專利名稱：基于背包電源的旱冰鞋式電動(dòng)代步工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種簡便的電動(dòng)代步工具，尤其是涉及一種利用背包內(nèi)的充電電池向裝有電機(jī)的旱冰鞋提供電源以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，同時(shí)使用控制手柄對(duì)速度、轉(zhuǎn)向、剎車和離合等進(jìn)行控制的交通工具。
背景技術(shù)：
如今，人們對(duì)交通工具的依賴越來越強(qiáng)。然而隨著城市人口的急劇增加，交通擁堵問題也越來越嚴(yán)重。在這種情況下小尺寸的交通工具由于可以在更小的空間能行進(jìn)顯然具有更大優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在的小尺寸交通工具主要可以分為機(jī)動(dòng)類、腳踏類和輪滑類三種，其中第一種的代表為摩托車和電動(dòng)自行車，第二種為自行車，第三種為滑板和旱冰鞋。機(jī)動(dòng)類工具雖然具有可遠(yuǎn)程行進(jìn)且無需人力的優(yōu)點(diǎn)但由于需要以復(fù)雜的動(dòng)力機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，使其整體尺寸難以大幅減小。腳踏類工具由于無需動(dòng)力機(jī)構(gòu)使其較機(jī)動(dòng)類輕便，但其缺點(diǎn)為需要依靠人 力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在遠(yuǎn)程行進(jìn)時(shí)對(duì)人的體力消耗較大。在所有代步工具中以輪滑類尺寸最小，它可以在狹小的過道甚至人員流動(dòng)稠密的商場里行進(jìn)，但其對(duì)人的體力和對(duì)輪滑的掌握程度要求較高，使其難以作為一種交通工具進(jìn)行大范圍推廣。綜合比較這幾類交通工具可知所謂減小代步工具的尺寸主要是減小水平向的尺寸進(jìn)而減小對(duì)地面的占用率，一個(gè)可行的辦法就是將機(jī)構(gòu)整體布置從水平向改為垂直向，使其在不喪失功能的情況下將地面的占用率降到最小。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加在其上的電壓大小成正比。許多直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路就是基于PWM信號(hào)來輸出不同大小的電壓來達(dá)到調(diào)速目的。而一些集成的直流電機(jī)控制芯片不但可以通過PWM信號(hào)來調(diào)速，而且還具備電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和空載的控制能力，這使得對(duì)直流電機(jī)的控制更加簡便。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前交通工具在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)方式上存在的問題，本專利提出了一種將運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分放置在腳下而將動(dòng)力源部分背于肩上并將控制部分握于手上的新式代步工具，它使用直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)、充電電池作為動(dòng)力源并使用電子電路進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。這種結(jié)構(gòu)和動(dòng)力設(shè)計(jì)使整個(gè)機(jī)構(gòu)構(gòu)成垂直式放置從而使其只占雙腳大小的地面面積，并且使運(yùn)動(dòng)控制也更加簡單。本發(fā)明專利采用的技術(shù)方案是
基于背包電源的旱冰鞋式電動(dòng)代步工具，其特征是正常使用時(shí)這種代步工具的動(dòng)力源部分由使用者背于肩上，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分放置于使用者腳下，控制部分由使用者握于手上。一種電動(dòng)代步工具，其特征是這種代步工具的動(dòng)力源為一個(gè)裝有充電電源和電機(jī)控制電路的背包、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分為固定有直流電機(jī)的旱冰鞋、控制部分為可輸出開關(guān)和模擬信號(hào)的控制手柄；使用時(shí)背包由使用者背于肩上，旱冰鞋穿戴于雙腳上，控制手柄握于手上。
一種電動(dòng)代步工具，其特征是背包和旱冰鞋通過電源線相連，控制手柄和背包通過數(shù)據(jù)線相連；背包可向旱冰鞋上的電機(jī)提供電源從而驅(qū)動(dòng)其向前行進(jìn)，控制手柄可向背包上的電機(jī)控制電路發(fā)出不同控制命令從而對(duì)行進(jìn)過程中的速度、轉(zhuǎn)向、剎車和離合進(jìn)行控制。應(yīng)用于該代步工具中的電路設(shè)計(jì)，其特征是這種代步工具在電路上主要由電源模塊、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和單片機(jī)組成；電源模塊可控制充電電池的充放電過程和向其他模塊提供穩(wěn)定電源及向外輸出充電電源，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊主要基于PWM信號(hào)進(jìn)行電機(jī)調(diào)速并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)控制模塊主要通過一些模擬和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器件向單片機(jī)輸出控制信號(hào)，單片機(jī)主要進(jìn)行開關(guān)、模擬信號(hào)采集和產(chǎn)生用于左右電機(jī)調(diào)速的兩路PWM信號(hào)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制信號(hào)。應(yīng)用于該代步工具的運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征是通過一個(gè)模擬信號(hào)來控制PWM信號(hào)的占空比進(jìn)而使位于旱冰鞋部分的直流電機(jī)獲得不同大小的電壓最后得以使旱冰鞋以不同速度前進(jìn)，通過兩個(gè)開關(guān)信號(hào)來控制行進(jìn)過程中的轉(zhuǎn)向，當(dāng)左轉(zhuǎn)開關(guān)信號(hào)使能時(shí)左腳電機(jī)轉(zhuǎn)速小于右腳從而完成行進(jìn)路線的左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)時(shí)剛好相反；通過一個(gè)開關(guān)信號(hào)控制電 機(jī)的制動(dòng)，一個(gè)開關(guān)信號(hào)控制電機(jī)的空載，并且在制動(dòng)信號(hào)和空載信號(hào)同時(shí)有效的情況下控制電路將只響應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。該代步工具上的控制手柄，其特征是控制手柄通過數(shù)據(jù)線與位于PCB板上單片機(jī)相連，其整體外觀呈條狀，主要由用于控制電機(jī)速度、方向、制動(dòng)和空載的不同控制器件組成。該代步工具上的控制手柄，其特征是控制手柄默認(rèn)由用戶右手握持，數(shù)據(jù)線也從背包右側(cè)引出，手柄上主要安裝有直線電位器、方向撥桿、剎車按鈕和離合按鈕，分別用來進(jìn)行速度、方向、制動(dòng)和空載控制，其中直線電位器位于控制手柄的正面板上，其滑塊可沿控制手柄長端方向上下滑動(dòng)，方向撥桿位于控制手柄正面板的上端，剎車和離合按鈕分別位于控制手柄側(cè)面板右上端的不同位置；直線電位器由右手拇指操作，通過上下?lián)軇?dòng)其滑塊可向單片機(jī)輸入不同大小的電壓模擬信號(hào)，單片機(jī)據(jù)此信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換來決定輸出的PWM信號(hào)占空比大?。环较驌軛U通過右手拇指的左右撥動(dòng)向單片機(jī)發(fā)出兩個(gè)開關(guān)信號(hào)，單片機(jī)通過減小一方電機(jī)速度增大另一方電機(jī)速度的方式進(jìn)行左右轉(zhuǎn)向；剎車和離合按鈕由右手食指操作，當(dāng)剎車按鈕和離合按鈕按下有效時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)將分別處于制動(dòng)和空載狀態(tài)，剎車按鈕和離合按鈕有兩種工作狀態(tài)，一種為點(diǎn)按狀態(tài)，即當(dāng)按下時(shí)激發(fā)信號(hào)，松開則恢復(fù)原態(tài)，另一種為鎖定狀態(tài)，即按下按鈕的同時(shí)沿垂直于按下方向的方向撥動(dòng)按鈕則該按鈕將處于按下鎖定狀態(tài)，此時(shí)即便食指離開按鈕也一直保持按下狀態(tài)，反方向動(dòng)作則恢復(fù)原態(tài)，如果使剎車按鈕處于鎖定則旱冰鞋將一直處于制動(dòng)狀態(tài)，而若離合按鈕處于鎖定則旱冰鞋將一直處于空載狀態(tài)。該代步工具上的旱冰鞋，其特征是該旱冰鞋與普通雙排輪子型旱冰鞋在外型上相似，但擁有更強(qiáng)的減震和更大尺寸的輪子；直流電機(jī)位于旱冰鞋后端，電機(jī)定子固定于旱冰鞋上而轉(zhuǎn)子用來驅(qū)動(dòng)旱冰鞋后輪，旱冰鞋后端還有一個(gè)用來連接電機(jī)電線插頭的插座；旱冰鞋使用強(qiáng)力粘扣帶來綁定雙腳。一種應(yīng)用于該代步工具上的背包，其特征是包中內(nèi)嵌有充電電池和電源控制電路，并且電池和電路由較高強(qiáng)度硬質(zhì)材料封裝在一起并與包內(nèi)其他區(qū)域有效隔絕；包上安裝有一個(gè)電源插板，該插板上有一個(gè)輸入電源接口和多個(gè)不同型號(hào)的輸出電源接口，這些接口與電源芯片相連，外界直流充電器插頭可插入輸入電源接口以對(duì)背包內(nèi)電池充電，一些需電設(shè)備也可以通過將其電源線插頭插入輸出電源接口從而從背包處獲得直流電源；給電機(jī)供電的電機(jī)電線一端與背包內(nèi)的電路板直接相連并最終從背包內(nèi)引出，另一端為鎖扣式插頭，當(dāng)將該插頭插入電機(jī)插座旋轉(zhuǎn)鎖合后，插頭與插座將形成可靠的電器連接，若與電機(jī)插座斷開連接，則該插頭還可以與電位器配合向有功率可變要求的其他電器輸出可變的直流電源。一種應(yīng)用于該代步工具上的背包，其特征是包內(nèi)除電池和控制電路占用空間外還留有裝載其他物品的空間，并且電源區(qū)域與儲(chǔ)物區(qū)域相互隔離；該背包可像普通背包一樣裝載個(gè)人物品，而在不使用旱冰鞋時(shí)可以拔出電機(jī)電線插頭使旱冰鞋和背包分離，然后將旱冰鞋裝入背包內(nèi)以便存放或背于肩上改為步行；包上縫制有用于隱藏和收納電源插板、電機(jī)電線、控制手柄及其數(shù)據(jù)線的拉鏈袋，當(dāng)將旱冰鞋裝入包內(nèi)并將所有電線和部件收納于各自拉鏈袋后，該背包整體外觀將與普通背包無異。
本發(fā)明專利可取得的有益效果是
I.采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和動(dòng)力及控制機(jī)構(gòu)垂直布局的方式有效減少了地面占用率，使得使用者可以在狹小擁擠的空間內(nèi)前進(jìn)，可以在摩托車、自行車難以行進(jìn)的地方使用。2.采用控制手柄的方式控制整體的行進(jìn)速度、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和空載，使得使用者通過一只手的拇指和食指就能完成運(yùn)動(dòng)控制，與摩托車、電動(dòng)自行車相比控制精簡度較高。3.背包內(nèi)留有充裕的裝載空間，在使用者穿戴好該代步工具去上班或上課時(shí)可將書本或其他物品裝入包內(nèi)，而到目的地后取出裝入物品將旱冰鞋裝入包內(nèi)。這種設(shè)計(jì)可以使背包兼具普通背包的作用同時(shí)使得整個(gè)機(jī)構(gòu)即便在不使用時(shí)所占空間也非常小。當(dāng)電池?zé)o電時(shí)該代步工具可以像普通旱冰鞋一樣通過使用者的兩腳搓滑前進(jìn)，使用者也可將旱冰鞋收入包內(nèi)背著背包步行。這種在使用時(shí)和非使用時(shí)極小的空間占用優(yōu)勢(shì)是摩托車、電動(dòng)自行車、自行車全都無法比擬的，同時(shí)在機(jī)動(dòng)和人力的切換方面該機(jī)構(gòu)也明顯的優(yōu)于電動(dòng)自行車。4.控制手柄上剎車按鈕具有鎖定功能，可在需長時(shí)間制動(dòng)的情況下置于剎車鎖定狀態(tài)，當(dāng)處于剎車鎖定狀態(tài)時(shí)旱冰鞋前后移動(dòng)被限制，此時(shí)使用者甚至可以穿著旱冰鞋正常行走。同樣離合按鈕也有剎車鎖定功能，當(dāng)置于鎖定狀態(tài)時(shí)使用者可以像普通旱冰鞋一樣通過兩腳的搓滑前進(jìn)，以節(jié)省電池電量。5電路板上有外置輸出電源接口，可以通過該接口為手機(jī)等電子設(shè)備充電，使得背包電源可以當(dāng)大型的移動(dòng)電源使用，而在不向旱冰鞋部分供電的情況下，PWM模塊的存在使得背包電源可以通過電位器的配合充當(dāng)可變功率的電源，這種在穩(wěn)定直流和可變直流方面的優(yōu)勢(shì)可以使得背包電源在旅行和野外時(shí)兼有移動(dòng)電源的功能，做到一包多用。6采用插頭連接的方式便于旱冰鞋和背包的拆裝，而連接旱冰鞋和背包的電機(jī)電線插頭采用鎖扣插頭，這種插頭與普通插頭相比可在運(yùn)動(dòng)過程中防止插頭與插座脫離，使電氣連接牢固可靠。旱冰鞋使用強(qiáng)力粘扣帶來固定雙腳，這與鞋帶式固定方式相比操作更加簡便，可以使使用者在穿鞋的情況下做到對(duì)旱冰鞋的快速穿戴。


圖I是使用效果示意圖(電池和PCB板剖視)。圖中I.背包，2.電池，3.電機(jī)電線收納拉鏈袋，4.控制手柄和數(shù)據(jù)線收納拉鏈袋，5. PCB板，6.數(shù)據(jù)線，7.電機(jī)電線，8.背帶，9.控制手柄，10.旱冰鞋。圖2是硬件電路框圖。圖3是背包部分示意圖(控制手柄放大畫出)。圖中I.背包,2.外殼,3.充電電池,4.電源插板,5.輸入電源線,6輸出電源線，7.鎖扣式插頭，8.左右電機(jī)線，9. PCB板，10.數(shù)據(jù)線，11.調(diào)速直線電位器，12.方向控制撥桿，13.剎車按鈕，14.離合按鈕。圖4是電池和控制電路板下置式背包部分示意圖(主視圖和左視圖)。圖中I.背包，2.儲(chǔ)物空間，3.充電電池，4. PCB板，5.背帶。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，正常使用時(shí)背包(I)由使用者背于肩上，而旱冰鞋(10)穿戴于使用者雙腳上，控制手柄(9)由使用者手持。背包通過電機(jī)電線(7)向旱冰鞋提供驅(qū)動(dòng)電源，而控制手柄通過數(shù)據(jù)線(6)來與背包連接。電機(jī)電線的插頭為鎖扣式插頭(圖3中7)，當(dāng)該插頭插入位于旱冰鞋上的插座后可通過旋轉(zhuǎn)其上的鎖扣套使插頭與其插座牢固鎖合，而需要斷開連接時(shí)反方向旋轉(zhuǎn)而后拔出插頭即可?？刂剖直鷶?shù)據(jù)線指代6根排線，其中一根為給各線性和開關(guān)器件供電的電源線，一根為模擬信號(hào)線，其余4根為開關(guān)信號(hào)線。就充電電池和PCB板在背包內(nèi)的位置來看主要有側(cè)置式和下置式兩種實(shí)施方式。如圖I中背包剖視和圖3所示，當(dāng)側(cè)置時(shí)，電池和電路板呈方餅狀占據(jù)背包靠近使用者背部的整個(gè)區(qū)域，而背包其他空間為儲(chǔ)物區(qū)域，電池和電路板區(qū)域與儲(chǔ)物區(qū)域通過海綿帆布彼此隔離。如圖4所示，當(dāng)下置時(shí)，電池和電路板則占據(jù)背包下部區(qū)域，而背包上部為儲(chǔ)物區(qū)域，同樣電池和電路板區(qū)域與儲(chǔ)物區(qū)域彼此隔離。側(cè)置式和下置式在控制手柄、電機(jī)電線以及充電和外接輸出端口形態(tài)方面基本沒有區(qū)別，因而圖4中將這些器件省略未畫，具體可參照?qǐng)D3中相關(guān)器件示意圖去理解。圖2所示硬件電路框圖中，電源插板、電源芯片和充電電池組成了電源模塊。其中電源芯片控制電池充電和放電過程，同時(shí)為單片機(jī)、控制手柄、電機(jī)控制芯片提供相應(yīng)的穩(wěn)定直流電源。電源芯片既接受外部輸入電源也可向外輸出電源外接直流充電器插頭可插入電源插板(圖3中4)通過輸入電源線(圖3中5)向電源芯片提供充電電源從而對(duì)電池充電；而在電池電量充裕的情況下，外部電器也可以將其電源插頭插入電源插板通過輸出電源線(圖3中6))從背包處獲得充電電源，使背包兼具移動(dòng)電源的功能。電源插板上除了有一個(gè)輸入電源接口外還有USB等多個(gè)不同型號(hào)的輸出電源接口，可供不同接口型號(hào)的設(shè)備充電使用。電源插板位于背包左側(cè)，控制手柄數(shù)據(jù)線從背包右側(cè)引出，而兩根電機(jī)電線從背包中間位置引出，如圖3所示。圖2所示硬件電路框圖中，電機(jī)控制芯片和兩個(gè)直流電機(jī)組成了運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊，其中電機(jī)控制芯片的作用為進(jìn)行PWM信號(hào)的功率放大和電機(jī)狀態(tài)控制。電機(jī)控制芯片需要同時(shí)控制兩個(gè)直流電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它從單片機(jī)處獲得兩路PWM信號(hào)，將其進(jìn)行功率放大后輸出到兩個(gè)電機(jī)用于電機(jī)的調(diào)速。在正常向前行進(jìn)時(shí)，電機(jī)控制芯片獲得的兩路PWM信號(hào)相同，以使兩個(gè)電機(jī)以相同速度直線前進(jìn)；而當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，位于內(nèi)側(cè)電機(jī)的PWM信號(hào)小于外偵牝以使內(nèi)側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于外側(cè)從而完成曲線轉(zhuǎn)彎。電機(jī)控制芯片可控制電機(jī)的制動(dòng)、空載、正傳和反轉(zhuǎn)四個(gè)狀態(tài)，由于本發(fā)明只牽扯到運(yùn)動(dòng)的停止、空載和前進(jìn)，因而反轉(zhuǎn)狀態(tài)舍棄不用。圖2所示硬件電路框圖中，控制手柄和其數(shù)據(jù)線構(gòu)成了運(yùn)動(dòng)控制模塊?？刂剖直饕騿纹瑱C(jī)提供四路開關(guān)信號(hào)和一路模擬信號(hào)。左轉(zhuǎn)信號(hào)和右轉(zhuǎn)信號(hào)由圖3中控制手柄的方向控制撥桿(12)的左右撥動(dòng)來發(fā)出。撥桿的實(shí)際形態(tài)與玩具遙控車控制手柄的撥桿類似，其運(yùn)動(dòng)方向如圖3控制手柄左側(cè)箭頭所示。實(shí)際制造時(shí)撥桿也可使用兩個(gè)按鈕代替。制動(dòng)信號(hào)和空載信號(hào)分別由圖3中剎車按鈕(13)和離合按鈕(14)發(fā)出。當(dāng)剎車按鈕和離合按鈕按下有效時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)將分別處于制動(dòng)和空載狀態(tài)。剎車按鈕和離合按鈕位于控制手柄的側(cè)面。當(dāng)按下剎車和離合按鈕時(shí)將向單片機(jī)發(fā)出兩個(gè)開關(guān)信號(hào)，單片機(jī)進(jìn)而向電機(jī)控制芯片發(fā)出相應(yīng)命令進(jìn)行旱冰鞋的制動(dòng)和空載控制。此外當(dāng)按下其中任意一個(gè)按鈕的同時(shí)向垂直于按下方向的方向撥動(dòng)按鈕則該按鈕將處于按下鎖定狀態(tài)，如果使剎車按鈕處于鎖定則旱冰鞋將處于制動(dòng)鎖定狀態(tài)，將一直限制旱冰鞋的前后移動(dòng)，而若離合按鈕處于鎖定狀態(tài)則，旱冰鞋將一直處于空載狀態(tài)。按鈕鎖定的動(dòng)作方向如圖3按鈕旁箭頭所示。速度模擬信號(hào)由圖3中調(diào)速直線電位器(11)發(fā)出，通過電位器滑塊的上下滑動(dòng)向單片機(jī)輸入不同大小的模擬電壓信號(hào)，單片機(jī)據(jù)此發(fā)出不同占空比的PWM信號(hào)，根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速和電 壓大小相關(guān)的原理，不同占空比的PWM信號(hào)代表了不同大小的電壓即不同的轉(zhuǎn)速，以此實(shí) 現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)。圖2所示硬件電路框圖中，單片機(jī)作為控制中心完成控制數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行數(shù)據(jù)的輸出。本發(fā)明所采用的單片機(jī)指自帶AD轉(zhuǎn)換模塊和具有至少兩路PWM信號(hào)輸出能力的單片機(jī)，但該單片機(jī)也可由一般單片機(jī)配合AD轉(zhuǎn)換芯片和PWM芯片聯(lián)合使用來代替。
權(quán)利要求
1.基于背包電源的旱冰鞋式電動(dòng)代步工具，其特征是正常使用時(shí)這種代步工具的動(dòng)力源部分由使用者背于肩上，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分放置于使用者腳下，控制部分由使用者握于手上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的代步工具，其特征是這種代步工具的動(dòng)力源為一個(gè)裝有充電電源和電機(jī)控制電路的背包、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分為固定有直流電機(jī)的旱冰鞋、控制部分為可輸出開關(guān)和模擬信號(hào)的控制手柄；使用時(shí)背包由使用者背于肩上，旱冰鞋穿戴于雙腳上，控制手柄握于手上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的代步工具，其特征是背包和旱冰鞋通過電源線相連，控制手柄和背包通過數(shù)據(jù)線相連；背包可向旱冰鞋上的電機(jī)提供電源從而驅(qū)動(dòng)其向前行進(jìn)，控制手柄可向背包上的電機(jī)控制電路發(fā)出不同控制命令從而對(duì)行進(jìn)過程中的速度、轉(zhuǎn)向、剎車 和離合進(jìn)行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的代步工具，其特征是這種代步工具在電路上主要由電源模塊、運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和單片機(jī)組成；電源模塊可控制充電電池的充放電過程和向其他模塊提供穩(wěn)定電源及向外輸出充電電源，運(yùn)動(dòng)執(zhí)行模塊主要基于PWM信號(hào)進(jìn)行電機(jī) 調(diào)速并控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)控制模塊主要通過一些模擬和開關(guān)信號(hào)發(fā)生器件向單片機(jī)輸出控制信號(hào)，單片機(jī)主要進(jìn)行開關(guān)、模擬信號(hào)采集和產(chǎn)生用于左右電機(jī)調(diào)速的兩路PWM信號(hào)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制信號(hào)。
5.一種應(yīng)用于權(quán)利要求2所述的代步工具的運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征是通過一個(gè)模擬信號(hào)來控制PWM信號(hào)的占空比進(jìn)而使位于旱冰鞋部分的直流電機(jī)獲得不同大小的電壓最后得以使旱冰鞋以不同速度前進(jìn)，通過兩個(gè)開關(guān)信號(hào)來控制行進(jìn)過程中的轉(zhuǎn)向，當(dāng)左轉(zhuǎn)開關(guān)信號(hào)使能時(shí)左腳電機(jī)轉(zhuǎn)速小于右腳從而完成行進(jìn)路線的左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)時(shí)剛好相反；通過一個(gè)開關(guān)信號(hào)控制電機(jī)的制動(dòng)，一個(gè)開關(guān)信號(hào)控制電機(jī)的空載，并且在制動(dòng)信號(hào)和空載信號(hào)同時(shí)有效的情況下控制電路將只響應(yīng)制動(dòng)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制手柄，其特征是控制手柄通過數(shù)據(jù)線與位于PCB板上單片機(jī)相連，其整體外觀呈條狀，主要由用于控制電機(jī)速度、方向、制動(dòng)和空載的不同控制器件組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制手柄，其特征是控制手柄默認(rèn)由用戶右手握持，數(shù)據(jù)線也從背包右側(cè)引出，手柄上主要安裝有直線電位器、方向撥桿、剎車按鈕和離合按鈕，分別用來進(jìn)行速度、方向、制動(dòng)和空載控制，其中直線電位器位于控制手柄的正面板上，其滑塊可沿控制手柄長端方向上下滑動(dòng)，方向撥桿位于控制手柄正面板的上端，剎車和離合按鈕分別位于控制手柄側(cè)面板右上端的不同位置；直線電位器由右手拇指操作，通過上下?lián)軇?dòng)其滑塊可向單片機(jī)輸入不同大小的電壓模擬信號(hào)，單片機(jī)據(jù)此信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換來決定輸出的PWM信號(hào)占空比大小；方向撥桿通過右手拇指的左右撥動(dòng)向單片機(jī)發(fā)出兩個(gè)開關(guān)信號(hào)，單片機(jī)通過減小一方電機(jī)速度增大另一方電機(jī)速度的方式進(jìn)行左右轉(zhuǎn)向；剎車和離合按鈕由右手食指操作，當(dāng)剎車按鈕和離合按鈕按下有效時(shí)整個(gè)機(jī)構(gòu)將分別處于制動(dòng)和空載狀態(tài)，剎車按鈕和離合按鈕有兩種工作狀態(tài)，一種為點(diǎn)按狀態(tài)，即當(dāng)按下時(shí)激發(fā)信號(hào)，松開則恢復(fù)原態(tài)，另一種為鎖定狀態(tài)，即按下按鈕的同時(shí)沿垂直于按下方向的方向撥動(dòng)按鈕則該按鈕將處于按下鎖定狀態(tài)，此時(shí)即便食指離開按鈕也一直保持按下狀態(tài)，反方向動(dòng)作則恢復(fù)原態(tài)，如果使剎車按鈕處于鎖定則旱冰鞋將一直處于制動(dòng)狀態(tài)，而若離合按鈕處于鎖定則旱冰鞋將一直處于空載狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旱冰鞋，其特征是該旱冰鞋與普通雙排輪子型旱冰鞋在外型上相似，但擁有更強(qiáng)的減震和更大尺寸的輪子；直流電機(jī)位于旱冰鞋后端，電機(jī)定子固定于旱冰鞋上而轉(zhuǎn)子用來驅(qū)動(dòng)旱冰鞋后輪，旱冰鞋后端還有一個(gè)用來連接電機(jī)電線插頭的插座；旱冰鞋使用強(qiáng)力粘扣帶來綁定雙腳。
9.一種應(yīng)用于該代步工具上的背包，其特征是包中內(nèi)嵌有充電電池和電源控制電路，并且電池和電路由較高強(qiáng)度硬質(zhì)材料封裝在一起并與包內(nèi)其他區(qū)域有效隔絕；包上安裝有一個(gè)電源插板，該插板上有一個(gè)輸入電源接口和多個(gè)不同型號(hào)的輸出電源接口，這些接口與電源芯片相連，外界直流充電器插頭可插入輸入電源接口以對(duì)背包內(nèi)電池充電，一些需電設(shè)備也可以通過將其電源線插頭插入輸出電源接口從而從背包處獲得直流電源；給電機(jī)供電的電機(jī)電線一端與背包內(nèi)的電路板直接相連并最終從背包內(nèi)引出，另一端為鎖扣式插頭，當(dāng)將該插頭插入電機(jī)插座旋轉(zhuǎn)鎖合后，插頭與插座將形成可靠的電器連接，若與電機(jī)插座斷開連接，則該插頭還可以與電位器配合向有功率可變要求的其他電器輸出可變的直流電源。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的背包，其特征是包內(nèi)除電池和控制電路占用空間外還留有裝載其他物品的空間，并且電源區(qū)域與儲(chǔ)物區(qū)域相互隔離；該背包可像普通背包一樣裝載個(gè)人物品，而在不使用旱冰鞋時(shí)可以拔出電機(jī)電線插頭使旱冰鞋和背包分離，然后將旱冰鞋裝入背包內(nèi)以便存放或背于肩上改為步行；包上縫制有用于隱藏和收納電源插板、電機(jī)電線、控制手柄及其數(shù)據(jù)線的拉鏈袋，當(dāng)將旱冰鞋裝入包內(nèi)并將所有電線和部件收納于各自拉鏈袋后，該背包整體外觀將與普通背包無異。
全文摘要
基于背包電源的旱冰鞋式電動(dòng)代步工具，涉及簡便的電動(dòng)交通工具領(lǐng)域。本發(fā)明主要由裝有充電電源和電機(jī)控制電路的背包、固定有直流電機(jī)的旱冰鞋、可輸出開關(guān)和模擬信號(hào)的控制手柄三部分組成。使用時(shí)背包由使用者背于肩上，旱冰鞋穿戴于雙腳上，控制手柄握于手上。背包和旱冰鞋通過電源線相連，控制手柄和背包通過數(shù)據(jù)線相連；背包可向旱冰鞋上的電機(jī)提供電源從而驅(qū)動(dòng)其向前行進(jìn)，控制手柄可向背包上的電機(jī)控制電路發(fā)出不同控制命令從而對(duì)行進(jìn)過程中的速度、轉(zhuǎn)向、剎車和離合進(jìn)行控制。本發(fā)明整體空間占用較小、控制簡潔高效，適合于人口稠密、交通繁忙及其他代步工具難以有效行進(jìn)的場合。
文檔編號(hào)A63C17/02GK102847296SQ201210376968
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月6日
發(fā)明者馬青川 申請(qǐng)人:馬青川