電動滑板車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電動滑板車，包括滑板本體和與滑板本體底部連接的滾輪，滾輪包括前端的轉(zhuǎn)向輪和后端的動力輪；轉(zhuǎn)向輪與設(shè)置在滑板本體內(nèi)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接；動力輪通過后輪架與滑板本體連接，并由設(shè)置動力單元提供動力；電動滑板車還包括設(shè)置在滑板本體內(nèi)的用于供電的電池和控制單元；控制單元包括微控制器和用于接收外部遙控器的轉(zhuǎn)向命令和速度命令的接收端，接收端的輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端與動力單元連接；轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括與滑板本體通過軸承連接的轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的底部與轉(zhuǎn)向輪連接。本實用新型通過遙控器輸入的指令，由微控制器控制電動滑板車的速度，能夠自由、輕松、智能的實現(xiàn)速度控制，為使用者節(jié)省了體力。
【專利說明】
電動滑板車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種代步工具，具體涉及一種電動滑板車。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源技術(shù)的不斷開發(fā)完善，新型高容量電池技術(shù)有了長足的發(fā)展，使得建立在電池領(lǐng)域之上的各種電動動力交通工具也有了日新月異的進步，各種輕型電動力代步工具層出不窮，極大方便了人們的出行。電動滑板車是一種利用電力驅(qū)動的滑板車，已有的電動滑板車，前輪固定在車架上只能單一向前運行，無法自由在水平方向上轉(zhuǎn)動;在滑行過程中，使用者需要很大的腰部擺動力來驅(qū)使滑板車轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向不方便，不安全，缺乏靈活性；在人離開滑板后，不能實現(xiàn)智能控制，缺乏遙控控制的娛樂性;在滑行過程中震動大，不適合長時間使用，缺乏舒適性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種電動滑板車，能夠自由、輕松、智能的實現(xiàn)速度及方向控制。
[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:一種電動滑板車，包括滑板本體和與滑板本體底部連接的滾輪，其特征在于:所述的滾輪包括前端的轉(zhuǎn)向輪和后端的動力輪;轉(zhuǎn)向輪與設(shè)置在滑板本體內(nèi)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接;動力輪通過后輪架與滑板本體連接，并由設(shè)置動力單元提供動力；
[0005]本電動滑板車還包括設(shè)置在滑板本體內(nèi)的用于供電的電池和控制單元;控制單元包括微控制器和用于接收外部遙控器的轉(zhuǎn)向命令和速度命令的接收端，接收端的輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端與動力單元連接；
[0006]所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)為與滑板本體通過軸承連接的轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的底部與轉(zhuǎn)向輪連接。
[0007]按上述方案，所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)還包括轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)包括固定在轉(zhuǎn)動軸上的永磁鐵，以及與轉(zhuǎn)動軸同心設(shè)置的固定環(huán)，固定環(huán)上分布有若干個用于吸引永磁鐵的軟磁體柱，軟磁體柱與永磁鐵之間設(shè)有一定的間隙，每個軟磁體柱上繞有相互獨立的通電線圈，通電線圈的通斷通過所述的微控制器控制。
[0008]按上述方案，所述的轉(zhuǎn)動軸和轉(zhuǎn)向輪之間設(shè)有連接臂，轉(zhuǎn)動軸與連接臂之間鉸接，轉(zhuǎn)動軸上一點與連接臂上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置。
[0009]按上述方案，所述的后輪架包括相互鉸接的固定架和連接臂，固定架與所述的滑板本體固定，連接臂與所述的動力輪連接；固定架上一點與連接臂上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置。
[0010]按上述方案，所述的滑板本體包括相互可拆卸連接的面板和剛性車架;面板尾部上翹，且面板尾部的下端設(shè)有剎車裝置;所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)和后輪架均與剛性車架連接。
[0011]按上述方案，所述的剎車裝置包括凸起，凸起的末端設(shè)有緩沖材料層。
[0012]按上述方案，所述的滑板前后端設(shè)有夜行燈及照明燈，與所述的微控制器連接。
[0013]按上述方案，所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有加速度傳感器，與所述的微控制器連接。
[0014]按上述方案，所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有接近感應(yīng)器，優(yōu)選紅外線傳感器，與所述的微控制器連接。
[0015]按上述方案，所述的控制單元還包括用于獲取遙控器位置信號的定位模塊，優(yōu)選為電磁定位模塊，與所述的微控制器連接。
[0016]按上述方案，所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有重力傳感器和三維陀螺儀，分別與所述的微控制器連接。
[0017]按上述方案，所述滑板車設(shè)有衛(wèi)星定位導航模塊，分別于上述的控制器連接。
[0018]按上述方案，所述滑板車設(shè)有避障感應(yīng)器，優(yōu)選為超聲波避障感應(yīng)器，分別于上述的控制器連接。
[0019]本實用新型的有益效果為:
[0020]1、本實用新型通過遙控器輸入的指令，由微控制器控制電動滑板車的速度，能夠自由、輕松、智能的實現(xiàn)速度控制，轉(zhuǎn)向輪通過轉(zhuǎn)軸與滑板本體連接，能夠輕松的通過人力控制轉(zhuǎn)向，為使用者節(jié)省了體力。
[0021]2、通過采用分布著若干個獨立的饒有通電線圈的軟磁體柱與永磁鐵之間的配合，在遙控命令下，控制器控制其中的某個或某幾個通電線圈連通讓軟磁體柱產(chǎn)生磁力對永磁鐵吸引，實現(xiàn)永磁鐵的轉(zhuǎn)向，從而通過轉(zhuǎn)動軸帶動轉(zhuǎn)向輪實現(xiàn)精準轉(zhuǎn)向，在斷電情況下，軟磁體柱對永磁鐵無吸引，轉(zhuǎn)向輪可以自由靈活的轉(zhuǎn)動，整個過程自由、輕松;軟磁體柱與永磁鐵之間沒有任何物理連接，相互獨立，即便發(fā)生碰撞也不容易損壞。
[0022]3、本實用新型的減震緩沖裝置與其連接端，在平常路面時構(gòu)成三角形狀，提高了滾輪與滑板本體之間連接的牢固性和穩(wěn)定性，當路面不平整時，利用減震緩沖裝置實現(xiàn)減震的功能，從而使得整個滑板車平穩(wěn)滑行。
[0023]4、通過上翹的面板尾部和剎車裝置的結(jié)合，在剎車時踩下上翹的面板尾部，易于操作，進一步提高了滑板車的安全性;設(shè)置類似于加強筋的剛性車架，一些連接機構(gòu)均連接在該剛性車架上，使整個滑板車更加結(jié)實耐用;面板與剛性車架采用可拆卸的連接方式，便于拆卸和更換面板，并且便于維修位于滑板車本體內(nèi)的控制單元和轉(zhuǎn)向機構(gòu)。
[0024]5、剎車裝置采用帶緩沖材料層的凸起，在人控制時，主要依賴機械方式剎車;剎車及時可靠。
[0025]6、通過設(shè)置各種傳感器，例如加速度傳感器、重力傳感器和三維陀螺儀等，采集滑板車當前的滑行狀態(tài)，控制單元利用當前的滑行狀態(tài)進行相應(yīng)的算法處理或邏輯判斷，并控制動力單元為動力輪提供相應(yīng)的動力，能夠進一步提高滑板車滑行的平穩(wěn)性。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為轉(zhuǎn)向輪及轉(zhuǎn)向機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為本實用新型一實施例的控制硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖中:1-滑板本體，1-1-面板，1-2-剛性車架，2-轉(zhuǎn)向輪，3-動力輪，4_轉(zhuǎn)動軸，5_連接臂，6-固定架，7-轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，7-1-永磁鐵，7_2_固定環(huán)，7_3_軟磁體柱，8-剎車裝置，9-軸承，10-減震緩沖裝置。
【具體實施方式】
[0031 ]下面結(jié)合具體實例和附圖對本實用新型做進一步說明。
[0032]本實用新型提供一種電動滑板車，包括滑板本體I和與滑板本體I底部連接的滾輪，如圖1至圖2所示，所述的滾輪包括前端的轉(zhuǎn)向輪2和后端的動力輪3;轉(zhuǎn)向輪2與設(shè)置在滑板本體I內(nèi)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接;動力輪3通過后輪架與滑板本體I連接，并由設(shè)置在動力輪3內(nèi)的動力單元提供動力;本電動滑板車還包括設(shè)置在滑板本體I內(nèi)的用于供電的電池和控制單元;控制單元包括微控制器和用于接收外部遙控器的轉(zhuǎn)向命令和速度命令的接收端，接收端的輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端與動力單元連接;所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)為與滑板本體I通過軸承9連接的轉(zhuǎn)動軸4，轉(zhuǎn)動軸4的底部與轉(zhuǎn)向輪2連接。
[0033]優(yōu)選的，轉(zhuǎn)向機構(gòu)還包括轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)7，如圖3所示，包括固定在轉(zhuǎn)動軸4上的永磁鐵7-1，以及與轉(zhuǎn)動軸4同心設(shè)置的固定環(huán)7-2，固定環(huán)7-2上分布有若干個用于吸引永磁鐵的軟磁體柱7-3，軟磁體柱7-3與永磁鐵7-1之間設(shè)有一定的間隙，每個軟磁體柱7-3上繞有相互獨立的通電線圈，通電線圈的通斷通過所述的微控制器控制。
[0034]其中固定環(huán)7-2只用作固定軟磁體柱7-3，它可以是個圓環(huán)、方形環(huán)，也可以是多個一段一段的固定件構(gòu)成一個環(huán)形整體，只要能夠使得軟磁體柱7-3是圍繞著永磁鐵7-1設(shè)置即可。
[0035]本實施例中，所述的動力單元為輪轂電機，優(yōu)選無刷電機，設(shè)置在動力輪內(nèi)，輪轂外圈套有輪胎或其它隔震材料，組合為一體，可正、反轉(zhuǎn)和制動。
[0036]本實施例中，所述轉(zhuǎn)向輪和動力輪優(yōu)選的分別有2組，亦可為一組轉(zhuǎn)向輪加兩組動力輪組合或兩組轉(zhuǎn)向輪和一組動力輪組合或其他組合，每組轉(zhuǎn)向輪和動力輪各包含單輪或雙輪。
[0037]優(yōu)選的，所述的轉(zhuǎn)動軸4和轉(zhuǎn)向輪2之間設(shè)有連接臂5，轉(zhuǎn)動軸4與連接臂5之間鉸接，轉(zhuǎn)動軸4上一點與連接臂5上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置1。
[0038]優(yōu)選的，所述的后輪架包括相互鉸接的固定架6和連接臂5，固定架6與所述的滑板本體I固定，連接臂5與所述的動力輪3連接;固定架6上一點與連接臂5上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置10。
[0039]優(yōu)選的，所述的滑板本體I包括相互可拆卸連接的面板1-1和剛性車架1-2;面板1-1尾部上翹，且面板1-1尾部的下端設(shè)有剎車裝置8;所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)和后輪架均與剛性車架1-2連接。剎車裝置8還可以設(shè)置在剛性車架1-2的尾部，這樣較為結(jié)實，不容易斷。面板1-1與剛性車架1-2可拆卸連接，因為面板1-1對剛性車架1-2有一定保護作用，若發(fā)生碰撞受損，這樣可以便于更換面板1-1，并且位于滑板本體I內(nèi)的裝置如果損壞，也便于拆開修理和組裝。
[0040]優(yōu)選的，面板1-1與剛性車架為內(nèi)嵌式安裝。
[0041]進一步優(yōu)選的，所述的剎車裝置8包括凸起，凸起的末端設(shè)有緩沖材料層。
[0042]本實施例中，如圖4所示，所述的滑板本體I內(nèi)設(shè)有加速度傳感器，與所述的微控制器連接;控制單元還包括用于獲取遙控器位置信號的定位模塊(例如超聲波定位模塊、光電定位模塊、電磁定位模塊等近場定位模塊)，與所述的微控制器連接，本例優(yōu)選電磁定位模塊;控制單元還包括獲取地理位置的衛(wèi)星定位模塊及導航用的衛(wèi)星導航模塊(如GPS、BDS等)，與所述的微控制器連接，本例優(yōu)選GPS衛(wèi)星定位導航模塊;控制器還包括用于避障的物體感應(yīng)模塊(如超聲波、紅外線、光電等)，與所述微控制器連接，本例優(yōu)選超聲波避障模塊；滑板本體I內(nèi)設(shè)有重力傳感器和三維陀螺儀，分別與所述的微控制器連接。
[0043]優(yōu)選的，滑板本體前后端設(shè)有照明燈及夜行燈，與所述的微控制器連接，用于夜間或照明條件不好的情況下的照明。
[0044]所述的遙控器可以為實體遙控裝置，或者移動終端的APP;輸入方式可以是按鍵式、語音識別或手勢識別等。
[0045]—種上述電動滑板車的控制方法，包括以下模式:
[0046]關(guān)閉模式:電動滑板車受人力控制;此模式下，本滑板車與普通滑板車相同，使用者享受人力控制的娛樂性，也可以稱為娛樂模式，另外當沒電了或者控制單元出現(xiàn)故障時，也能夠用該模式應(yīng)急。
[0047]智能模式:通過接收遙控器的轉(zhuǎn)向命令控制通電線圈的通斷；接收遙控器的加減速命令控制動力單元的輸出功率;此模式下，使用者非常省力的控制本滑板車，實現(xiàn)代步功會K。
[0048]半智能模式:通過人力控制轉(zhuǎn)向；通過加速度傳感器獲取腳蹬地產(chǎn)生的加速度或減速度，控制動力單元的速度。在具體控制時，可以通過加速度傳感器獲取腳蹬地產(chǎn)生的加速度或減速度，分級控制動力單元從而使得動力輪以某一恒定速度滑行，每一級對應(yīng)一個恒定速度。此模式下，使用者在代步過程中也能夠人力控制方向，并且可以不用遙控器即可智能識別腳蹬的加減速度，并由控制單元控制動力輪勻速前進，不需要時刻需要腳蹬提供動力，省力，尤其適用于技術(shù)不夠好的滑板車初學者，只要專心控制方向即可。當人體離開滑板時，滑板則會停止運行。
[0049]在本實施例中，分為2-5級，每級對應(yīng)一個恒定的速度，從第一級開始每級的速度逐級遞增;在半智能模式下，每次腳蹬加速時，提升一級，以對應(yīng)級別的速度勻速前進，每次腳蹬減速時，降低一級，以對應(yīng)級別的速度勻速前進。該分級也可以適用于智能模式中，遙控器每發(fā)出一次加速命令則提升一級，每發(fā)出一次減速命令則降低一級。當處于一個長加速度或長減速度狀態(tài)下，滑板速度則相應(yīng)增加到一個峰值或減小到停止。
[0050]優(yōu)選的，它還可以包括自動循跡模式:通過定位模塊獲取遙控器的位置，與滑板車自身位置相比較，從而控制通電線圈的通斷和動力單元的輸出功率;此模式下使用者與滑板車分離，可以將滑板車作為搬運車使用，尤其適用于機場等地。
[0051]進一步優(yōu)選的，在智能模式下，根據(jù)指定的衛(wèi)星定位目的地，由內(nèi)置的衛(wèi)星定位模塊及衛(wèi)星導航模塊控制滑板車到達目的地，尤其適用于運輸小件物品。
[0052]進一步優(yōu)選的，在智能模式下，根據(jù)重力傳感器和三維陀螺儀判斷滑板車的運動狀態(tài)是上坡還是下坡，當為上坡時增大動力單元的輸出功率，當為下坡時減小動力單元的輸出功率，從而提供更加精細的控制策略，使滑板車的滑行更加安全可靠。
[0053]本實用新型的工作原理及過程如下:
[0054]I)在滑行過程中，微控制器通過接收端接收到遙控器的轉(zhuǎn)向命令，控制相應(yīng)的通電線圈進行通電產(chǎn)生磁力，永磁鐵受磁力向?qū)?yīng)的通電線圈處轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸隨永磁鐵轉(zhuǎn)動，從而帶動轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能；使用者也可采用人力控制方式，所有通電線圈均斷電，此時轉(zhuǎn)向輪處于自由狀態(tài)，在使用者的身體控制下實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，提高娛樂性；
[0055]2)在滑行過程中，微控制器通過接收端接收到遙控器的加減速命令，控制動力單元提供相應(yīng)的動力給動力輪;也可根據(jù)腳蹬地提供的加速度或減速度，提供對應(yīng)等級的恒定速度；
[0056]3)遇到緊急情況或其它情況需要剎車時，用腳踩踏面板上翹的尾部，利用剎車裝置與地面產(chǎn)生的巨大摩擦力，使滑板車減速停車。
[0057]4)利用定位模塊，使用者可以將重物放在滑板車上，啟用自動循跡模式，滑板車帶著重物跟隨使用者滑行，適用于機場等地。
[0058]作為進一步優(yōu)選的，可以添加充電模塊，給蓄電池充電，進一步輔助的，控制單元中還可以增加電池管理單元，在電量低時發(fā)出報警等提示信號;還可以在本滑板車前端設(shè)置紅外或超聲波傳感器，根據(jù)紅外或超聲波感知前方路面的障礙物，實現(xiàn)智能避障功能；
[0059]另外，還可以在控制單元中微控制器可由組處理器加協(xié)處理器的方式組合，協(xié)處理器主要處理運動傳感器信號(如加速度、重力、陀螺儀)，主處理器處理運算量較大的傳感器信號(如紅外線感知、GPS定位導航、超聲波避障、電磁定位)，在一般滑板運作情況主要由協(xié)處理器完成，減少用電量;微控單元還可以預(yù)裝并運行程序，如電池管理程序，延長電池的使用時間。
[0060]以上實施例僅用于說明本實用新型的設(shè)計思想和特點，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，本實用新型的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據(jù)本實用新型所揭示的原理、設(shè)計思路所作的等同變化或修飾，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電動滑板車，包括滑板本體和與滑板本體底部連接的滾輪，其特征在于:所述的滾輪包括前端的轉(zhuǎn)向輪和后端的動力輪;轉(zhuǎn)向輪與設(shè)置在滑板本體內(nèi)的轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接;動力輪通過后輪架與滑板本體連接，并由設(shè)置動力單元提供動力； 本電動滑板車還包括設(shè)置在滑板本體內(nèi)的用于供電的電池和控制單元;控制單元包括微控制器和用于接收外部遙控器的轉(zhuǎn)向命令和速度命令的接收端，接收端的輸出端與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端與動力單元連接； 所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)為與滑板本體通過軸承連接的轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的底部與轉(zhuǎn)向輪連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)還包括轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)包括固定在轉(zhuǎn)動軸上的永磁鐵，以及與轉(zhuǎn)動軸同心設(shè)置的固定環(huán)，固定環(huán)上分布有若干個用于吸引永磁鐵的軟磁體柱，軟磁體柱與永磁鐵之間設(shè)有一定的間隙，每個軟磁體柱上繞有相互獨立的通電線圈，通電線圈的通斷通過所述的微控制器控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)動軸和轉(zhuǎn)向輪之間設(shè)有連接臂，轉(zhuǎn)動軸與連接臂之間鉸接，轉(zhuǎn)動軸上一點與連接臂上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的后輪架包括相互鉸接的固定架和連接臂，固定架與所述的滑板本體固定，連接臂與所述的動力輪連接;固定架上一點與連接臂上一點之間設(shè)有減震緩沖裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的滑板本體包括面板和剛性車架;滑板本體尾部上翹，且滑板本體尾部的下端設(shè)有剎車裝置;所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)和后輪架均與剛性車架連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動滑板車，其特征在于:所述的剎車裝置包括凸起，凸起的末端設(shè)有緩沖材料層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有接近傳感器，與所述的微控制器連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有加速度傳感器，與所述的微控制器連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的滑板前后端設(shè)有夜行燈及照明燈，與所述的微控制器連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動滑板車，其特征在于:所述的滑板本體內(nèi)設(shè)有重力傳感器和三維陀螺儀，分別與所述的微控制器連接。
【文檔編號】B62L1/00GK205574172SQ201620351405
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王前進, 王前華
【申請人】王前進