專利名稱：一種雙輪自平衡小車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車身輕巧、靈活性高及節(jié)能省電的雙輪自平衡小車。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)水平的不斷進步，交通工具正朝著小型、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展，其中電動車正是在這個背景下應(yīng)運而生的，并且已被人們熟知和使用。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的電動車保有量已超過1.2億輛，是增長速度最快的交通工具，隨著石油儲量的不斷減少以及人們環(huán)保意識的增強，電動車無疑將成為未來交通工具的主力軍?，F(xiàn)今市場上的電動車主要分為電動自行車、電動摩托車以及電動汽車。但是電動自行車和電動摩托車會受到天氣狀況的限制，在刮風下雨的情況下很難騎行。而對于電動汽車來說，受其制造成本及高價格的制約，也很難在消費者中推廣開來。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種車身輕巧、靈活性高、節(jié)能省電及制造成本低的雙輪自平衡小車。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種雙輪自平衡小車，包括車身、底盤、座椅、車輪、電源及控制器，所述車身設(shè)置在底盤上，座椅設(shè)置在車身內(nèi)且固裝于底盤上，車輪位于車身的兩側(cè)，電源通過導(dǎo)線與控制器相連接；其特點是還包括轉(zhuǎn)向控制部分、行進控制部分、自適應(yīng)平衡保護部分、制動控制部分及懸掛連接部分；所述的轉(zhuǎn)向控制部分包括方向盤、上轉(zhuǎn)向桿、轉(zhuǎn)向套筒、角接觸球軸承、彈簧卡片、轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧、角位移傳感器及下轉(zhuǎn)向桿；所述的方向盤與上轉(zhuǎn)向桿的上端相連接，上轉(zhuǎn)向桿的下端通過角接觸球軸承設(shè)置在轉(zhuǎn)向套筒內(nèi)；所述的下轉(zhuǎn)向桿的上端與轉(zhuǎn)向套筒相固接，所述的角位移傳感器固定在下轉(zhuǎn)向桿上或轉(zhuǎn)向套筒內(nèi)，角位移傳感器的轉(zhuǎn)子通過彈簧卡片與上轉(zhuǎn)向桿的下端相連接；在上轉(zhuǎn)向桿的下端與下轉(zhuǎn)向桿的上端之間設(shè)置有轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧；下轉(zhuǎn)向桿的下端與底盤相固接；所述角位移傳感器的信號輸出端通過導(dǎo)線與控制器相連接；所述的行進控制部分包括行進踏板、行進復(fù)位彈簧、陀螺儀及加速度計；在所述的行進踏板內(nèi)設(shè)置有陀螺儀和加速度計，行進踏板的下端中部活動連接于底盤上，在行進踏板的下端與底盤之間設(shè)置有行進復(fù)位彈簧；所述陀螺儀和加速度計的信號輸出端均通過導(dǎo)線與控制器相連接；所述的自適應(yīng)平衡保護部分包括折疊輪；所述的折疊輪固裝于底盤的下端，其控制端通過導(dǎo)線與控制器相連接；所述的制動控制部分包括剎車斷電控制部分和機械制動控制部分，所述剎車斷電控制部分包括剎車踏板、斷電桿、開關(guān)片、剎車保護套筒、剎車復(fù)位彈簧、剎車拉簧及剎車護板；所述的剎車踏板的連桿下端與底盤相鉸接，在底盤與剎車踏板的連桿中部之間設(shè)置有剎車拉簧；在所述開關(guān)片的底部設(shè)置有通孔，所述斷電桿的上部通過所述通孔與剎車踏板的連桿中段相接觸，在斷電桿上、開關(guān)片的下方設(shè)置有觸片，所述開關(guān)片與觸片形成常閉觸點，開關(guān)片固裝在底盤上；所述開關(guān)片和觸片采用導(dǎo)電材料；所述開關(guān)片及斷電桿均設(shè)置在剎車保護套筒內(nèi)，在斷電桿與剎車保護套筒下端之間設(shè)置有剎車復(fù)位彈簧，剎車保護套筒固裝于剎車護板上，剎車護板固裝于底盤上；所述開關(guān)片通過導(dǎo)線與控制器相連接；所述機械制動控制部分包括剎車泵、盤式剎車及輪轂電機，所述剎車泵一端與剎車踏板的連桿下端相連接，另一端與盤式剎車相連接，盤式剎車安裝在輪轂電機上，輪轂電機的控制端通過導(dǎo)線與控制器相連接，所述車輪安裝在輪轂電機上；所述的懸掛連接部分包括連接臂、連接架及減震器；所述的減震器的一端固裝在底盤上，減震器的另一端固裝在連接臂上，連接臂安裝在輪轂電機上；所述連接架的一端與連接臂通過銷軸相連接，連接臂相對于銷軸可上下移動，連接架的另一端固接于底盤上。在所述的斷電桿與剎車踏板的連桿接觸處設(shè)置有防磨墊片。所述的電源采用鋰電池，在電源的上方設(shè)置有電池護板，電池護板固裝于底盤上。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明采用輕量化設(shè)計，車身輕巧、靈活性高、節(jié)能省電及制造成本低，其中制動控制部分設(shè)計為剎車即斷電，在自適應(yīng)平衡保護部分安裝有折疊輪，在行車過程中遇到障礙導(dǎo)致車體傾斜過大或者斷電時，折疊輪會自動降下，極大的保證了行車的安全性。


圖1為本發(fā)明的一種雙輪自平衡小車結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的轉(zhuǎn)向控制部分結(jié)構(gòu)示意
圖3為圖2中I部放大圖；圖4為本發(fā)明的行進控制部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的自適應(yīng)平衡保護部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的制動控制部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中II部放大圖；圖8為本發(fā)明的懸掛連接部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I一轉(zhuǎn)向控制部分，2—行進控制部分，3—自適應(yīng)平衡保護部分，4一制動控制部分，5—懸掛連接部分，6—輪轂電機，7—剎車拉簧，8—開關(guān)片，9一剎車踏板，10—防磨墊片，11 一剎車保護套筒，12—剎車復(fù)位彈簧，13—斷電桿，14 一剎車護板，15—剎車泵，
16—盤式剎車,17一連接臂，18—連接架，19一剎車踏板的連桿，20一電池護板，21一底盤，22—減震器，23 —車輪，24—方向盤，25—上轉(zhuǎn)向桿，26—轉(zhuǎn)向套筒，27—角接觸球軸承，28—彈簧卡片，29一轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧，30一角位移傳感器，31 一下轉(zhuǎn)向桿，32一轉(zhuǎn)向固定塊，33一導(dǎo)線,34一控制器,35一行進踏板，36一觸片，37一陀螺儀，38一加速度計，39一行進復(fù)位彈簧，41一折疊輪，42—車身，43 —電源，44 一座椅。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。如圖1所示，一種雙輪自平衡小車，包括車身42、底盤21、座椅44、車輪23、電源43及控制器34，所述車身42設(shè)置在底盤21上，座椅44設(shè)置在車身42內(nèi)且固裝于底盤21上，車輪23位于車身23的兩側(cè)，電源43通過導(dǎo)線33與控制器34相連接；還包括轉(zhuǎn)向控制部分1、行進控制部分2、自適應(yīng)平衡保護部分3、制動控制部分4及懸掛連接部分5 ；如圖2、3所示，所述的轉(zhuǎn)向控制部分I包括方向盤24、上轉(zhuǎn)向桿25、轉(zhuǎn)向套筒26、角接觸球軸承27、彈簧卡片28、轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧29、角位移傳感器30、下轉(zhuǎn)向桿31及轉(zhuǎn)向固定塊32 ;所述的方向盤24與上轉(zhuǎn)向桿25的上端相連接，上轉(zhuǎn)向桿25的下端通過角接觸球軸承27設(shè)置在轉(zhuǎn)向套筒26內(nèi)；所述的下轉(zhuǎn)向桿31的上端與轉(zhuǎn)向套筒26相固接，所述的角位移傳感器30固定在下轉(zhuǎn)向桿31上或轉(zhuǎn)向套筒26內(nèi)，角位移傳感器30的轉(zhuǎn)子通過彈簧卡片28與上轉(zhuǎn)向桿25的下端相連接；在上轉(zhuǎn)向桿25的下端與下轉(zhuǎn)向桿31的上端之間設(shè)置有轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧29 ;下轉(zhuǎn)向桿31的下端通過轉(zhuǎn)向固定塊32與底盤21相固接；所述角位移傳感器30的信號輸出端通過導(dǎo)線33與控制器34相連接；如圖4所示，所述的行進控制部分2包括行進踏板35、行進復(fù)位彈簧39、陀螺儀37及加速度計38 ;在所述的行進踏板35內(nèi)設(shè)置有陀螺儀37和加速度計38，行進踏板35的下端中部活動連接于底盤21上，在行進踏板35的下端與底盤21之間設(shè)置有行進復(fù)位彈簧39 ;所述陀螺儀37和加速度計38的信號輸出端均通過導(dǎo)線33與控制器34相連接；

如圖5所示，所述的自適應(yīng)平衡保護部分3包括折疊輪41 ;所述的折疊輪41固裝于底盤21的下方，其控制端通過導(dǎo)線33與控制器34相連接；如圖6、7所示，所述的制動控制部分4包括剎車斷電控制部分和機械制動控制部分，所述剎車斷電控制部分包括剎車踏板9、防磨墊片10、斷電桿13、開關(guān)片8、剎車保護套筒11、剎車復(fù)位彈簧12、剎車拉簧7及剎車護板14 ;所述的剎車踏板9的連桿19下端與底盤21相鉸接，在底盤21與剎車踏板9的連桿19中部之間設(shè)置有剎車拉簧7 ;在所述開關(guān)片8的底部設(shè)置有通孔，所述斷電桿13的上部通過所述通孔與剎車踏板9的連桿19中段相接觸，在斷電桿13上、開關(guān)片8的下方設(shè)置有觸片36，所述開關(guān)片8與觸片36形成常閉觸點，開關(guān)片8固裝在底盤21上；所述開關(guān)片8和觸片36采用導(dǎo)電材料；所述開關(guān)片8及斷電桿13均設(shè)置在剎車保護套筒11內(nèi)，在斷電桿13與剎車保護套筒11下端之間設(shè)置有剎車復(fù)位彈簧12，剎車保護套筒11固裝于剎車護板14上，剎車護板14固裝于底盤21上；所述開關(guān)片8通過導(dǎo)線33與控制器34相連接；所述機械制動控制部分包括剎車泵15、盤式剎車16及輪轂電機6，所述剎車泵15 —端與剎車踏板9的連桿19下端相連接，另一端與盤式剎車16相連接，盤式剎車16安裝在輪轂電機6上，輪轂電機6的控制端通過導(dǎo)線33與控制器34相連接，所述車輪23安裝在輪轂電機6上；如圖8所示，所述的懸掛連接部分5包括連接臂17、連接架18、減震器22 ;所述的減震器22的一端固裝在底盤21上，減震器22的另一端固裝在連接臂17上，連接臂17安裝在輪轂電機6上；所述連接架18的一端與連接臂17通過銷軸相連接，連接臂17相對于銷軸可上下移動，連接架18的另一端固接于底盤21上。在所述的斷電桿13與剎車踏板9的連桿19接觸處設(shè)置有防磨墊片10。所述的電源43采用鋰電池，在電源43的上方設(shè)置有電池護板20，所述電池護板20固裝于底盤21上。下面結(jié)合

本發(fā)明的動作過程:如圖1所示的雙輪自平衡小車在行進過程中，維持兩輪平衡是通過加速度計38(型號為MXP7205VF的雙軸加速度計)和陀螺儀37 (型號為ADXRS610)產(chǎn)生的信號，傳遞給控制器34，控制器34再將控制信號傳遞給小車兩側(cè)的輪轂電機6 (型號為WY24V180W)，輪轂電機6會以每秒100次的頻率驅(qū)動車輪23，維持車子動平衡，保證車子不會倒下。如圖2、3所示，使小車轉(zhuǎn)向，駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤24，方向盤24帶動上轉(zhuǎn)向桿25轉(zhuǎn)動，上轉(zhuǎn)向桿25通過彈簧卡片28帶動角位移傳感器30 (型號為ZL120的特殊性增量式光柵角位移傳感器)產(chǎn)生角位移信號，并將信號傳遞給控制器34，控制器34再將控制信號傳遞給小車 兩側(cè)的輪轂電機6，從而改變車輪23的方向和轉(zhuǎn)速，進而實現(xiàn)車體轉(zhuǎn)向。當小車轉(zhuǎn)向結(jié)束后，駕駛員松開方向盤24，此時作用在上轉(zhuǎn)向桿25上的旋轉(zhuǎn)力矩消失，在轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧29的作用下,使上轉(zhuǎn)向桿25復(fù)位,進而使方向盤24復(fù)位。如圖4所示，使小車向前行進，駕駛員通過踩踏行進踏板35，使行進踏板35向前傾斜，此時設(shè)置在行進踏板35內(nèi)部的加速度計38和陀螺儀37，會產(chǎn)生相應(yīng)的加速度、角加速度及速度信號，信號會傳遞給控制器34，控制器34再將控制信號傳遞給小車兩側(cè)的輪轂電機6，從而調(diào)節(jié)車輪23的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)小車向前行進；使小車后退行進，駕駛員通過踩踏行進踏板35,使行進踏板35向后傾斜,此時設(shè)置在行進踏板35內(nèi)部的加速度計38和陀螺儀37，會產(chǎn)生相應(yīng)的加速度、角加速度及速度信號，信號會傳遞給控制器34，控制器34再將控制信號傳遞給小車兩側(cè)的輪轂電機6，從而調(diào)節(jié)車輪23的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)小車后退行進。如圖5所示，在小車行進過程中，如遇到障礙物導(dǎo)致車體傾斜過大，或者斷電(包括剎車斷電或停車斷電)時，此時小車內(nèi)的加速度計38和陀螺儀37會產(chǎn)生相應(yīng)的信號，并傳遞給控制器34，控制器34發(fā)出控制信號傳遞給折疊輪41(型號為612BW的寶寶好牌電動折疊輪)，折疊輪41會自動降下，保證小車的穩(wěn)定；當小車恢復(fù)平穩(wěn)正常行駛時，折疊輪41會回到初始折疊狀態(tài)。如圖6、7所示，當小車制動時，駕駛員通過踩踏剎車踏板9，使剎車踏板9向下運動，從而帶動斷電桿13向下運動，此時斷電桿13上的觸片36與開關(guān)片8之間形成的常閉觸點斷開，導(dǎo)致輪轂電機6斷電，同時剎車踏板9通過剎車泵15 (型號為CQR的越野車后碟剎上泵)作用在盤式剎車16上，盤式剎車16作用在已斷電的輪轂電機6上，使之減速直至停止，小車制動完成。此時駕駛員松開剎車踏板9，在剎車拉簧7的作用下，剎車踏板9復(fù)位，在剎車復(fù)位彈簧12的作用下，斷電桿13復(fù)位。如圖8所示，在小車行進過程中如遇到路面不平的情況，車輪23會將顛簸力通過輪轂電機6傳遞到連接臂17，連接臂17再將顛簸力傳遞給減震器22，通過減震器22的消減作用，降低車身42受到的沖擊，起到減震作用。
權(quán)利要求
1.一種雙輪自平衡小車，包括車身、底盤、座椅、車輪、電源及控制器，所述車身設(shè)置在底盤上，座椅設(shè)置在車身內(nèi)且固裝于底盤上，車輪位于車身的兩側(cè)，電源通過導(dǎo)線與控制器相連接；其特征在于還包括轉(zhuǎn)向控制部分、行進控制部分、自適應(yīng)平衡保護部分、制動控制部分及懸掛連接部分； 所述的轉(zhuǎn)向控制部分包括方向盤、上轉(zhuǎn)向桿、轉(zhuǎn)向套筒、角接觸球軸承、彈簧卡片、轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧、角位移傳感器及下轉(zhuǎn)向桿；所述的方向盤與上轉(zhuǎn)向桿的上端相連接，上轉(zhuǎn)向桿的下端通過角接觸球軸承設(shè)置在轉(zhuǎn)向套筒內(nèi)；所述的下轉(zhuǎn)向桿的上端與轉(zhuǎn)向套筒相固接，所述的角位移傳感器固定在下轉(zhuǎn)向桿上或轉(zhuǎn)向套筒內(nèi)，角位移傳感器的轉(zhuǎn)子通過彈簧卡片與上轉(zhuǎn)向桿的下端相連接；在上轉(zhuǎn)向桿的下端與下轉(zhuǎn)向桿的上端之間設(shè)置有轉(zhuǎn)向桿復(fù)位彈簧；下轉(zhuǎn)向桿的下端與底盤相固接；所述角位移傳感器的信號輸出端通過導(dǎo)線與控制器相連接； 所述的行進控制部分包括行進踏板、行進復(fù)位彈簧、陀螺儀及加速度計；在所述的行進踏板內(nèi)設(shè)置有陀螺儀和加速度計，行進踏板的下端中部活動連接于底盤上，在行進踏板的下端與底盤之間設(shè)置有行進復(fù)位彈簧；所述陀螺儀和加速度計的信號輸出端均通過導(dǎo)線與控制器相連接； 所述的自適應(yīng)平衡保護部分包括折疊輪；所述的折疊輪固裝于底盤的下端，其控制端通過導(dǎo)線與控制器相連接； 所述的制動控制部分包括剎車斷電控制部分和機械制動控制部分，所述剎車斷電控制部分包括剎車踏板、斷電桿、開關(guān)片、剎車保護套筒、剎車復(fù)位彈簧、剎車拉簧及剎車護板；所述的剎車踏板的連桿下端與底盤相鉸接，在底盤與剎車踏板的連桿中部之間設(shè)置有剎車拉簧；在所述開關(guān)片的底部設(shè)置有通孔，所述斷電桿的上部通過所述通孔與剎車踏板的連桿中段相接觸，在斷電桿上、開關(guān)片的下方設(shè)置有觸片，所述開關(guān)片與觸片形成常閉觸點，開關(guān)片固裝在底盤上；所述開關(guān)片和觸片采用導(dǎo)電材料；所述開關(guān)片及斷電桿均設(shè)置在剎車保護套筒內(nèi)，在斷電桿與剎車保護套筒下端之間設(shè)置有剎車復(fù)位彈簧，剎車保護套筒固裝于剎車護板上，剎 車護板固裝于底盤上；所述開關(guān)片通過導(dǎo)線與控制器相連接；所述機械制動控制部分包括剎車泵、盤式剎車及輪轂電機，所述剎車泵一端與剎車踏板的連桿下端相連接，另一端與盤式剎車相連接，盤式剎車安裝在輪轂電機上，輪轂電機的控制端通過導(dǎo)線與控制器相連接，所述車輪安裝在輪轂電機上； 所述的懸掛連接部分包括連接臂、連接架及減震器；所述的減震器的一端固裝在底盤上，減震器的另一端固裝在連接臂上，連接臂安裝在輪轂電機上；所述連接架的一端與連接臂通過銷軸相連接，連接臂相對于銷軸可上下移動，連接架的另一端固接于底盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪自平衡小車，其特征在于:在所述的斷電桿與剎車踏板的連桿接觸處設(shè)置有防磨墊片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙輪自平衡小車，其特征在于:所述的電源采用鋰電池，在電源的上方設(shè)置有電池護板，電池護板固裝于底盤上。
全文摘要
一種雙輪自平衡小車，屬于新能源車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種車身輕巧、靈活性高及節(jié)能省電的雙輪自平衡小車。本發(fā)明包括轉(zhuǎn)向控制部分、行進控制部分、自適應(yīng)平衡保護部分、制動控制部分及懸掛連接部分；方向盤與上轉(zhuǎn)向桿相接，上轉(zhuǎn)向桿設(shè)置在轉(zhuǎn)向套筒內(nèi)；下轉(zhuǎn)向桿與轉(zhuǎn)向套筒相固接，角位移傳感器與上轉(zhuǎn)向桿相接；行進踏板內(nèi)設(shè)置有陀螺儀和加速度計，行進踏板的下端中部活動連接于底盤上；折疊輪固裝于底盤的下端并與控制器相接；剎車踏板與底盤相鉸接，斷電桿與剎車踏板相接觸，開關(guān)片與斷電桿通過觸片形成常閉觸點；剎車踏板通過剎車泵與盤式剎車相連，盤式剎車安裝在輪轂電機上；減震器固裝在底盤上，通過連接臂與輪轂電機相連。
文檔編號B62D63/02GK103213630SQ20131013660
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者李灝楠, 朱立達, 趙永杰, 杜鵬飛, 霍曉佩, 劉公雨 申請人:東北大學