一种自平衡两轮车

技术领域

本发明涉及两轮车平衡技技术领域，具体地，涉及一种自平衡两轮车。

背景技术

两轮车，例如两轮电动车、摩托车、电动摩托车等，因其结构紧凑、便于驾驶、便于停泊以及能耗低等特点越来越受到消费者的青睐。但现有两轮车存在易倾翻的安全隐患，为了避免上述安全隐患，现有技术中利用控制力矩陀螺仪的旋转与旋进来提供侧倾方向的力矩用于两轮车姿态自平衡，但采用力矩陀螺仪方式导致两轮车成本过于高昂，无法进行大规模的普及。另外，现有两轮车在恶劣环境下，无法为驾驶者创造一个舒适的驾驶环境，在恶劣天气驾驶时存在安全风险。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自平衡两轮车，通过平衡装置、检测模块及控制模块的配合，能够保证车辆在行驶过程中、受到冲击或驻车时不发生倾倒，提高了两轮车行驶过程中的平衡性和安全性，另外，通过车壳与车架围成的驾乘室保证了恶劣天气驾驶时的安全性，同时，车壳的开合方向为上下旋转开合，通过这种开合方式的设置，防止两轮车左右两侧有障碍时无法打开车门的问题，达到了降本增效的目的。

本发明提供了一种自平衡两轮车，包括：

车架，所述车架上分别设有前车轮、后车轮；

车壳，所述车壳设置在所述车架上，所述车壳与所述车架围成用于搭载驾乘者的驾乘室；

平衡装置，所述平衡装置安装于所述车架上；

检测模块，所述检测模块用于获取所述两轮车的当前状态数据；所述当前状态数据包括车辆行驶速度和车辆倾斜角度；

控制模块，所述控制模块根据所述检测模块获取的所述两轮车的当前状态数据，控制所述平衡装置调节所述两轮车的平衡。

在本发明的一实施例中，所述车壳沿所述前车轮至所述后车轮的方向的两端分别为第一端、第二端，所述第一端与所述车架之间通过锁扣件连接，所述驾乘室内设有用于控制所述锁扣件开闭的控制开关，所述第二端与所述车架转动连接，所述车壳与所述车架之间还连接有驱动件，所述驱动件用于驱动所述车壳绕一转动轴线转动，所述转动轴线与所述后车轮的转动轴线相互垂直。

在本发明的一实施例中，所述驱动件为空气伸缩杆。

在本发明的一实施例中，所述平衡装置包括：

固定架，固定架安装于车架上；

主轴，所述主轴转动安装于所述固定架上；

驱动机构，所述驱动结构用于驱动所述主轴转动；

凸轮，所述主轴的轴向两端均设有一个所述凸轮；

摆臂，每个所述凸轮均对应有一个所述摆臂，所述摆臂的中部转动安装于所述固定架上，所述摆臂的第一端设有与所述凸轮啮合的第一滚轮，所述摆臂的第二端设有辅助轮。

在本发明的一实施例中，所述辅助轮包括安装件以及安装于所述安装件上的转轮；

所述自动平衡装置还包括弹性件，所述弹性件一端固定于固定架或两轮车上，所述弹性件另一端固定于所述安装件上；

所述摆臂的第二端设有第二滚轮，所述第二滚轮与所述安装件上端面啮合。

在本发明的一实施例中，所述弹性件为弹簧。

在本发明的一实施例中，所述安装件包括安装架和连接杆，所述转轮转动安装于所述安装支架上，所述连接杆下端面固定于所述安装支架顶部，所述连接杆上端面与所述第二滚轮啮合。

在本发明的一实施例中，所述安装件还包括导套，所述导套套设于所述连接杆外，所述导套与所述固定架或两轮车之间通过固支撑杆连接。

在本发明的一实施例中，所述安装件还包括导杆，所述连接杆外侧壁设有槽，所述导杆设于所述导套内侧壁且与所述导槽滑动配合或所述导杆一端穿过所述导套侧壁位于所述导套内且与所述导槽滑动配合。

在本发明的一实施例中，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过齿轮组与所述主轴传动连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明实施例提供的自平衡两轮车，通过平衡装置、检测模块及控制模块的配合，能够保证车辆在行驶过程中、受到冲击或驻车时不发生倾倒，提高了两轮车行驶过程中的平衡性和安全性。

2、本发明实施例提供的自平衡两轮车，设置有车壳，所述车壳与所述车架围成用于搭载驾乘者的驾乘室，避免了恶劣天气对安全驾驶造成的影响，且车壳的开合方向为上下旋转开合，通过这种开合方式的设置，防止两轮车左右两侧有障碍时无法打开车门的问题，达到了降本增效的目的；其中，需要打开车门时，打开锁扣件，通过驱动件将车壳顶起时，车壳绕转动轴线转动打开，需要关闭车门时，通过下拉车壳，车壳绕转动轴线转动，直至锁扣件关闭。

3、本发明实施例提供的自平衡两轮车中，结构简单、整体成本低、体积小、可靠性高、安全性高、寿命长，市场竞争力大，本发明实施例提供的自平衡两轮车广泛推广应用后，可以大大降低城市拥堵，提高民众的生活幸福感。

4、本发明实施例提供的自平衡两轮车中，结构简单、整体成本低、体积小、可靠性高、安全性高、寿命长，有利于自平衡两轮车的推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中自平衡两轮车辆车壳关闭时的主视结构示意图；

图2为本发明中自平衡两轮车辆车壳关闭时的左视结构示意图；

图3为本发明中自平衡两轮车辆车壳打开时的主视结构示意图；

图4为本发明中自平衡两轮车辆车壳打开时的左视结构示意图；

图5为本发明中平衡装置的立体图；

图6为本发明中辅助轮的结构示意图；

图7为本发明中平衡装置收起时的主视结构示意图；

图8为本发明中平衡装置收起时的左视结构示意图；

图9为本发明中平衡装置放下时的主视结构示意图；

图10为本发明中平衡装置放下时的左视结构示意图；

图11为本发明中主轴两端两个凸轮结构相同时的示意图；

图12为本发明中主轴两端两个凸轮结构不同时的示意图。

各标记与部件名称对应关系如下：

平衡装置1、固定架2、车架3、车壳4、主轴5、驱动机构6、凸轮7、摆臂8、第一滚轮9、第二滚轮10、旋转轴11、辅助轮12、转轮13、安装架14、连接杆15、导套16、导槽17、齿轮组18、支撑杆19、前车轮20、后车轮21、空气伸缩杆22。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

参照图1-图10所示，本实施例提供了一种自平衡两轮车，包括：

车架3，所述车架3上分别设有前车轮20、后车轮21；

车壳4，所述车壳4设置在所述车架3上，所述车壳4与所述车架3围成用于搭载驾乘者的驾乘室；

平衡装置1，所述平衡装置1安装于所述车架3上；

检测模块，所述检测模块用于获取所述两轮车的当前状态数据；所述当前状态数据包括车辆行驶速度和车辆倾斜角度；

控制模块，所述控制模块根据所述检测模块获取的所述两轮车的当前状态数据，控制所述平衡装置1调节所述两轮车的平衡。

本实施例中所述车壳4沿所述前车轮20至所述后车轮21的方向的两端分别为第一端、第二端，所述第一端与所述车架3之间通过锁扣件连接，所述驾乘室内设有用于控制所述锁扣件开闭的控制开关，所述第二端与所述车架3转动连接，所述车壳4与所述车架3之间还连接有驱动件，所述驱动件用于驱动所述车壳4绕一转动轴线转动，所述转动轴线与所述后车轮21的转动轴线相互垂直。

本实施例中，所述驱动件为空气伸缩杆22，需要注意地是，本实施例中驱动件的选择并不局限于上述选择，驱动件只要能够实现带动车壳4绕转动轴线转动的功能即可。

本实施例中车壳4与车架3之间设有密封软胶层，保证驾乘室密封性的同时避免开闭过程，车壳4与车架3之间发生硬碰撞。

本实施例中平衡装置1，用于调节两轮车的平衡，包括：

固定架2，固定架2设于两轮车的车架3上；

主轴5，所述主轴5转动安装于所述固定架2上；

驱动机构，所述驱动结构6用于驱动所述主轴5转动；

凸轮7，所述主轴5的轴向两端均设有一个所述凸轮7；

摆臂8，每个所述凸轮7均对应有一个所述摆臂8，所述摆臂8的中部通过旋转轴11转动安装于所述固定架2上，所述摆臂8的第一端设有与所述凸轮7啮合的第一滚轮9，所述摆臂8的第二端设有辅助轮12。

其中，本实施例中的两轮车为两轮电动车，需要注意地是，本实施例中的两轮车并不局限于上述选择。

本实施例中的所述辅助轮12包括安装件以及安装于所述安装件上的转轮13；本实施例中的自动平衡装置1还包括弹性件，所述弹性件一端固定于固定架2或两轮车上，所述弹性件另一端固定于所述安装件上；所述摆臂8的第二端设有第二滚轮10，所述第二滚轮10与所述安装件上端面啮合。

本实施例中的所述安装件包括安装架14和连接杆15，所述转轮13转动安装于所述安装支架上，所述连接杆15下端面固定于所述安装支架顶部，所述连接杆15上端面与所述第二滚轮10啮合，通过连接杆15上端面与第二滚轮10表面接触配合，使得滚轮向辅助轮12施加方向接近垂直的力，从而提高传动效率。

本实施例中的所述安装件还包括导套16，所述导套16套设于所述连接杆15外，所述导套16与所述固定架2或两轮车之间通过支撑杆19连接。

本实施例中的所述安装件还包括导杆，所述连接杆15外侧壁设有导槽17，所述导杆设于所述导套16内侧壁且与所述导槽17滑动配合或所述导杆一端穿过所述导套16侧壁位于所述导套16内且与所述导槽17滑动配合。

本实施例中的所述弹性件为弹簧，需要注意地是，本实施例中的弹性件并不局限于上述选择，弹性件只要保证连接杆15上端面始终与第二滚轮10贴紧接触，使得连接杆15上端面与第二滚轮10始终保持啮合状态即可。

本实施例中的所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过齿轮组18与所述主轴5传动连接。

本实施例中的自动平衡装置1还包括控制系统，通过控制系统控制驱动电机，本实施例中的自动平衡装置1具体使用时，当需要辅助轮12运动时，控制系统控制驱动电机转动，带动齿轮组18，齿轮组18的设置以给驱动电机减速增扭为原则，以此来降低驱动电机的成本。

本实施例中的自动平衡装置1具体使用时，驱动电机通过齿轮组18传递动力至主轴5，主轴5转动带动凸轮7旋转，摆臂8一端通过第一滚轮9与凸轮7啮合，使得凸轮7旋转时带动摆臂8围绕旋转轴11旋转，摆臂8另一端通过第二滚轮10与连接杆15啮合，摆臂8围绕旋转轴11转动时带动辅助轮12升降，达到辅助轮12伸缩的目的。辅助轮12升降过程中，通过导套16对辅助轮12的升降方向进行限制。

本实施例中辅助轮12升降高度取决于两轮车当前状态，当两轮车停止或出现侧翻时，辅助轮12下降，两轮车行驶过程中，辅助轮12上升收起。

本实施例中的自平衡两轮车使用时：

当两轮车处于停车状态时，当检测模块检测到两轮车行驶速度接近停止，控制模块控制驱动电机，带动辅助轮12下降，直至车辆平衡。

两轮车行驶状态时，检测模块检测到车辆加速，并超过了预设的速度极值时，控制模块控制驱动电机，带动辅助轮12抬起。

两轮车行驶状态侧翻时，检测模块检测到车辆角度倾斜，并超过了预设的角度极值时，控制模块控制驱动电机，带动辅助轮12下降，直至车辆倾斜角度回到预设的角度极值之内。

本实施例中的自平衡两轮车中，主轴5的轴向两端的凸轮7结构相同时，两个辅助轮12的升降是同步的，如图11所示；

如图12所示，主轴5的轴向两端的凸轮7结构也可以设置为不同，主轴5的轴向两端的凸轮7结构设置为不同时，驱动电机驱动主轴5转动时，两个辅助轮12的下降距离不同，例如，如图11所示，两个凸轮7结构不同，凸轮7的距离可以通过在凸轮7上预设A、B、C点并配合电机的转动角度来控制，而预设点的数量可以根据需求来确定，理论上可以设置无数个，两个凸轮7A、B、C点相等，但是D、D1点距离不同，也就是电机转到这个角度时，两个辅助轮12的下降距离不同的。本实施例中的自平衡两轮车中主轴5两端的两个凸轮7结构根据具体需求设计，在左转弯或右转弯时可以通过仅下降一个辅助轮12实现自平衡。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。