CN213735366U - 一种脚踏控制转向的双轮平衡车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种脚踏控制转向的双轮平衡车，包括车体、与车体连接的车轮，所述车体内安装有检测车体倾斜度的电子陀螺仪、电子加速度计及控制器，所述车体顶端设置有相对车体转动的左、右踏板；所述左、右踏板向接近的一端均设置有磁体和霍尔传感器二者中的一种，所述车体上安装有磁体和霍尔传感器二者中的另一种，霍尔传感器伸入磁体内，所述控制器与电子陀螺仪、电子加速度计、霍尔传感器及车轮的轮毂电机电连接。该平衡车充分结合人本身走路的习惯，并结合线性霍尔传感器的特性设计的该转向机构，可操作性佳，左踏板和右踏板分别由各自的霍尔传感器检测器相对于底板的旋转角度，车体转向更佳灵活。
Description
技术领域
本实用新型属于平衡车领域，尤其涉及一种脚踏控制转向的双轮平衡车。
背景技术
双轮电动平衡车中扭扭车因其体积小，较独轮平衡车易于掌握平衡，转动灵活而深受大众喜爱。扭扭车结构包括可相对转动的左右两个踏板，每个踏板的外侧安装有车轮，踏板内安装有骨架、电源以及惯性传感器(通常为电子陀螺仪和电子加速度计)，左右踏板内的骨架通过一根转轴连接，实现相对转动；通过两套惯性传感器(电子陀螺仪和电子加速度计)分别检测左右踏板相对于水平面的倾斜度，进而通过控制器分别控制两车轮的运行实现进退和转向。然而，左右踏板通过一根转轴连接，不仅结构复杂，其车架强度也大为降低。
针对此问题申请号为201710311234.1的发明专利公开一种新型两轮电动平衡车，该电动平衡车包括车体、与车体连接的车轮，所述车体内安装有检测车体倾斜度的电子陀螺仪、电子加速度计及控制器，所述车体顶端设置有相对车体转动的左、右踏板，所述左、右踏板底部分别连接有左、右转动轴，所述转动轴活动安装在车体上。环形磁铁和霍尔传感器分别安装在左、右转动轴的接近端，霍尔传感器伸入环形磁铁内，所述控制器与陀螺仪、加速度计、霍尔传感器及车轮的电机电连接。该新型两轮电动平衡车车体为一体结构，整体结构紧凑，车体强度提高。但是其中的角度传感器测量的是两个踏板之间的相对转动角度，在两个踏板同时转动的情况下，无法计算单个踏板相对底板的转动角度，转弯灵活性和控制精确性有待提高。
实用新型内容
本实用新型针对上述的技术问题，提出一种可检测左右踏板分别相对于底板的转动角度，车体转弯灵活的双轮平衡车。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种脚踏控制转向的双轮平衡车，包括车体、与车体连接的车轮，所述车体内安装有检测车体倾斜度的电子陀螺仪、电子加速度计及控制器，所述车体顶端设置有相对车体转动的左、右踏板；所述左、右踏板向接近的一端均设置有磁体和霍尔传感器二者中的一种，所述车体上安装有磁体和霍尔传感器二者中的另一种，霍尔传感器伸入磁体内，所述控制器与电子陀螺仪、电子加速度计、霍尔传感器及车轮的轮毂电机电连接。
作为优选，所述磁体为一半N极、一半S极的环形磁铁。
作为优选，所述磁体为N极、S极相对摆放的两块磁铁。
作为优选，还包括磁体架，磁体架上设置有通孔，磁体安装在通孔内。
作为优选，所述左、右踏板的四角均设置有弹性体。
作为优选，还包括锂离子电池，锂离子电池为车轮电机、霍尔传感器及控制器供电。
作为优选，所述左、右踏板上设置有通断开关，当左、右踏板上均有脚踏作用时，轮毂电机通电。
作为优选，所述通断开关包括阻挡件和光电开关，阻挡件安装在弹性体上，光电开关安装在踏板上位于弹性体下方，当踩踏弹性体时阻挡件伸入光电开关内，发出启动信号。
作为优选，所述通断开关包括安装在踏板上的弹性体及霍尔板，弹性体上安装有磁体，踩踏弹性体时霍尔板向靠近磁体的方向移动，霍尔板与控制器电连接
作为优选，所述车体上安装有提手。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：
该双轮平衡车充分结合人本身走路的习惯，并结合线性霍尔传感器的特性设计的该转向机构，可操作性佳，使用者自然而然的便可实现转向。左踏板和右踏板分别由各自的霍尔传感器检测器相对于底板的旋转角度，可对两个车轮的转速和转向分别精确控制，车体转向更佳灵活。霍尔板配合磁体的开关结构，相较于红外光电开关检测可靠性高，不易损坏。
附图说明
图1为本实用新型双轮平衡车的立体图；
图2为本实用新型双轮平衡车的主视图；
图3为本实用新型双轮平衡车的部分爆炸图；
图4为本实用新型双轮平衡车的电控关系图；
以上各图中：1、车体；2、车轮；21、电机固定块；3、踏板；31、左踏板；311、左转轴；32、右踏板；321、右转轴；4、定位轴承；5、磁体；51、磁体架；6、弹性体；7、霍尔传感器；71、支架；72、左霍尔传感器；73、右霍尔传感器。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和实施例做具体说明。
实施例：如图1至图3所示，一种脚踏控制转向的双轮平衡车，包括车体1及与车体1连接的车轮2，车体1上方设置有两块踏板3，分别为左踏板31和右踏板32。
所述车体1可设置为一体成型的平板形，以追求轻薄；也可以设置为其它形状以求美观；为便于提行，所述车体1侧面设置有提手。所述车轮2内设置有轮毂电机，车轮2对称设置于车体1两侧，通过电机固定块21以螺钉固定。
车体1内安装有电池和主控板，锂离子电池为轮毂电机、霍尔传感器及控制器供电。控制器及电子陀螺仪和电子加速度计集成在主控板上，控制器与电子陀螺仪及电子加速度计电连接，控制器经电子陀螺仪与电子加速度计获取倾斜角度数据，进而控制轮毂电机的运行速度及转动方向，锂离子电池为控制器及轮毂电机供电，电连接及信号传输关系参照图4。
为实现车体1的转向，该平衡车设置有脚踏转向机构。所述脚踏转向机构包括设置在车体1上表面，平行与车轮2轮轴方向设置的四个定位轴承4，左侧两定位轴承4内安装有左转轴311，右侧两定位轴承4内安装有右转轴321，左、右转轴321上分别安装有左、右踏板31、32，左、右踏板转动时，左、右转轴321随之在定位轴承4内转动。所述左、右踏板向接近的一端安装有磁体5架，磁体架51上设置有通孔，磁体5安装在通孔内。该磁体5可以为一块环形磁铁，环形磁铁的环形面与车轮2圆环面平行设置。环形磁铁充磁时，沿直径分为两部分，一半为N极一半为S极，安装时，N极与S极分别位于前后两侧，使磁感线由N极水平指向S极。
此时车架上靠近环形磁铁的位置需设置两个支架71，两个支架71上分别安装左霍尔传感器72和右霍尔传感器73，两个线性霍尔传感器7的检测端伸入环形磁铁内。霍尔传感器7与控制器电连接，将检测到的电压信号传输给控制器。环形磁铁也可以为两块N极、S极相对摆放的条形磁铁，且磁体5和霍尔传感器的安装位置可以互换。
基于人走路的习惯，当人要往左边转弯的时候，都会左脚脚尖抬起，右脚脚后跟抬起，往右转同理。当人的两个脚踩在平衡车上想要转弯时，也会有同样的动作，左转时，左踏板31向后翘起，右踏板32向前翘起。例如当人往左转弯的时候，左踏板31往后翘起，右踏板32往前翘起，当左踏板31相对于底板转动时，环形磁铁随左踏板31旋转，霍尔板在底板的带动下转动一定的角度，霍尔板的检测面就会相应的往S极或N极边靠，磁场强度发生变化。根据霍尔传感器的特性，它的输出电压就会相应的增大或减小，控制器将电压变化转变为驱动信号控制左、右轮毂电机的正转或反转，加速或减速，从而实现平衡车的转向。右踏板32结构与左踏板31相同，不再赘述。左踏板31和右踏板32分别由各自的霍尔传感器检测器相对于底板的旋转角度，可对两个车轮2的转速和转向分别精确控制，使车体1转向更佳灵活。
为使踏板3良好的复位及减震，所述左、右踏板31、32与车体1之间设置有多个弹性体6，优选为弹性橡胶或弹簧，设置于左、右踏板31、32的四角。
所述左、右踏板上设置有开关安装孔，开关安装孔内安装有通断开关，通断开关用于检测骑行者的双脚是否均踩在踏板上，双脚均踩在踏板3上以后轮毂电机才开始转动，以便于骑行者轻松上下车。通断开关的可以设置为左、右踏板各一个，也可以根据需要设置多个。具体的通断开关包括阻挡件和光电开关，阻挡件安装在弹性体上，弹性体固定在开关安装孔内。光电开关安装在踏板3上，位于弹性体下方，当踩踏弹性体时阻挡件伸入光电开关内，阻断观点开关的发射信号，光电开关与控制器电连接，当左、右踏板上的光电开关均阻断时，控制器控制轮毂电机通电开始运转。当其中一个光电开关信号接通时，轮毂电机停止运转。
通断开关的另一种结构包括弹性体及霍尔板，该弹性体设置有一凸起部，凸起部四周连接弹性裙边，弹性裙边的边缘部安装在开关安装孔内，弹性体上安装有磁体。霍尔板安装在开关安装孔的底部，当骑行者的双脚站立在左、右踏板上时，弹性体被向下压，此时磁体向靠近霍尔板的方向移动，霍尔板与控制器电连接，此时霍尔板的电压发生变化，控制器根据信号的变化控制轮毂电机通电，平衡车开始正常运转。当骑行者要下车时，其中一只脚开踏板3，磁体远离霍尔板，控制器判定骑行车下车，此时轮毂电机停止运转。通断开关的设置避免了现有技术中的平衡车打开电源后立即启动轮毂电机，骑行车一只脚站立在踏板3上该侧车轮2立即开始转动，导致车体1打转，导致骑行者难以上车的问题，提高了安全性。
所述车体1上安装有提手，便于移动。
该双轮平衡车充分结合人本身走路的习惯，并结合线性霍尔传感器的特性设计的该转向机构，可操作性佳，使用者自然而然的便可实现转向。左踏板31和右踏板32分别由各自的霍尔传感器检测器相对于底板的旋转角度，可对两个车轮2的转速和转向分别精确控制，车体1转向更佳灵活。霍尔板配合磁体的开关结构，相较于红外光电开关检测可靠性高，不易损坏。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：包括车体、与车体连接的车轮，所述车体内安装有检测车体倾斜度的电子陀螺仪、电子加速度计及控制器，所述车体顶端设置有相对车体转动的左、右踏板；所述左、右踏板向接近的一端均设置有磁体和霍尔传感器二者中的一种，所述车体上安装有磁体和霍尔传感器二者中的另一种，霍尔传感器伸入磁体内，所述控制器与电子陀螺仪、电子加速度计、霍尔传感器及车轮的轮毂电机电连接。
2.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述磁体为一半N极、一半S极的环形磁铁。
3.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述磁体为N极、S极相对摆放的两块磁铁。
4.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：还包括磁体架，磁体架上设置有通孔，磁体安装在通孔内。
5.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述左、右踏板的四角均设置有弹性体。
6.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：还包括锂离子电池，锂离子电池为车轮电机、霍尔传感器及控制器供电。
7.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述左、右踏板上设置有通断开关，当左、右踏板上均有脚踏作用时，轮毂电机通电。
8.根据权利要求7所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述通断开关包括阻挡件和光电开关，阻挡件安装在弹性体上，光电开关安装在踏板上位于弹性体下方，当踩踏弹性体时阻挡件伸入光电开关内，发出启动信号。
9.根据权利要求7所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述通断开关包括安装在踏板上的弹性体及霍尔板，弹性体上安装有磁体，踩踏弹性体时霍尔板向靠近磁体的方向移动，霍尔板与控制器电连接。
10.根据权利要求1所述的脚踏控制转向的双轮平衡车，其特征在于：所述车体上安装有提手。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113753164A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-07 | 深圳市亮点智控科技有限公司 | 一种体感车运行的控制系统及方法 |
| CN113771996A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-12-10 | 深圳市动平衡科技有限公司 | 一种体感车 |
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