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CN103608254A - “无轮毂的”自平衡人类运输机 - Google Patents

“无轮毂的”自平衡人类运输机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自平衡人类运输机，该自平衡人类运输机包括平台（1），两个轮子(10)分别位于该平台的两侧，并且装备有用于保持和操纵的手柄(7)以及作用于驱动轮子的马达(14)的回转稳定装置，每个轮子包括轮缘(12)，轮缘与由对应的月牙形支承件(5)承载的轴承(7)协作，支承件分别大致面向相关的轮缘延伸，并且承载相关的驱动马达，以使马达通过作用于轮缘来驱动对应的轮子，所述支承件固定到平台的两侧。

Description

“无轮毂的”自平衡人类运输机
本发明涉及一种易于制造的自平衡人类运输机或代步车。
背景技术
以商标名“segway”市售最众所周知的自平衡人类运输机。这种自平衡人类运输机包括使用者可站立于其上的平台。平台装备有两个轮子，这两个轮子在平台的侧面。自平衡人类运输机装备有用于保持和操控的手柄和作用于驱动轮子的马达的回转稳定装置（gyroscopic stablizing device，陀螺稳定装置）。
这些代步车具有大量的组成部件并且生产起来较贵。特别是，这些轮子分别安装在附连到平台的减速齿轮箱的输出轴，而减速齿轮箱的输入轴由相关的驱动马达所驱动。该结构较复杂并且生产起来较贵。
最近，已提出并且以名称“ewee”市售更简单设计的自平衡人类运输机。该运输机具有细长的中心本体，该中心本体形成手柄，并在其下端部承载两个轮子。该本体包括在本体的两侧、在轮子外部延伸的半平台，以支承使用者的脚。
该结构看起来不够符合人类结构学，因为半平台的分离结构迫使使用者的脚分开站立，并且产生具有更大横向宽度的交通工具。
发明目的
本发明的目的是一种具有位于中间的平台以及呈以及简化设计的代步车。
发明内容
为了实现该目的，建议一种自平衡人类运输机，该自平衡人类运输机包括平台，该平台在侧面与两个轮子相接，并且装备有用于保持和操纵的手柄以及作用于驱动轮子的马达的回转稳定装置。根据本发明，每个轮子包括轮缘，该轮缘与由对应的月牙形支承件承载的轴承协作，支承件分别大致面向相关的轮缘延伸，并且承载相关的驱动马达，以使该马达通过作用于轮缘来驱动对应的轮子，支承件固定到平台的两侧。
由此，每个驱动马达可与相关的轮子的轮缘直接协作（通过摩擦或通过啮合），这自然提供高减速比，从而节省了减速齿轮箱的花费。
根据较佳的实施例，每个马达具有装有滚子的轴，滚子与轮缘的环形区协作，以使由平台承载的重量经由滚子传递到轮子。
由此，滚子能与附连到轮缘的环形区的内部滚道协作，因而，通过滚道与滚子之间摩擦来驱动轮子进行转动。由于平台的重量基本上通过滚子来传递，这确保了使马达的动力传递到轮子。
优选地，平台包括由横向构件承载的踏板，横向构件在与其固定的支承件之间延伸。该结构非常易于生产和组装，并还被证实是非常刚硬的。此外，该结构允许自平衡人类运输机的重心降低。
附图说明
根据附图，鉴于本发明的一个具体的非限制性实施例的下述说明可以更好地理解本发明，附图中：
图1是根据本发明的自平衡人类运输机的分解图；
图2是图1的自平衡人类运输机的立体图，该图示出自平衡人类运输机的下部；
图3是在相关支承件的轴承中的一个的区域内的轮子中的一个的剖视图；
图4是在摩擦滚子区域内的轮子的带有局部剖视图的立体图；
图5是在轴承中的一个的区域内的轮子的带有局部剖视图的立体图。
具体实施方式
参照附图，本发明的自平衡人类运输机包括平台1，该平台包括踏板2。踏板2搁置于包括两个后横向构件3和两个前横向构件4的结构上，这些横向构件通过经由它们的两端来固定（例如压配到这些支承件内）而在月牙形支承件5之间延伸。后横向构件3承载锚定件6，该锚定件设计成支承止于把手8的保持和操纵手柄7。由横向构件3、4和支承件5构成的组件形成刚性结构。特别是，锚定件6可设置成夹持到两个后横向构件3上，因为这可大幅限制结构的扭转。
轮子10分别包括轮缘11，该轮缘从外部承载滚动构件13（例如，充气轮胎或实心弹性轮胎），而在内部承载滚道12（例如，弹性带），该滚道在此情况下容纳于轮缘内的内部路径中，如图3中所示。
每个轮子10以滚道12面向支承件5的外表面延伸的方式附连到对应的支承件5。该支承件的总体形状为月牙形，并且承载四个轴承，在此情况下是滑动轴承8，这些轴承从相关的支承件5的外表面突出，以在此与轮缘的内表面及其两侧协作，以引导轮缘在支承件5上进行转动。例如，轴承可以由聚酰胺制成。
如图3中更具体可见，滑动轴承8在此总体呈圆柱形，并且具有被切成镫形物的前表面，该镫形物横跨轮缘11的内表面，并且滑动轴承还具有半圆柱形后表面，该后表面能容纳于支承件5的对应成形的容纳部9中的一个内。
为了将轮子10安装到相关的支承件5上，所有需要的是将轴承8设置到轮缘11的内表面上，将支承件5沿其轴向滑动到轮子内，以使四个轴承8进入它们的容纳部9内。然后，如图1中所示，使用螺钉来将轴承8固定到支承件5。
轮子的转动驱动通过由支承件5承载的马达14来实现。马达14分别包括承载滚子15的输出轴，该滚子直接通过摩擦与滚道12协作。减速比自然是高的，从而避免任何需要减速齿轮箱。
平台1和乘员的大部分重量经由滚子15传递到轮子10，由此确保滚子以牢固到足以能保证动力从马达良好传递的方式压抵滚道12。由此，所有径向负载通过马达传递到轮子，而不使用用于将滚子压抵轮缘的装置。
最后并且尽管未被描述，自平衡人类运输机包括用于控制马达并稳定自平衡人类运输机的电子器件（较佳地设置在马达之间）以及电池组（较佳地位于前横向构件4的区域内）。
由此形成的组件非常简单，并包括组成部件的数目减少。唯一略复杂（至少从形状方面）的组成部件是支承件5。由此，本发明完全适于生产低成本的室内自平衡人类运输机。
本发明不限于已经描述的内容，而相反包含了落入由权利要求书所限定的范围内的任何替代方式。特别是，尽管在该情况下轴承是滑动轴承，它们也可以是任何其他类型的轴承，例如滚动轴承。
尽管在此情况下马达包括与滚道12直接协作的摩擦滚子，但可以设想其它形式的驱动，例如，固定在马达轴的端部处的小齿轮与由轮子承载的齿轮协作。然后，需要提供构件来将平台和使用者的重量传递到轮子，例如在轮缘上滚动并且与小齿轮同轴的简单滚子。
此外，尽管回转稳定装置承载于踏板的下方，但它可以包含到手柄7内或甚至支承件5内。

Claims (5)

1.一种自平衡人类运输机，所述自平衡人类运输机包括平台（1），两个轮子(10)分别位于所述平台两侧，所述自平衡人类运输机还装备有用于保持和操纵的手柄(7)以及作用于驱动轮子的马达(14)的回转稳定装置，其特征在于，每个轮子包括轮缘(12)，所述轮缘与由对应的月牙形支承件(5)承载的轴承(8)协作，所述支承件分别大致面向相关的轮缘延伸，并且承载相关的驱动马达，以使得所述马达通过作用于所述轮缘来驱动对应的轮子，所述支承件固定到所述平台的两侧。
2.如权利要求1所述的自平衡人类运输机，其特征在于，所述平台包括由横向构件(3,4)承载的踏板(2)，所述横向构件在固定于其的所述支承件(5)之间延伸。
3.如权利要求1所述的自平衡人类运输机，其特征在于，每个驱动马达经由摩擦滚子（15）驱动相关的轮子，所述摩擦滚子与附连到所述轮子的所述轮缘的滚道（12）协作。
4.如权利要求3所述的自平衡人类运输机，其特征在于，所述平台和使用者的重量基本上经由所述马达的所述摩擦滚子（15）传递到所述轮子。
5.如权利要求1所述的自平衡人类运输机，其特征在于，轮缘引导轴承（8）是滑动轴承。
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