CN203698533U - 具有框架式结构的双轮平衡车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有框架式结构的双轮平衡车，目的在于解决现有的平衡车采用箱体式结构，在其突遇障碍时，容易导致车体变形，降低了平衡车操控的稳定性，而且也可能使箱体内部组件的位置等改变，影响平衡车的整体性能的问题，其包括操纵杆、转动支撑轴、框架结构、电源、控制盒、外壳、轮毂电机、法兰盘、车轮。本实用新型箱体采用框架结构的设计，有效解决了现有平衡车采用的箱体式结构强度不足的问题，其创新的采用三维坐标立体设计，将平衡车分为三大系统，将三大系统在空间三维坐标三个方向上合理分布，互不干涉，构成相互配合的有机整体，显著提高了平衡车对抗外界障碍的能力，能够有效保持车体构造，保证操控的稳定性和平衡车的整体性能。

Description

具有框架式结构的双轮平衡车

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其是代步车领域，具体为一种具有框架式结构的双轮平衡车。

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，以及城乡一体化的推进，私人汽车拥有量逐年上升，城市汽车拥有量已趋于饱和。伴随汽车的迅速增长，油价也呈上升趋势，城市交通拥堵状况日益加剧。基于此，人们开始寻找新的、可用的替代方式，已解决城市拥堵、能源过度消耗的问题。而平衡车由于具有经济、环保、方便实用等优点，体现出了其不可替代的优势，也受到人们的普遍欢迎。

现有的平衡车主要包括：Segway思维车、奥捷骑（Ostrich）平衡车、Robstep-M1易步车、踏雪无痕平衡车等。其中，美国的Segway思维车发展最早，技术最为成熟，赛格威（Segway）共拥有HT、XT与GT三个主要产品系列。

然而，目前市场上的大部分平衡车都采用箱体式结构，在其突遇障碍时，容易导致车体变形，降低了平衡车操控的稳定性，而且也可能使箱体内部组件的位置等改变，影响平衡车的整体性能。因此，目前迫切需要一种新的平衡车，以解决该问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有的平衡车采用箱体式结构，在其突遇障碍时，容易导致车体变形，降低了平衡车操控的稳定性，而且也可能使箱体内部组件的位置等改变，影响平衡车的整体性能的问题，提供一种具有框架式结构的双轮平衡车。本实用新型的箱体采用框架结构的设计，有效解决了现有平衡车采用的箱体式结构强度不足的问题，其创新的采用三维坐标立体设计，将平衡车分为三大系统，将三大系统在空间三维坐标三个方向合理分布，互不干涉，构成相互配合的有机整体，显著提高了平衡车对抗外界障碍的能力，在其突遇障碍时，能够有效保持车体构造，保证操控的稳定性和平衡车的整体性能。本实用新型对于减轻平衡车的重量，增强平衡车结构的强度，增大平衡车的适应性，促进平衡车的推广应用，具有重要意义。同时，本实用新型由于结构设计的巧妙性，能够减轻整车重量，降低行车载荷，有效提高操作的灵活性，同时进一步扩大了箱体内部空间，使平衡车能够搭载更大容量的电池成为可能，显著提高平衡车的续航能力。本实用新型结构合理，设计巧妙，能够降低整车的制造成本，有效提高本实用新型的实用性和市场竞争力。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

具有框架式结构的双轮平衡车，包括操纵杆、与操纵杆相连的转动支撑轴、框架结构、设置在框架结构上的电源、设置在框架结构上的控制盒、外壳、轮毂电机、法兰盘、车轮，所述框架结构位于外壳内，所述轮毂电机通过法兰盘与车轮相连；

所述框架结构包括电机安装板、上支架、与上支架相平行的下支架、用于放置转动支撑轴的转向支撑架，所述电机安装板设置在上支架、下支架的两端，所述上支架、下支架通过电机安装板相连，所述转向支撑架设置在上支架的上方且转向支撑架与上支架相互垂直，所述转动支撑轴设置在转向支撑架上，所述轮毂电机设置在电机安装板上。

所述上支架、下支架分别由一组相互平行的L型板组成，L型板的两端分别与电机安装板相连。

所述转向支撑架为一组相向设置的L型板组成，相向设置的L型板形成设置转动支撑轴的平台。

所述上支架、下支架、转向支撑架分别采用角钢制成。

所述外壳包括下箱体、与下箱体相配合的箱体上盖，所述框架结构位于下箱体与箱体上盖之间。

所述箱体上盖与框架结构之间设置有减震垫，或所述下箱体与框架结构之间设置有减震垫。

所述框架结构还包括加强筋；所述加强筋的两端分别与上支架、下支架相连。

所述轮毂电机通过法兰盘与车轮花键连接。

所述控制盒位于框架结构内部。

所述车轮为真空车轮。

所述框架结构与外壳之间设置有减震垫。

还包括防滑胶套、照明装置、与外壳相连的通风管道、显示装置、防护杆、挡泥板、设置在外壳上的脚垫中的一种或多种。

所述转动支撑轴包括支架主板、转向轴、连接轴承、轴承座、回复驱动杆、弹性固定支架、弹性连接件、设置在轴承座上的转动角度测定部件；

所述转向轴通过连接轴承固定在轴承座上，所述转向轴与连接轴承之间采用过渡配合，所述轴承座固定在支架主板上；

所述支架主板上设置有限位槽，所述回复驱动杆的一端设置有静止滑轮，所述回复驱动杆的另一端穿过限位槽与转向轴固定连接；

所述弹性固定支架为一组且对称设置在支架主板上，所述弹性连接件的两端分别与弹性固定支架、回复驱动杆相连；

还包括设置在支架主板上的静止片固定架、设置在静止片固定架上的快速静止片，所述快速静止片为设置有凹槽的弹性件，所述静止滑轮能卡合在凹槽内。

所述弹性连接件为拉簧。

所述支架主板包括水平支撑板、与水平支撑板相连的竖直支撑板，所述水平支撑板上设置有限位槽，所述轴承座设置在水平支撑板上，所述弹性固定支架、静止片固定架分别设置在竖直支撑板上。

针对前述问题，本实用新型提供一种具有框架式结构的双轮平衡车，其包括操纵杆、与操纵杆相连的转动支撑轴、框架结构、设置在框架结构上的电源、设置在框架结构上的控制盒、外壳、轮毂电机、法兰盘、车轮。其中，框架结构位于外壳内，轮毂电机通过法兰盘与车轮相连。

框架结构包括电机安装板、上支架、与上支架相平行的下支架、用于放置转动支撑轴的转向支撑架，电机安装板设置在上支架、下支架的两端，上支架、下支架通过电机安装板相连，即上支架、下支架相互平行且与电机安装板相连，从而形成六面体的空间结构。以电机安装板相对的方向为X轴，下支架向上支架的方向为Z轴，转动支撑轴的方向为Y轴，从而形成空间三维结构。转向支撑架设置在上支架的上方且转向支撑架与上支架相互垂直，转动支撑轴设置在转向支撑架上，轮毂电机设置在电机安装板上。即轮毂电机、转动支撑轴等通过框架结构的作用，分别位于不同的空间方向上，从而使各部分之间合理布局，互不干涉，相互形成有机的整体。

上支架、下支架可以分别由一组相互平行的L型板组成，L型板的两端分别与电机安装板相连。转向支撑架为一组相向设置的L型板组成，相向设置的L型板形成设置转动支撑轴的平台。上支架、下支架、转向支撑架分别采用角钢制成。本实用新型中，可以采用角钢分别制作上支架、下支架、转向支撑架，并最终形成框架结构。其利用角钢制作框架结构，能够有效简化工艺流程，缩短生产周期。本实用新型中的电机安装板可以采用激光切割、水切割等方式制作而成。

外壳包括下箱体、与下箱体相配合的箱体上盖，框架结构位于下箱体与箱体上盖之间。箱体上盖与框架结构之间设置有减震垫，或所述下箱体与框架结构之间设置有减震垫。框架结构还包括加强筋；加强筋的两端分别与上支架、下支架相连。本实用新型中的加强筋能够增强框架结构的强度，进一步避免框架结构在外力作用下发生变形。轮毂电机通过法兰盘与车轮花键连接，控制盒位于框架结构内部，车轮为真空车轮，框架结构与外壳之间设置有减震垫。还包括防滑胶套、照明装置、与外壳相连的通风管道、显示装置、防护杆、挡泥板、设置在外壳上的脚垫中的一种或多种。

本实用新型还提供一种转动支撑轴的结构，其具有自动复位、快速静止的功能。该转动支撑轴包括支架主板、转向轴、连接轴承、固定在支架主板上的轴承座、回复驱动杆、弹性固定支架、弹性连接件、设置在轴承座上的转动角度测定部件，转向轴通过连接轴承固定在轴承座上，转向轴与连接轴承之间采用过渡配合。支架主板上设置有限位槽，回复驱动杆的一端设置有静止滑轮，回复驱动杆的另一端穿过限位槽与转向轴固定连接。弹性连接件、弹性固定支架分别为一组，且弹性固定支架对称设置在支架主板上，弹性连接件的两端分别与弹性固定支架、回复驱动杆相连，通过该设计，弹性连接件能够为回复驱动杆提供一组拉力，从而使回复驱动杆在无外力作用的情况下，能够静止在平衡位置，或在外力消失后，能恢复到平衡位置。同时，本实用新型还包括静止片固定架、快速静止片，快速静止片设置在静止片固定架上，快速静止片为设置有凹槽的弹性件，静止滑轮能卡合在凹槽内，即在平衡状态时，静止滑轮能卡合在凹槽内，当回复驱动杆在外力作用下时，凹槽能够为静止滑轮提供摩擦力，减缓回复驱动杆的往复摆动，起到使回复驱动杆快速静止的目的。同时，回复驱动杆的一端穿过限位槽，限位槽能够对回复驱动杆起到限位作用，通过调整限位槽的宽度大小可调节回复驱动杆的摆动幅度。同时，本实用新型还可以在支架主板上设置有限位片，从而可以通过改变限位片的位置调节回复驱动杆的摆动幅度。其中，快速静止片可以为弹性金属片，或由其他弹性材料制成，快速静止片上设置有用于卡合静止滑轮的凹槽。静止滑轮卡合在凹槽内，当回复驱动杆处于平衡状态时，能够为回复驱动杆提供静摩擦力，从而起到配合弹性连接件，进一步保持回复驱动杆平衡的目的；当回复驱动杆摆动，带动静止滑轮相对运动时，快速静止片上的凹槽能够为静止滑轮提供摩擦力，不仅能减缓回复驱动杆的往复摆动，而且能使回复驱动杆快速静止。弹性连接件为拉簧，转动角度测定部件能够用于测定回复驱动杆的转动角度。通过该结构，当操作者停止对操纵杆施加外力后，其能够使操纵杆快速回复到平衡位置，并快速静止下来。

本实用新型的具有框架式结构的双轮平衡车结构设计合理，不仅可以承受其上部的重力负荷、转向时的控制扭矩，而且可有效承受行驶过程中受到的大小不同的冲击载荷。车轮、法兰盘、轮毂电机、框架结构呈横向直线分布联接，操纵杆、转动支撑轴纵向联接，能够有效的抗击来自多方向的冲击载荷。本实用新型的核心是框架结构，其余部分都与框架结构直接或间接相连，使本实用新型受力均匀分布于结构整体。同时，本实用新型的框架结构设计合理，具有很好的受力特性。且轮毂电机通过法兰盘与车轮相连，能够实现车轮的平稳运动。

以框架结构为中心，在空间三维直角坐标系中，以操纵杆、转动支撑轴构成X轴转向系统，以车轮、法兰盘、轮毂电机构成Y轴运动系统，及Z轴向将控制盒、电源构成新的系统，三个系统在空间三维坐标三个方向合理分布，互不干涉，构成有机整体。

本实用新型能够有力的承受所有载荷，有力的保障了运动、转动、驱动、承载四者稳定实现。

本实用新型作为一种新的平衡车，相对于现有箱体式结构，能承受更大的载荷，更好的适应各种复杂路况。且在同样载荷条件下，本实用新型中的框架结构具有更轻的质量，更小的体积，更高的强度。

本实用新型有效避免了箱体式结构所存在的强度不足、质量超重的问题，具有强度高、重量轻的特点，降低了行车载荷，有效提高了操作灵活性和电池的续航能力，进一步扩大了箱体内部空间。同时，本实用新型结构合理，生产成本低，具有广阔的应用前景。

本实用新型是一种由纯电力驱动，具有框架式结构的自平衡轮式代步车。其依靠驾驶者身体重心的改变，控制车体前进、后退、制动和零转弯，能够实现定速巡航功能，同时，框架式结构设计使本实用新型具有更高的结构稳定性以及强度，结构简单可靠，稳定性更强，使用寿命得到大幅提高。

附图说明

图1是本实用新型的整体爆炸图。

图2是本实用新型中框架结构的主视图。

图3是本实用新型中框架结构的立体图。

图4是本实用新型中框架结构的侧视图。

图5是本实用新型中框架结构的俯视图。

图6是本实用新型中转动支撑轴的爆炸图。

图7是本实用新型中转动支撑轴的主视图。

图中标记：1为支架主板，2为转向轴，3为连接轴承，4为轴承座，5为回复驱动杆，6为弹性固定支架，7为弹性连接件，8为限位槽，9为静止滑轮，10为静止片固定架，11为快速静止片，12为转动角度测定部件，13为凹槽，21、操纵杆，22、转动支撑轴，23、框架结构，24、电源，25、控制盒，26、轮毂电机，27、法兰盘，28、车轮，29、电机安装板，30、上支架，31、下支架，32、转向支撑架，33、下箱体，34、箱体上盖，35、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，本实用新型包括操纵杆、与操纵杆相连的转动支撑轴、框架结构、设置在框架结构上的电源、设置在框架结构上的控制盒、外壳、轮毂电机、法兰盘、车轮。其中，框架结构位于外壳内，轮毂电机通过法兰盘与车轮相连。

框架结构包括电机安装板、上支架、与上支架相平行的下支架、用于放置转动支撑轴的转向支撑架，电机安装板设置在上支架、下支架的两端，上支架、下支架通过电机安装板相连，即上支架、下支架相互平行且与电机安装板相连，从而形成六面体的空间结构。转向支撑架设置在上支架的上方且转向支撑架与上支架相互垂直，转动支撑轴设置在转向支撑架上，轮毂电机设置在电机安装板上。上支架由一组相互平行的L型板组成，下支架与上支架相配合，下支架也是由一组相互平行的L型板组成；上支架、下支架的L型板两端分别与电机安装板相连，形成框架结构主体。转向支撑架为一组相向设置的L型板组成，相向设置的L型板形成设置转动支撑轴的平台。转向支撑架主要用于放置转动支撑轴，其由一组相向设置的L型板组成，不仅结构简单，而且制作方便。上支架、下支架、转向支撑架分别采用角钢制作而成。框架结构还包括加强筋，加强筋的两端分别与上支架、下支架相连。外壳包括下箱体、与下箱体相配合的箱体上盖，框架结构位于下箱体与箱体上盖之间。还可以在本实用新型中设置防滑胶套、照明装置、通风管道、显示装置、防护杆、挡泥板、脚垫等。

其中，转动支撑轴可采用如下结构。转动支撑轴包括支架主板、转向轴、连接轴承、固定在支架主板上的轴承座、回复驱动杆、弹性固定支架、弹性连接件、设置在支架主板上的静止片固定架、设置在静止片固定架上的快速静止片、设置在轴承座上的转动角度测定部件，转向轴通过连接轴承固定在轴承座上，转向轴与连接轴承之间采用过渡配合。支架主板上设置有限位槽，回复驱动杆的一端设置有静止滑轮，回复驱动杆的另一端穿过限位槽与转向轴固定连接，回复驱动杆与转向轴之间采用焊接相连。弹性连接件、弹性固定支架分别为一组，且弹性固定支架对称设置在支架主板上，弹性连接件的两端分别与弹性固定支架、回复驱动杆相连，本实施例中弹性连接件为拉簧，拉簧的两端分别与弹性固定支架、回复驱动杆相连。快速静止片为设置有凹槽的弹性件，静止滑轮能卡合在凹槽内。

通过对平衡车结构的改进，本实用新型有效解决了现有平衡车采用箱体结构，强度不足的问题，能够更好的适应各种情况，具有更好的适应性。同时，本实用新型提供了一种新的转动支撑轴结构，其具有自动回复功能，且能快速静止，能够显著提高本实用新型的操控性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，包括操纵杆、与操纵杆相连的转动支撑轴、框架结构、设置在框架结构上的电源、设置在框架结构上的控制盒、外壳、轮毂电机、法兰盘、车轮，所述框架结构位于外壳内，所述轮毂电机通过法兰盘与车轮相连；

所述框架结构包括电机安装板、上支架、与上支架相平行的下支架、用于放置转动支撑轴的转向支撑架，所述电机安装板设置在上支架、下支架的两端，所述上支架、下支架通过电机安装板相连，所述转向支撑架设置在上支架的上方且转向支撑架与上支架相互垂直，所述转动支撑轴设置在转向支撑架上，所述轮毂电机设置在电机安装板上。

2.根据权利要求1所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述上支架、下支架分别由一组相互平行的L型板组成，L型板的两端分别与电机安装板相连。

3.根据权利要求1所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述转向支撑架为一组相向设置的L型板组成，相向设置的L型板形成设置转动支撑轴的平台。

4.根据权利要求1-3任一项所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述上支架、下支架、转向支撑架分别采用角钢制成。

5.根据权利要求1所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述外壳包括下箱体、与下箱体相配合的箱体上盖，所述框架结构位于下箱体与箱体上盖之间。

6.根据权利要求1所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述框架结构还包括加强筋；所述加强筋的两端分别与上支架、下支架相连。

7.根据权利要求1所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，还包括防滑胶套、照明装置、与外壳相连的通风管道、显示装置、防护杆、挡泥板、设置在外壳上的脚垫中的一种或多种。

8.根据权利要求1-3、5-7任一项所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述转动支撑轴包括支架主板、转向轴、连接轴承、轴承座、回复驱动杆、弹性固定支架、弹性连接件、设置在轴承座上的转动角度测定部件；

所述转向轴通过连接轴承固定在轴承座上，所述转向轴与连接轴承之间采用过渡配合，所述轴承座固定在支架主板上；

所述支架主板上设置有限位槽，所述回复驱动杆的一端设置有静止滑轮，所述回复驱动杆的另一端穿过限位槽与转向轴固定连接；

所述弹性固定支架为一组且对称设置在支架主板上，所述弹性连接件的两端分别与弹性固定支架、回复驱动杆相连；

还包括设置在支架主板上的静止片固定架、设置在静止片固定架上的快速静止片，所述快速静止片为设置有凹槽的弹性件，所述静止滑轮能卡合在凹槽内。

9.根据权利要求8所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述弹性连接件为拉簧。

10.根据权利要求8所述具有框架式结构的双轮平衡车，其特征在于，所述支架主板包括水平支撑板、与水平支撑板相连的竖直支撑板，所述水平支撑板上设置有限位槽，所述轴承座设置在水平支撑板上，所述弹性固定支架、静止片固定架分别设置在竖直支撑板上。