CN108297998A - 智能电动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电动自行车，包括车架、可旋转地安装于车架上的前叉、组装于前叉上的前轮、连接于前叉上的转向电机、连接于转向电机上的转向把、安装于车架后侧的后轮及控制系统；车架的前侧设有一套筒，前叉包括安装于套筒中且可相对套筒旋转的叉杆；转向电机包括转子、套置于转子外侧的定子，转子的第一端与叉杆固定连接，转子的第二端与转向把固定连接；后轮为具有第一电机及第二电机的车轮，第一电机为驱动后轮的驱动电机，第二电机为保持后轮平衡的平衡电机；控制系统，分别控制转向电机、第一电机、第二电机。控制系统控制第一电机驱动后轮转动，第二电机保持后轮平衡，控制转向电机实现电动自行车的转向，提高自行车自控性能。

Description

智能电动自行车

【技术领域】

本发明涉及一种代步工具，尤其涉及一种智能电动自行车。

【背景技术】

随着社会的发展，科技的进步，智能产品越来越受到消费者的欢迎，智能化的代步工具是其中比较受关注的智能产品之一。目前市场上的电动自行车一般是自行车的电动化，即采用轮毂电机为自行车提供动力，轮毂电机的速度控制器安装在车把手上，驾驶者转动控制器来控制轮毂电机的转动速度，从而控制车体的速度。然而，该种电动自行车不能保持自平衡，转向也需要驾驶者通过扭动把手控制，因此有必要提高电动自行车的自动控制性能。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种提高自动控制性能的智能电动自行车。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能电动自行车，包括车架、可旋转地安装于车架上的前叉、组装于前叉上的前轮、连接于前叉上的转向电机、连接于转向电机上的转向把、安装于车架后侧的后轮及控制系统；所述车架的前侧设有一套筒，所述前叉包括安装于套筒中且可相对套筒旋转的叉杆；所述转向电机包括转子、套置于转子外侧的定子，所述转子的第一端与叉杆固定连接，转子的第二端与转向把固定连接；所述后轮为具有第一电机及第二电机的车轮，其中第一电机为驱动后轮的驱动电机，第二电机为保持后轮平衡的平衡电机；所述控制系统，分别控制转向电机、第一电机、第二电机。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的智能电动自行车的后轮具有第一电机及第二电机，其中第一电机用以驱动后轮转动，第二电机旋转产生陀螺效应，增加了后轮的自平衡功能，转向电机的转子两端分别与转向把和叉杆固定，转向电机转动带动前叉和前轮转向，实现电动自行车转向；因此，本发明的智能电动自行车在控制系统的控制下，能够实现自平衡、自驱动、自转向。

进一步，所述定子包括线圈绕体及设置在线圈绕体外侧的外壳，该外壳设有收容腔，收容腔内设有定位台阶，所述线圈绕体顶抵于该定位台阶上，增加了线圈绕体的稳定性。外壳具有保护转向电机内部组件的功能。

更进一步，为了增加转向电机安装的稳定性，所述车架上设有向转向电机方向凸伸的托板，所述外壳的底端固定于托板上。

更进一步，所述叉杆内设置有相对叉杆固定的固定块；所述转子设有中心孔，一连接件通过中心孔将转子固定连接于固定块上。

更进一步，所述固定块与转子的接触面为斜面。该斜面将固定块与转子锁紧，提高转子与固定块的连接稳定性。

更进一步，所述转子包括设置磁铁的钢圈及安装于钢圈上的转子轴，所述中心孔设置于转子轴上，与固定块接触的斜面设置于转子轴的底端。

更进一步，所述后轮包括轮轴、安装于轮轴上的飞轮、轮辋、安装于轮轴上且固定连接轮辋的第一盖体及第二盖体；所述第一电机包括第一转子及第一定子，所述第一定子安装在轮轴上，所述第一转子与第一盖体固定连接；所述第二电机包括第二转子及第二定子，所述第二定子安装在轮轴上，所述第二转子与飞轮固定连接。结构紧凑，利于小型化。

更进一步，所述飞轮包括收容部和第二圈体，收容部设有第一收容腔和第二收容腔；所述第二电机安装于第一收容腔内，所述第一电机安装于第二收容腔内。结构紧凑，利于小型化。

更进一步，所述第一收容腔内设置有安装于轮轴上的用以安装电池的环形的电池舱体，电池舱体设有容置电池的外环腔及位于外环腔内侧的第一内环腔及第二内环腔，且第二内环腔的直径大于第一内环腔，所述第二收容腔位于第二内环腔中，第二电机位于第一内环腔中。结构紧凑，利于小型化。

更进一步，所述收容部包括第一圈体、分别安装于第一圈体两侧的第一侧盖及第二侧盖；所述第一圈体、第一侧盖和第二侧盖构成第一收容腔，所述第二侧盖向第一收容腔内凹入形成所述第二收容腔。充分利用第一收容腔的空间，结构紧凑。

【附图说明】

图1为本发明智能电动自行车的立体示意图。

图2为沿图1所示A-A线的转向电机剖切示意图。

图3为沿图1所示B-B线的后轮剖切示意图。

图4为沿图1所示A-A线的后轮剖切示意图。

图5为本发明中飞轮的剖切示意图。

图6为本发明中电池舱体的剖切示意图。

图中：1.车架，11.套筒，12.托板，2.前叉，21.叉杆，22.固定块，3.前轮，4.转向电机，41.转子，411.中心孔，412.连接件，42.线圈绕体，43.外壳，44.定位台阶，5.转向把，6.后轮，61.轮轴，62.轮辋，63.第一盖体，64.第二盖体，65.飞轮，651.第一圈体，652.第二圈体，653.第一侧盖，654.第二侧盖，655.第一收容腔，656.电池舱体，6561.外环腔，6562.第一内环腔，6563.第二内环腔，657.第二收容腔，7.第一电机，71.第一定子，72.第一转子，8.第二电机，9.电池。

【具体实施方式】

下面结合附图详细举例说明本发明的实施方式，本发明的实施方式是为了对本发明进一步解释说明，而非对本发明的保护范围限制。

如图1和图2所示，本发明的智能电动自行车，包括车架1、可旋转地安装于车架1上的前叉2、组装于前叉2上的前轮3、连接于前叉2上的转向电机4、连接于转向电机4上的转向把5、安装于车架1后侧的后轮6及控制系统。所述车架1的前侧设有一套筒11，所述前叉2包括安装于套筒11中且可相对套筒11旋转的叉杆21。

再参考图2，所述转向电机4包括转子41、套置于转子41外侧的定子，所述转子41的第一端与叉杆21固定连接，转子41的第二端与转向把5固定连接；所述叉杆21内设置有相对叉杆21固定的固定块22，所述转子41设有中心孔411，一连接件412通过中心孔411将转子41的第一端固定连接于固定块22上，固定块22与转子41的接触面为斜面；固定块22与转子41斜面接触，形成自锁，防止转子41转动时固定块22与转子41产生相对转动，使固定块22与转子41连接稳定。在本实施方式中，该连接件412为螺栓，螺栓与固定块22螺纹连接。转子41与转向把5通过销轴固定连接。

继续参考图2，优选地，在本实施方式中，定子包括线圈绕体42及设置在线圈绕体42外侧的外壳43，该外壳43设有收容腔，收容腔内设有定位台阶44，所述线圈绕体42顶抵于该定位台阶44上，定位台阶44对线圈绕体42具有限位作用。为了增加转向电机4安装的稳定性，所述车架1上设有向转向电机4方向凸伸的托板12，所述外壳43的底端固定于托板12上，外壳43和车架1与托板12均通过螺纹件连接。在本实施方式中，上述转子41为一体成型，当然在其他实施方式中，转子41也可以为分体设置的组件，例如转子41包括设置磁铁的钢圈及安装于钢圈上的转子轴，中心孔411设置于转子轴上。

如图3所示，所述后轮6为具有第一电机7及第二电机8的车轮，其中第一电机7为驱动后轮6的驱动电机，第二电机8为保持后轮6平衡的平衡电机；所述控制系统，分别控制转向电机4、第一电机7和第二电机8。所述后轮6包括轮轴61、安装于轮轴61上的飞轮65、轮辋62、安装于轮轴61上且固定连接轮辋62的第一盖体63及第二盖体64。

如图4所示，所述第一电机7包括第一定子71及套置于第一定子71外侧的第一转子72，所述第一定子71安装在轮轴61上，所述第一转子72与第一盖体63固定连接，第一电机7通过第一转子72带动第一盖体63转动，第一盖体63带动轮辋62转动，从而第一电机7实现驱动后轮6转动。

再参考图3，所述第二电机8包括第二转子及第二定子，所述第二定子安装在轮轴61上，所述第二转子与飞轮65固定连接，第二电机8驱动飞轮65转动产生陀螺效应使得后轮6增加自平衡功能。当然，在其他实施方式中，后轮也可以不设置飞轮，第二电机转子本身的旋转也可以产生陀螺效应，保持后轮的平衡。

如图5所示，在本实施方式中，所述飞轮65包括收容部及连接于收容部上的第二圈体652，所述收容部设有第一收容腔655及第二收容腔657，再结合图3所示，所述第二电机8位于第一收容腔655内，第一收容腔655内设有安装于轮轴61上的用以安装电池9的环形的电池舱体656。所述第一电机7位于第二收容腔657内。上述收容部包括第一圈体651、第一侧盖653和第二侧盖654，第一圈体651、第一侧盖653、第二侧盖654三者围成所述第一收容腔655，第二侧盖654向第一收容腔655内凹入形成所述第二收容腔657。第一圈体651与第二圈体652之间通过辐条固定连接，第二圈体652位于第一圈体651的外侧，飞轮65的主要质量集中于第二圈体652，其转动半径越大、质量越大，因此其转动时形成的陀螺平衡效应也越大。

如图6所示，所述电池舱体656设有容置电池9的外环腔6561及位于外环腔6561内侧的第一内环腔6562及第二内环腔6563，且第二内环腔6563的直径大于第一内环腔6562，所述第二收容腔657位于第二内环腔6563中，第二电机8位于第一内环腔6562中。外环腔6561内安装有电池9及部分控制系统。电池9可同时给转向电机4、第一电机7和第二电机8供电，降低轮子对外部资源的依赖，提高集成度，便于装配。

本发明中，第一转子72与第一盖体63固定，第一盖体63与轮辋62固定连接，第一电机7通过第一转子72带动第一盖体63转动，第一盖体63带动轮辋62转动，从而第一电机7实现驱动后轮6转动；第二转子与飞轮65固定连接，飞轮65在第二电机8的驱动下绕轮轴61旋转，产生陀螺效应，提高后轮6的自平衡功能；转向电机4的转子41与前叉2和转向把5连接，转子41转动带动前叉2和前轮3转向，实现电动自行车的转向。

所述控制系统，包括转向电机控制系统、第一电机控制系统，第二电机控制系统。转向电机控制系统包括检测转向电机转动方向及角度的传感器、传输转向电机转动方向及角度信号的信号发送接受器、控制转向电机转动方向及角度的控制器。第一电机控制系统包括检测第一电机转动方向及角度的传感器、传输第一电机转动方向及角度信号的信号发送接受器、控制第一电机转动方向及角度的控制器。第二电机控制系统包括检测第二电机转动方向及角度的传感器、传输第二电机转动方向及角度信号的信号发送接受器、控制第二电机转动方向及角度的控制器。上述三个电机的控制器可以集成在一个远程遥控器上，用以实现远程控制。驾驶者也可以携带遥控器乘坐在本发明的车体上控制车体的运行。

当然，以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能电动自行车，其特征在于：包括车架、可旋转地安装于车架上的前叉、组装于前叉上的前轮、连接于前叉上的转向电机、连接于转向电机上的转向把、安装于车架后侧的后轮及控制系统；

所述车架的前侧设有一套筒，所述前叉包括安装于套筒中且可相对套筒旋转的叉杆；

所述转向电机包括转子、套置于转子外侧的定子，所述转子的第一端与叉杆固定连接，转子的第二端与转向把固定连接；

所述后轮为具有第一电机及第二电机的车轮，其中第一电机为驱动后轮的驱动电机，第二电机为保持后轮平衡的平衡电机；

所述控制系统，分别控制转向电机、第一电机、第二电机。

2.如权利要求1所述的智能电动自行车，其特征在于：所述定子包括线圈绕体及设置在线圈绕体外侧的外壳，该外壳设有收容腔，收容腔内设有定位台阶，所述线圈绕体顶抵于该定位台阶上。

3.如权利要求2所述的智能电动自行车，其特征在于：所述车架上设有向转向电机方向凸伸的托板，所述外壳的底端固定于托板上。

4.如权利要求1所述的智能电动自行车，其特征在于：所述叉杆内设置有相对叉杆固定的固定块；所述转子设有中心孔，一连接件通过中心孔将转子固定连接于固定块上。

5.如权利要求4所述的智能电动自行车，其特征在于：所述固定块与转子的接触面为斜面。

6.如权利要求5所述的智能电动自行车，其特征在于：所述转子包括设置磁铁的钢圈及安装于钢圈上的转子轴，所述中心孔设置于转子轴上，与固定块接触的斜面设置于转子轴的底端。

7.如权利要求1-6中任一项所述的智能电动自行车，其特征在于：所述后轮包括轮轴、安装于轮轴上的飞轮、轮辋、安装于轮轴上且固定连接轮辋的第一盖体及第二盖体；

所述第一电机包括第一转子及第一定子，所述第一定子安装在轮轴上，所述第一转子与第一盖体固定连接；

所述第二电机包括第二转子及第二定子，所述第二定子安装在轮轴上，所述第二转子与飞轮固定连接。

8.如权利要求7所述的智能电动自行车，其特征在于：所述飞轮包括收容部和第二圈体，收容部设有第一收容腔和第二收容腔；所述第二电机安装于第一收容腔内，所述第一电机安装于第二收容腔内。

9.如权利要求8所述的智能电动自行车，其特征在于：所述第一收容腔内设置有安装于轮轴上的用以安装电池的环形的电池舱体，电池舱体设有容置电池的外环腔及位于外环腔内侧的第一内环腔及第二内环腔，且第二内环腔的直径大于第一内环腔，所述第二收容腔位于第二内环腔中，第二电机位于第一内环腔中。

10.如权利要求9所述的智能电动自行车，其特征在于：所述收容部包括第一圈体、分别安装于第一圈体两侧的第一侧盖及第二侧盖；所述第一圈体、第一侧盖和第二侧盖构成第一收容腔，所述第二侧盖向第一收容腔内凹入形成所述第二收容腔。