整體結構較為小巧和緊湊。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。