CN106627892B - 一种基于物联网的多功能电动平衡车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的多功能电动平衡车，包括驱动机构、水平设置的踏板、竖向设置的操作杆、水平设置的操作手盘、防护机构、平衡机构、水平设置的缓冲板和水平设置的托板，所述踏板固定在驱动机构的上方，所述操作杆的底端固定在踏板上，所述操作手盘设置在操作杆的顶端，该基于物联网的多功能电动平衡车该基于物联网的多功能电动平衡车通过防护机构中的驱动电机的转动，改变防护板的角度和位置，实现平衡车防风和防雨功能的灵活切换，满足风雨天气下驾驶需求，不仅如此，在音频放大电路中，集成电路的型号为MAX4165，在满足低功耗需求的同时能够将通过音频信号放大输出到扬声器，满足市场所需，从而提高了装置的市场竞争力。

Description

一种基于物联网的多功能电动平衡车

技术领域

本发明涉及一种基于物联网的多功能电动平衡车。

背景技术

电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等，市场上主要有独轮和双轮两类。其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

市场上的电动平衡车作为现代人的一种代步工具，由于其绿色环保、体形小巧玲珑的特点，广受人们的喜爱。但是，在驾驶平衡车的过程中，设备通常暴露在外，在寒风或大雨的天气下，驾驶员常常受到风雨的侵扰，放弃使用平衡车，因此，平衡车的使用条件极易受到天气的限制，不仅如此，作为交通工具，平衡车内部通常装备喇叭等发声装置，通过声音来提醒其他驾驶员注意驾驶，但是现有的发声装置内部产生的音频信号弱小，发出的声音强度不够大，不足以引起其他驾驶员的注意，即使一些能够产生放大音频信号的装置，也是在以消耗大量电能情况的条件满足输出需求，在提倡节能环保的今天，显然这类平衡车也不具备足够的市场竞争力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的多功能电动平衡车。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的多功能电动平衡车，包括驱动机构、水平设置的踏板、竖向设置的操作杆、水平设置的操作手盘、防护机构、平衡机构、水平设置的缓冲板和水平设置的托板，所述踏板固定在驱动机构的上方，所述操作杆的底端固定在踏板上，所述操作手盘设置在操作杆的顶端，所述防护机构、平衡机构、托板和缓冲板均设置在操作杆的一侧且远离踏板，所述托板固定在操作杆上，所述缓冲板设置在托板的上方，所述防护机构位于缓冲板的上方，所述平衡机构位于托板的下方；

所述驱动机构包括驱动装置和设置在驱动装置两侧的驱动单元，所述驱动单元包括水平设置的驱动轴和轮胎，所述驱动装置通过驱动轴与轮胎传动连接；

所述防护机构包括竖向设置的防护板和两个防护单元，两个所述防护单元分别设置在操作手盘的两端，所述防护单元包括驱动电机、水平设置的驱动杆和连杆，所述驱动电机固定在操作手盘的一侧，所述驱动电机与驱动杆传动连接，所述连杆的一端固定在驱动杆上，所述连杆的另一端固定在防护板上；

所述驱动装置内设有音频放大模块，所述音频放大模块内设有音频放大电路，所述音频放大电路包括集成电路、扬声器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述集成电路的型号为MAX4165，所述集成电路的正电压端外接+5V直流电压电源，所述集成电路的正电压端通过第四电容接地，所述集成电路的正电压端通过第一电阻与集成电路的同相输入端连接，所述集成电路的正电压端通过第一电阻与第一电容连接，所述集成电路的正电压端通过第一电阻与第二电阻连接，所述第二电阻接地，所述集成电路的负电压端接地，所述集成电路的反相输入端通过第三电阻与集成电路的输出端连接，所述集成电路的反相输入端通过由第四电阻和第三电容组成的串联电路接地，所述集成电路的输出端通过由第二电容和扬声器组成的串联电路接地。

作为优选，利用三点确定一个平面的原理，以平衡机构、两个轮胎与地面的接触点确定接触平面，为了保证平衡车行驶的平衡稳定，所述平衡机构包括竖向设置的伸缩管、水平设置的横轴、滑轮和两个竖杆，所述伸缩管固定在托板的下方，所述横轴和滑轮均设置在伸缩管的下方，所述横轴穿过滑轮，两个所述竖杆分别设置在横轴的两端且竖杆的顶端位于伸缩管内。

作为优选，为了保证伸缩管优良的伸缩性能，使平衡机构能适应凹凸不平的路面，所述伸缩管的竖向截面的形状为U形且开口向下，所述伸缩管内设有平衡单元，所述平衡单元包括缓冲组件和导向组件，所述导向组件位于缓冲组件的下方，所述缓冲组件包括水平设置的连接板和若干竖向设置的弹簧，所述弹簧的顶端固定在伸缩管内的顶部，所述弹簧的底端与连接板固定连接，所述连接板固定在竖杆的顶端，所述导向组件包括连接杆和两个导向单元，两个所述导向单元分别设置在连接杆的两端，所述导向单元与竖杆一一对应，所述导向单元包括水平设置的固定环和水平设置的固定杆，所述固定杆的一端固定在固定环上，所述竖杆穿过固定环。

作为优选，为了减少平衡车移动时受到的风的阻力，所述防护板的水平截面的形状为圆弧形。

作为优选，利用海绵弹性优良的特点，为了防止防护板与缓冲板产生碰撞从而损坏防护板，所述缓冲板的材质为海绵。

作为优选，为了增大轮胎与地面的摩擦力防止平衡车打滑，所述轮胎上设有若干防滑齿。

作为优选，利用步进电机驱动精度高的特点，为了准确控制防护板的转动精度，所述驱动电机为步进电机。

作为优选，为了提高音频放大电路对温度的抗干扰能力，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的温漂系数均为5％ppm。

本发明的有益效果是，该基于物联网的多功能电动平衡车该基于物联网的多功能电动平衡车通过防护机构中的驱动电机的转动，改变防护板的角度和位置，实现平衡车防风和防雨功能的灵活切换，满足风雨天气下驾驶需求，不仅如此，在音频放大电路中，集成电路的型号为MAX4165，在满足低功耗需求的同时能够将通过音频信号放大输出到扬声器，满足市场所需，从而提高了装置的市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的后视图；

图3是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的左视图；

图4是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的防护机构的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的平衡机构的结构示意图；

图6是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的伸缩管的结构示意图；

图7是本发明的基于物联网的多功能电动平衡车的音频放大电路的电路示意图；

图中：1.驱动装置，2.驱动轴，3.轮胎，4.防滑齿，5.平衡机构，6.踏板，7.托板，8.缓冲板，9.防护机构，10.操作杆，11.操作手盘，13.驱动电机，14.驱动杆，15.防护板，16.连杆，17.伸缩管，18.竖杆，19.横轴，20.滑轮,21.弹簧，22.连接板，24.固定杆,25.固定环，26.连接杆，U1.集成电路，BL.扬声器，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图7所示，一种基于物联网的多功能电动平衡车，包括驱动机构、水平设置的踏板6、竖向设置的操作杆10、水平设置的操作手盘11、防护机构9、平衡机构5、水平设置的缓冲板8和水平设置的托板7，所述踏板6固定在驱动机构的上方，所述操作杆10的底端固定在踏板6上，所述操作手盘11设置在操作杆10的顶端，所述防护机构9、平衡机构5、托板7和缓冲板8均设置在操作杆10的一侧且远离踏板6，所述托板7固定在操作杆10上，所述缓冲板8设置在托板7的上方，所述防护机构9位于缓冲板8的上方，所述平衡机构5位于托板7的下方；

所述驱动机构包括驱动装置1和设置在驱动装置1两侧的驱动单元，所述驱动单元包括水平设置的驱动轴2和轮胎3，所述驱动装置1通过驱动轴2与轮胎3传动连接；

所述防护机构9包括竖向设置的防护板15和两个防护单元，两个所述防护单元分别设置在操作手盘11的两端，所述防护单元包括驱动电机13、水平设置的驱动杆14和连杆16，所述驱动电机13固定在操作手盘11的一侧，所述驱动电机13与驱动杆14传动连接，所述连杆16的一端固定在驱动杆14上，所述连杆16的另一端固定在防护板15上；

所述驱动装置1内设有音频放大模块，所述音频放大模块内设有音频放大电路，所述音频放大电路包括集成电路U1、扬声器BL、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述集成电路U1的型号为MAX4165，所述集成电路U1的正电压端外接+5V直流电压电源，所述集成电路U1的正电压端通过第四电容C4接地，所述集成电路U1的正电压端通过第一电阻R1与集成电路U1的同相输入端连接，所述集成电路U1的正电压端通过第一电阻R1与第一电容C1连接，所述集成电路U1的正电压端通过第一电阻R1与第二电阻R2连接，所述第二电阻R2接地，所述集成电路U1的负电压端接地，所述集成电路U1的反相输入端通过第三电阻R3与集成电路U1的输出端连接，所述集成电路U1的反相输入端通过由第四电阻R4和第三电容C3组成的串联电路接地，所述集成电路U1的输出端通过由第二电容C2和扬声器BL组成的串联电路接地。

作为优选，利用三点确定一个平面的原理，以平衡机构5、两个轮胎3与地面的接触点确定接触平面，为了保证平衡车行驶的平衡稳定，所述平衡机构5包括竖向设置的伸缩管17、水平设置的横轴19、滑轮20和两个竖杆18，所述伸缩管17固定在托板7的下方，所述横轴19和滑轮20均设置在伸缩管17的下方，所述横轴19穿过滑轮20，两个所述竖杆18分别设置在横轴19的两端且竖杆18的顶端位于伸缩管17内。

作为优选，为了保证伸缩管17优良的伸缩性能，使平衡机构5能适应凹凸不平的路面，所述伸缩管17的竖向截面的形状为U形且开口向下，所述伸缩管17内设有平衡单元，所述平衡单元包括缓冲组件和导向组件，所述导向组件位于缓冲组件的下方，所述缓冲组件包括水平设置的连接板22和若干竖向设置的弹簧21，所述弹簧21的顶端固定在伸缩管17内的顶部，所述弹簧21的底端与连接板22固定连接，所述连接板22固定在竖杆18的顶端，所述导向组件包括连接杆26和两个导向单元，两个所述导向单元分别设置在连接杆26的两端，所述导向单元与竖杆18一一对应，所述导向单元包括水平设置的固定环25和水平设置的固定杆24，所述固定杆24的一端固定在固定环25上，所述竖杆18穿过固定环25。

作为优选，为了减少平衡车移动时受到的风的阻力，所述防护板15的水平截面的形状为圆弧形。

作为优选，利用海绵弹性优良的特点，为了防止防护板15与缓冲板8产生碰撞从而损坏防护板15，所述缓冲板8的材质为海绵。

作为优选，为了增大轮胎3与地面的摩擦力防止平衡车打滑，所述轮胎3上设有若干防滑齿4。

作为优选，利用步进电机驱动精度高的特点，为了准确控制防护板15的转动精度，所述驱动电机13为步进电机。

作为优选，为了提高音频放大电路对温度的抗干扰能力，所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的温漂系数均为5％ppm。

当遭遇雨雪天气时，为了保护驾驶员正常驾驶，此时操作杆10一侧的防护机构9开始运行，操作手盘11两侧的驱动电机13转动，带动驱动杆14向防护板15的相反方向转动90°，由于连杆16的两端分别连接防护板15和驱动杆14，原先竖向设置的位于操作杆10一侧的防护板15以驱动杆14的中心轴线为圆心转动90°后位于操作员的正上方，保护驾驶员在雨雪天气正常驾驶。当与到寒风天气时，驱动电机13反向转动90°，使防护板15恢复原先的位置，使驾驶员驾驶时免受寒风的侵扰。防护板15采用了横向圆弧形的设计，不仅有利于竖向设置时减少风的阻力，同时当其水平设置时能保证雨雪从防护板15两侧流下。该基于物联网的多功能电动平衡车通过防护机构9中的驱动电机13的转动，改变防护板15的角度和位置，实现平衡车防风和防雨功能的灵活切换，满足风雨天气下驾驶需求。

为了提醒其他驾驶员的注意，通过驱动装置1中的音频放大模块产生放大的音频信号，足够吸引其他驾驶员的注意力，在其内部的音频放大电路中，其核心元件是一种型号为MAX4165的集成电路U1，该集成电路U1作为一种运算放大器，具有高精度驱动和精密低功耗的特点，使电路中的音频输入信号经过第一电容C1耦合后，再通过以集成电路U1为主的信号放大电路对信号进行放大，并通过扬声器BL发声输出，满足了信号放大和低功耗的要求。

与现有技术相比，该基于物联网的多功能电动平衡车通过防护机构9中的驱动电机13的转动，改变防护板15的角度和位置，实现平衡车防风和防雨功能的灵活切换，满足风雨天气下驾驶需求，不仅如此，在音频放大电路中，集成电路U1的型号为MAX4165，在满足低功耗需求的同时能够将通过音频信号放大输出到扬声器BL，满足市场所需，从而提高了装置的市场竞争力。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，包括驱动机构、水平设置的踏板(6)、竖向设置的操作杆(10)、水平设置的操作手盘(11)、防护机构(9)、平衡机构(5)、水平设置的缓冲板(8)和水平设置的托板(7)，所述踏板(6)固定在驱动机构的上方，所述操作杆(10)的底端固定在踏板(6)上，所述操作手盘(11)设置在操作杆(10)的顶端，所述防护机构(9)、平衡机构(5)、托板(7)和缓冲板(8)均设置在操作杆(10)的一侧且远离踏板(6)，所述托板(7)固定在操作杆(10)上，所述缓冲板(8)设置在托板(7)的上方，所述防护机构(9)位于缓冲板(8)的上方，所述平衡机构(5)位于托板(7)的下方；

所述驱动机构包括驱动装置(1)和设置在驱动装置(1)两侧的驱动单元，所述驱动单元包括水平设置的驱动轴(2)和轮胎(3)，所述驱动装置(1)通过驱动轴(2)与轮胎(3)传动连接；

所述防护机构(9)包括竖向设置的防护板(15)和两个防护单元，两个所述防护单元分别设置在操作手盘(11)的两端，所述防护单元包括驱动电机(13)、水平设置的驱动杆(14)和连杆(16)，所述驱动电机(13)固定在操作手盘(11)的一侧，所述驱动电机(13)与驱动杆(14)传动连接，所述连杆(16)的一端固定在驱动杆(14)上，所述连杆(16)的另一端固定在防护板(15)上；

所述驱动装置(1)内设有音频放大模块，所述音频放大模块内设有音频放大电路，所述音频放大电路包括集成电路(U1)、扬声器(BL)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)和第四电容(C4)，所述集成电路(U1)的型号为MAX4165，所述集成电路(U1)的正电压端外接+5V直流电压电源，所述集成电路(U1)的正电压端通过第四电容(C4)接地，所述集成电路(U1)的正电压端通过第一电阻(R1)与集成电路(U1)的同相输入端连接，所述集成电路(U1)的正电压端通过第一电阻(R1)与第一电容(C1)连接，所述集成电路(U1)的正电压端通过第一电阻(R1)与第二电阻(R2)连接，所述第二电阻(R2)接地，所述集成电路(U1)的负电压端接地，所述集成电路(U1)的反相输入端通过第三电阻(R3)与集成电路(U1)的输出端连接，所述集成电路(U1)的反相输入端通过由第四电阻(R4)和第三电容(C3)组成的串联电路接地，所述集成电路(U1)的输出端通过由第二电容(C2)和扬声器(BL)组成的串联电路接地。

2.如权利要求1所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述平衡机构(5)包括竖向设置的伸缩管(17)、水平设置的横轴(19)、滑轮(20)和两个竖杆(18)，所述伸缩管(17)固定在托板(7)的下方，所述横轴(19)和滑轮(20)均设置在伸缩管(17)的下方，所述横轴(19)穿过滑轮(20)，两个所述竖杆(18)分别设置在横轴(19)的两端且竖杆(18)的顶端位于伸缩管(17)内。

3.如权利要求2所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述伸缩管(17)的竖向截面的形状为U形且开口向下，所述伸缩管(17)内设有平衡单元，所述平衡单元包括缓冲组件和导向组件，所述导向组件位于缓冲组件的下方，所述缓冲组件包括水平设置的连接板(22)和若干竖向设置的弹簧(21)，所述弹簧(21)的顶端固定在伸缩管(17)内的顶部，所述弹簧(21)的底端与连接板(22)固定连接，所述连接板(22)固定在竖杆(18)的顶端，所述导向组件包括连接杆(26)和两个导向单元，两个所述导向单元分别设置在连接杆(26)的两端，所述导向单元与竖杆(18)一一对应，所述导向单元包括水平设置的固定环(25)和水平设置的固定杆(24)，所述固定杆(24)的一端固定在固定环(25)上，所述竖杆(18)穿过固定环(25)。

4.如权利要求3所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述防护板(15)的水平截面的形状为圆弧形。

5.如权利要求1所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述缓冲板(8)的材质为海绵。

6.如权利要求1所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述轮胎(3)上设有若干防滑齿(4)。

7.如权利要求1所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述驱动电机(13)为步进电机。

8.如权利要求1所述的基于物联网的多功能电动平衡车，其特征在于，所述第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的温漂系数均为5％ppm。