本發(fā)明涉及可穿戴技術(shù),尤其涉及一種可穿戴個(gè)人交通工具。
背景技術(shù):
交通工具是人類(lèi)代步的裝置,是現(xiàn)代人生活中不可缺少的一部分,隨著時(shí)代的變化和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,交通工具也得到了前所未有的發(fā)展,現(xiàn)在的可穿戴交通工具已經(jīng)成為了研究的重點(diǎn)。
現(xiàn)有的可穿戴個(gè)人交通工具包括:安設(shè)在在鞋托架上或者鞋子底部的輪子,安設(shè)在鞋托架或者鞋子上的電池包,安設(shè)在輪子中的輪轂電機(jī)或者在安設(shè)在輪子附近的輪邊電機(jī)組成,在行駛的過(guò)程中,由電池包為電機(jī)供電以使電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)操作者滑行。
但采用現(xiàn)有技術(shù)中的可穿戴個(gè)人交通工具,操作者的行駛速度較低且行駛里程較短。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種可穿戴個(gè)人交通工具,以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制無(wú)法采用較大功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和容量較大的電池包,導(dǎo)致操作者駛速度較低且行駛里程較短的問(wèn)題。
本發(fā)明第一方面提供一種可穿戴個(gè)人交通工具,包括:托架、主動(dòng)輪、動(dòng)力裝置和動(dòng)力傳動(dòng)軸,
所述托架,穿戴在操作者的腳部;
所述主動(dòng)輪安設(shè)于所述托架的底部,以帶動(dòng)所述托架運(yùn)動(dòng);
所述動(dòng)力傳動(dòng)軸的空間形狀可變,其一端與所述動(dòng)力裝置連接,另一端與所述主動(dòng)輪連接,以將所述動(dòng)力裝置輸出的動(dòng)力傳輸至所述主動(dòng)輪;
所述動(dòng)力裝置,穿戴在所述操作者的軀干部。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述動(dòng)力裝置包括:蓄電裝置和電驅(qū)動(dòng)裝置,
所述蓄電裝置與所述電驅(qū)動(dòng)裝置的一端連接,用于為所述電驅(qū)動(dòng)裝置供電;
所述電驅(qū)動(dòng)裝置的另一端與所述動(dòng)力傳動(dòng)軸的一端連接,用于驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)輪滾動(dòng)。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述動(dòng)力裝置還包括:減速裝置,
所述減速裝置的一端與所述主動(dòng)輪連接,所述減速裝置的另一端與所述動(dòng)力傳動(dòng)軸連接,用于所述電驅(qū)動(dòng)裝置與所述主動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)速匹配和動(dòng)力傳輸。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,還包括:運(yùn)動(dòng)控制裝置,
所述運(yùn)動(dòng)控制裝置與所述動(dòng)力裝置連接,用于根據(jù)所述操作者的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制所述動(dòng)力裝置輸出至所述主動(dòng)輪的動(dòng)力的大小,以控制所述主動(dòng)輪滾動(dòng)的速度。
結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述運(yùn)動(dòng)控制裝置包括:第一慣性測(cè)量單元,
所述第一慣性測(cè)量用于測(cè)量所述操作者的人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),將所述人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置,以使所述運(yùn)動(dòng)控制裝置根據(jù)所述人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制所述動(dòng)力裝置輸出至所述主動(dòng)輪的動(dòng)力的大小。
結(jié)合第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述運(yùn)動(dòng)控制裝置還包括:第二慣性測(cè)量單元,
所述第二慣性測(cè)量單元用于測(cè)量所述操作者的腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),將所述腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置,以使所述運(yùn)動(dòng)控制裝置根據(jù)所述腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制所述動(dòng)力裝置輸出至所述主動(dòng)輪的動(dòng)力的大小。
結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,
所述第一慣性測(cè)量單元與所述第二慣性測(cè)量單元,均包括:3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸磁場(chǎng)傳感器。
結(jié)合第一方面、第一方面的第一至第六種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,還包括:至少兩個(gè)從動(dòng)輪;
所述從動(dòng)輪安設(shè)在所述托架底部背離所述動(dòng)力傳動(dòng)軸端的兩側(cè),所述主動(dòng)輪安設(shè)在所述托架靠近所述動(dòng)力傳動(dòng)軸端的底部。
結(jié)合第一方面、第一方面的第一至第六種任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述主動(dòng)輪的輪胎為充氣輪胎;
所述從動(dòng)輪的輪胎為充氣輪胎。
結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述電驅(qū)動(dòng)裝置包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī);
所述蓄電裝置包括至少一個(gè)電池包。
本發(fā)明提供的可穿戴個(gè)人交通工具,包括:用于穿戴在操作者的腳部的托架,安設(shè)于托架的底部并帶動(dòng)托架運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)輪,為主動(dòng)輪傳輸動(dòng)力的動(dòng)力傳動(dòng)軸,為主動(dòng)輪提供動(dòng)力的穿戴在操作者的軀干部的動(dòng)力裝置,其中,由于動(dòng)力裝置位于操作者的軀干部,操作者步行時(shí)操作者的腳部受力狀況因此得到了改善,托架也滿足步行的需求,而且動(dòng)力裝置因不再受到托架的限制也易于擴(kuò)展,從而提高行駛速度和行駛里程,滿足更高性能需求的使用場(chǎng)合。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明提供的可穿戴個(gè)人交通工具的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2所示為圖1所示的可穿戴個(gè)人交通工具中的動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3所述為本發(fā)明提供的另一可穿戴個(gè)人交通工具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述, 顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
現(xiàn)有的可穿戴個(gè)人交通工具包括安設(shè)在在鞋托架上或者鞋子底部的輪子,由安設(shè)在鞋托架或者鞋子上的電池包供電,安設(shè)在輪子中的輪轂電機(jī)或者在安設(shè)在輪子附近的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)操作者滑行,而且在步行或者開(kāi)車(chē)時(shí)并不需要將可穿戴交通工具脫下。
但是,現(xiàn)有技術(shù)的可穿戴個(gè)人交通工具在使用過(guò)程中,特別是在上下樓梯等需要步行的場(chǎng)合,安設(shè)在鞋托架或者鞋子上的動(dòng)力裝置不可避免地對(duì)行走造成了不利的影響,例如,由于動(dòng)力裝置較重,操作者上樓梯時(shí)腳步沉重,而且由于鞋拖架或者鞋子的結(jié)構(gòu)尺寸限制也難以采用功率較大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和容量較大的電池包,使得操作者的行駛速度較低且行駛里程較短,難以滿足更高性能需求的場(chǎng)合。
為了增加操作者的行駛速度以及行駛里程可以采用大功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和大容量的電池包,但鞋托架沒(méi)有足夠的空間可以安裝這些設(shè)備,因此,發(fā)明人發(fā)現(xiàn),可以將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電池包從鞋托架上分離出來(lái),佩戴在操作者的軀干部位,從而就可以采用大功率的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和大容量的電池包,而不會(huì)增加操者腳部的重量。
本發(fā)明實(shí)施例中的托架可以為兩個(gè),即左腳和右腳各穿一個(gè),也可以為一個(gè),即只穿戴于一只腳上,本發(fā)明實(shí)施例中以兩個(gè)為例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明提供的可穿戴個(gè)人交通工具的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖1所示,本實(shí)施例提供的可穿戴個(gè)人交通工具可以包括:托架101、主動(dòng)輪102、動(dòng)力傳動(dòng)軸103和動(dòng)力裝置104,
托架101,用于穿戴在操作者的腳部;
主動(dòng)輪102安設(shè)于托架101的底部,以帶動(dòng)托架101運(yùn)動(dòng);
動(dòng)力傳動(dòng)軸103的空間形狀可變,其一端與動(dòng)力裝置104連接,另一端與主動(dòng)輪102連接,以將動(dòng)力裝置104輸出的動(dòng)力傳輸至主動(dòng)輪102;
動(dòng)力裝置104,用于穿戴在操作者的軀干部。
具體的,用于穿戴在操作者腳部的托架101在一種實(shí)施例中可以為鞋托架101,即操作者可以在穿好自己鞋后直接踩在托架101上,在另一種實(shí)施 例中托架101可以為操作者所穿鞋的一部分,即操作者穿鞋子時(shí)就是在穿戴托架101。
其中,動(dòng)力裝置104用于穿戴在操作者的軀干部,是指不包含頭部、頸部和四肢的身軀部位。因?yàn)閯?dòng)力裝置104會(huì)有一定的重量,如果佩戴在頭部和頸部,會(huì)使頭部或者頸部承重,從而給操作者帶來(lái)不適的感覺(jué),也會(huì)影響操作者靈活觀察周邊環(huán)境的能力,而在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,操作者的四肢則會(huì)有各種各樣的動(dòng)作,因此動(dòng)力裝置104應(yīng)該穿戴在不包括這些部位的身軀部位上,以避免所帶來(lái)的各種不舒適和不便。
由于動(dòng)力裝置104和托架101分別穿戴在操作者的軀干部和腳部,而兩者之間的空間相對(duì)位置會(huì)因操作者的動(dòng)作發(fā)生較大的變化,因此采用空間形狀可變的動(dòng)力傳動(dòng)軸103來(lái)連接兩者并進(jìn)行空間動(dòng)力傳遞。
本發(fā)明實(shí)施例提供的可穿戴個(gè)人交通工具,包括:用于穿戴在操作者的腳部的托架,安設(shè)于托架的底部并帶動(dòng)托架運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)輪,為主動(dòng)輪傳輸動(dòng)力的動(dòng)力傳動(dòng)軸,為主動(dòng)輪提供動(dòng)力的穿戴在操作者的軀干部的動(dòng)力裝置,其中,由于動(dòng)力裝置位于操作者的軀干部,操作者步行時(shí)操作者的腳部受力狀況因此得到了改善,托架也滿足步行的需求,而且動(dòng)力裝置因不再受到托架的限制也易于擴(kuò)展,從而提高行駛速度和行駛里程,滿足更高性能需求的使用場(chǎng)合。
可選的,動(dòng)力傳動(dòng)軸103為傳動(dòng)軟軸,具體的,傳動(dòng)軟軸包括軸芯、軟管、軟軸接頭和軟管接頭組成,其中,軸芯由幾層緊密纏在一起的彈簧鋼絲層構(gòu)成,相鄰鋼絲層的纏繞方向相反,傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)相鄰兩層鋼絲中一層趨于擰緊而另一層趨于擰松,各層鋼絲間趨于壓緊從而傳遞動(dòng)力。動(dòng)力傳動(dòng)軸103也可以由數(shù)根傳動(dòng)硬軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)連接而成,其沿著操作者的腿部設(shè)置,各萬(wàn)向節(jié)對(duì)應(yīng)腿部各關(guān)節(jié)設(shè)置,以傳遞動(dòng)力并進(jìn)行空間變形以適應(yīng)操作者的姿態(tài)。其他類(lèi)型的空間形狀可變的動(dòng)力傳動(dòng)軸103也是可以的,并不以此為限制。
進(jìn)一步地,上述可穿戴個(gè)人交通工具的動(dòng)力裝置104可如圖1所示通過(guò)腰帶系在操作者的腰間。當(dāng)動(dòng)力裝置104系在操作者的腰間時(shí),而無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)將動(dòng)力裝置104置于托架101上,從而減輕了操作者的腳部負(fù)荷,使得操作者運(yùn)動(dòng)時(shí)更靈活,在路上遇到緊急情況時(shí),也容易控制其腿部動(dòng)作, 或?;虮茏尩葎?dòng)作均可輕松完成。
可選的,在實(shí)際的應(yīng)用中,動(dòng)力裝置104可以位于操作者的腰部,也可以位于操作者的腹部,還可以位于操作者的側(cè)腰,其他合適的可以快速穿脫的安設(shè)方式也是可以的,本發(fā)明不對(duì)動(dòng)力裝置104穿戴的位置以及穿戴的方式加以限制。
如前,托架101可分兩種情況,動(dòng)力傳動(dòng)軸103與主動(dòng)輪102之間的連接也有兩種方式:對(duì)于第一種情況,也即操作者可以在穿好自己鞋后直接踩在托架101的方式中,當(dāng)操作者到達(dá)到目的地后,操作者只需把動(dòng)力裝置104和托架101脫掉即可,無(wú)須斷開(kāi)動(dòng)力傳動(dòng)軸103和主動(dòng)輪102之間的連接,因此兩者之間可以采用非快速拆卸的連接方式;第二種情況,也即操作者穿鞋子時(shí)就是在穿戴托架101,當(dāng)操作者到達(dá)到目的地后,首先脫掉動(dòng)力裝置104,托架101由于是鞋的一部分而無(wú)法脫掉,因此動(dòng)力傳動(dòng)軸103和主動(dòng)輪102之間采用可快速拆卸連接方式,以保證可穿戴個(gè)人交通工具的動(dòng)力裝置104對(duì)于操作者是易于穿戴和解脫的,不會(huì)對(duì)其正?;顒?dòng)造成不便。本發(fā)明不對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)軸103和主動(dòng)輪102之間可快速拆卸的連接方式加以限制,只要可以快速拆卸的方式均可。
此外,這也意味著在動(dòng)力裝置104出現(xiàn)故障時(shí),可以拆開(kāi)動(dòng)力傳動(dòng)軸103與主動(dòng)輪102連接的一端,從而斷開(kāi)主動(dòng)輪102與動(dòng)力裝置104之間的連接,操作者可以像穿著常規(guī)輪滑鞋那樣滑行前進(jìn)。而對(duì)于現(xiàn)有的輪子內(nèi)安裝有輪轂電機(jī)的可穿戴個(gè)人交通工具,出于保護(hù)電機(jī)或者電池的目的,通常只能從腳上脫下來(lái),由操作者手提而行,顯然容易引起操作者的不便和不滿。
進(jìn)一步的,圖2所示為圖1所示的可穿戴個(gè)人交通工具中的動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2所示,該動(dòng)力裝置104包括:蓄電裝置1041和電驅(qū)動(dòng)裝置1042,
蓄電裝置1041與電驅(qū)動(dòng)裝置1042的一端連接,用于為電驅(qū)動(dòng)裝置1042供電;
電驅(qū)動(dòng)裝置1042的另一端與動(dòng)力傳動(dòng)軸103的一端連接,用于驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪102滾動(dòng)。
具體的,蓄電裝置1041為電驅(qū)動(dòng)裝置1042供電,電驅(qū)動(dòng)裝置1042通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)軸103驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪102。動(dòng)力裝置104可以采用電驅(qū)動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn), 也即采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),也可以采用其他類(lèi)型的動(dòng)力裝置104,只要該動(dòng)力裝置104在使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生高溫高壓氣體等會(huì)危害到附近的行人和操作者本人的物質(zhì),或者不具有高溫部件等會(huì)無(wú)意中傷害到操作者的部件即可,并不以此為限。
進(jìn)一步的,可以采用一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)機(jī)械分流裝置后提供兩個(gè)輸出端,給左右腳上的主動(dòng)輪102提供動(dòng)力,也可以采用兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別給兩腳上的主動(dòng)輪102提供動(dòng)力。此外,如果每個(gè)托架101上設(shè)有多個(gè)主動(dòng)輪102,也可以采用多臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)多條傳動(dòng)軟軸分別驅(qū)動(dòng)每個(gè)主動(dòng)輪102,并不以此為限。
當(dāng)蓄電裝置1041為電池包,電驅(qū)動(dòng)裝置1042為驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),并且電池包通過(guò)系帶系于操作者的身上,從而可以在電池包的殼體上設(shè)置正負(fù)極接口,從而可以通過(guò)外部并聯(lián)一個(gè)電池包來(lái)增大行駛里程。驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)成可以在低電壓和高電壓下均能正常工作,只是最高轉(zhuǎn)速范圍有差別,在高電壓下的最高轉(zhuǎn)速更高,而電池包被設(shè)計(jì)成具有一個(gè)外部串聯(lián)接口,從而可以通過(guò)串聯(lián)一個(gè)電池包來(lái)獲得高一倍的電壓,由此提高個(gè)人交通工具的行駛速度,同時(shí)也增大行駛里程。
進(jìn)一步地,如圖2所示,上述可穿戴個(gè)人交通工具的動(dòng)力裝置104,還包括:減速裝置1043;
減速裝置1043的一端與主動(dòng)輪102連接,減速裝置1043的另一端與動(dòng)力傳動(dòng)軸103連接,用于電驅(qū)動(dòng)裝置1042和主動(dòng)輪102之間的轉(zhuǎn)速匹配和動(dòng)力傳遞。
具體的,動(dòng)力裝置104的輸出經(jīng)過(guò)減速增矩后輸出到主動(dòng)輪102上,驅(qū)動(dòng)托架101移動(dòng)。減速增矩可以在動(dòng)力裝置104的輸出端進(jìn)行,也可以在主動(dòng)輪102的輸入端進(jìn)行,前者可以進(jìn)一步減小托架101的重量,而后者可以減小傳動(dòng)軟軸的直徑,可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇,并不以此為限制。
減速裝置1043可以采用圓柱齒輪減速器或者行星齒輪減速器,也可以將減速裝置1043設(shè)置在主動(dòng)輪102的輪邊,包括一小錐齒輪和大錐齒輪,從腳上方下來(lái)的傳動(dòng)軟軸驅(qū)動(dòng)小錐齒輪后帶動(dòng)與主動(dòng)輪102同軸配置的大錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪102,但并不以此為限制。
進(jìn)一步地,圖3所述為本發(fā)明提供的另一可穿戴個(gè)人交通工具的結(jié)構(gòu)示 意圖,上述可穿戴個(gè)人交通工具還包括:運(yùn)動(dòng)控制裝置105,運(yùn)動(dòng)控制裝置105與動(dòng)力裝置104連接,用于根據(jù)操作者的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制動(dòng)力裝置104輸出至主動(dòng)輪102的動(dòng)力的大小,以控制主動(dòng)輪102滾動(dòng)的速度。
具體的,根據(jù)操作者的姿態(tài)(運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù))進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,可以簡(jiǎn)化操縱裝置,也使得可穿戴交通工具融合成為操作者身體的一部分。例如,操作者的身體前傾,則控制動(dòng)力裝置104增大驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行加速;操作者的身體后傾,則控制動(dòng)力裝置104提供再生制動(dòng)力進(jìn)行減速。
進(jìn)一步地,上述可穿戴個(gè)人交通工具的運(yùn)動(dòng)控制裝置105,還包括:第一慣性測(cè)量單元1051,所述第一慣性測(cè)量單元1051用于測(cè)量所述操作者的人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),將所述人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置105,以使所述運(yùn)動(dòng)控制裝置根據(jù)所述人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制所述動(dòng)力裝置104輸出至所述主動(dòng)輪102的動(dòng)力的大小。
第一慣性測(cè)量單元1051可以安設(shè)在運(yùn)動(dòng)控制裝置105上,通過(guò)有線的方式將獲得的人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置105。
為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)操作者的姿態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,需要測(cè)量操作者的姿態(tài),為此設(shè)置了第一慣性測(cè)量單元1051,用于測(cè)量六分量運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),即三軸角速度和線性加速度。
進(jìn)一步的,可以將動(dòng)力裝置104和運(yùn)動(dòng)控制裝置105安設(shè)在一個(gè)箱包內(nèi),此箱包可以通過(guò)腰帶系在操作者的腰部,也可以系在操作者的腹部。
當(dāng)此箱包通過(guò)腰帶系在操作者的腰部時(shí),第一慣性測(cè)量單元1051測(cè)得人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),由于此時(shí)第一慣性測(cè)量單元1051與運(yùn)動(dòng)控制裝置105的距離較近,可以采用有線的方式將人體重心運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置105,或者將兩者集成在一塊電路板上,從而使得運(yùn)動(dòng)控制裝置105能夠更好地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
進(jìn)一步地,上述可穿戴個(gè)人交通工具的運(yùn)動(dòng)控制裝置,還包括:第二慣性測(cè)量單元1052,所述第二慣性測(cè)量單元1052用于測(cè)量所述操作者的腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),將所述腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸出至運(yùn)動(dòng)控制裝置,以使所述運(yùn)動(dòng)控制裝置根據(jù)所述腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)控制所述動(dòng)力裝置輸出至所述主動(dòng)輪的動(dòng)力的大小。
因此,第二慣性測(cè)量單元1052可以安設(shè)于托架101上,用以測(cè)量操作者 的腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù),由于操作者有兩只腳,而且在滑行時(shí)兩只腳未必就并排而行,可能是一前一后,操作者也可能在行進(jìn)中跳躍起來(lái),因此對(duì)于操作者的腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量可以更好地掌握其姿態(tài),從而通過(guò)控制動(dòng)力裝置104的輸出可以使其具有更好的平衡性。
例如,當(dāng)操作者的兩腳一前一后時(shí),其身體前傾到某一角度時(shí)未必就會(huì)跌到,因此也不一定需要?jiǎng)恿ρb置104驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪102帶動(dòng)托架101前移以保持操作者的平衡;在操作者跳躍到空中,特別是落地一瞬間,合適方向和大小的動(dòng)力裝置104輸出有助于保證操作者平衡,因此,在托架101上設(shè)置第二慣性測(cè)量單元1052有利于保證操作者進(jìn)行高機(jī)動(dòng)性動(dòng)作時(shí)的穩(wěn)定性。
進(jìn)一步地,上述可穿戴個(gè)人交通工具的運(yùn)動(dòng)控制裝置,第一慣性測(cè)量單元1051包括3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸磁場(chǎng)傳感器;第二慣性測(cè)量單元1052,包括:3軸陀螺儀、3軸加速度傳感器和3軸磁場(chǎng)傳感器。
一般陀螺儀只能測(cè)量相對(duì)角度,而陀螺儀和磁場(chǎng)傳感器的組合,可以算出絕對(duì)角度。當(dāng)人體重心處和兩腳處的絕對(duì)角度計(jì)算出后,人體的姿態(tài)動(dòng)作就可以完全確定,從而使得運(yùn)動(dòng)控制裝置105能夠更好地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
在本發(fā)明實(shí)施例的可穿戴個(gè)人交通工具中,由于體積和質(zhì)量均受到了嚴(yán)格限制,可以采用微機(jī)電系統(tǒng)MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,簡(jiǎn)稱(chēng)為:MEMS)技術(shù)制造的慣性測(cè)量單元,其體積小、質(zhì)量輕、測(cè)量精度高且成本低,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成,但并不以此為限。
此外,由于第二慣性測(cè)量單元1052設(shè)置在托架101上距離運(yùn)動(dòng)控制裝置較遠(yuǎn),因此,在第二慣性測(cè)量單元1052里還可以集成藍(lán)牙通訊模塊或其他類(lèi)型的短距離無(wú)線通訊模塊,將測(cè)得的腳部運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制裝置105,在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需求也可以采用有線的方式,本發(fā)明不對(duì)其加以限制。
進(jìn)一步地,如圖3所示,該可穿戴個(gè)人交通工具還包括:兩個(gè)從動(dòng)輪106;
從動(dòng)輪106安設(shè)在托架101底部背離動(dòng)力傳動(dòng)軸103端的兩側(cè),主動(dòng)輪102安設(shè)在托架101靠近動(dòng)力傳動(dòng)軸103端的底部。
在托架101上安設(shè)三個(gè)輪子,使得托架101成為靜平衡平臺(tái),可以降低學(xué)習(xí)難度,縮短學(xué)習(xí)過(guò)程,使得即使不是具有較高運(yùn)動(dòng)天賦的操作者,也能盡快掌握上述可穿戴交通工具的使用方法。前兩輪后一輪的布置方式的穩(wěn)定性,要高于前一輪后兩輪的穩(wěn)定性,而且前兩輪布置在托架101的左右兩側(cè), 腳或者鞋置于其間,在降低操作者的重心的同時(shí)也使得可以采用較大直徑的從動(dòng)輪106。
對(duì)于前兩輪后一輪的布置方式,還可以具有多種不對(duì)稱(chēng)的具體布置方式,例如,從側(cè)面看,一個(gè)從動(dòng)輪106可以布置在另一個(gè)從動(dòng)輪106和主動(dòng)輪102之間。顯然,采用兩個(gè)輪子,即一個(gè)從動(dòng)輪106和主動(dòng)輪102同軸設(shè)置或者一前一后設(shè)置,甚至一個(gè)輪子,即只有一個(gè)主動(dòng)輪102也是可以的,而且在具有第一慣性測(cè)量單元1051和第二慣性測(cè)量單元1052的運(yùn)動(dòng)控制裝置的幫助下,托架101成為動(dòng)平衡平臺(tái),操作者也無(wú)須具有較高的平衡和操作技巧,就可以享受到更靈活的機(jī)動(dòng)性,但并不以此為限。
進(jìn)一步地,上述可穿戴個(gè)人交通工具,主動(dòng)輪102的輪胎為充氣輪胎,從動(dòng)輪106的輪胎為充氣輪胎。
現(xiàn)有的可穿戴個(gè)人交通工具,由于在輪子中設(shè)有輪轂電機(jī),或者輪子設(shè)置在托架101或鞋子底部,因此輪子結(jié)構(gòu)尺寸受到了嚴(yán)格限制,難以采用充氣輪胎,只能采用實(shí)心聚氨酯(簡(jiǎn)稱(chēng)為:PU)輪或者橡膠輪。而采用實(shí)心PU輪或者橡膠輪,由于減震效果較差,因此即使在水泥鋪設(shè)路面上滑行時(shí),操作者難免感受到較大的顛簸。此外,輪子越小,通過(guò)性也越差。
采用直徑較大的充氣輪胎,則可以提供良好的減震效果和較高的通過(guò)性。而且在操作者行進(jìn)中轉(zhuǎn)向時(shí),也可以通過(guò)身體的側(cè)傾,增大內(nèi)側(cè)從動(dòng)輪105的負(fù)荷同時(shí)減小外側(cè)從動(dòng)輪105的負(fù)荷,從而使得內(nèi)外側(cè)從動(dòng)輪105的滾動(dòng)半徑一減一增,形成一定的差速效果。
此外,現(xiàn)有技術(shù)中的輪滑鞋、溜冰鞋或者暴走鞋等均可以通過(guò)增加穿戴在操作者身上的動(dòng)力裝置104,以及用于將動(dòng)力裝置104的輸出傳遞到鞋的輪子上的動(dòng)力傳動(dòng)軸103變成不同場(chǎng)合和用途的可穿戴個(gè)人交通工具,而這些可穿戴個(gè)人交通工具也均包含在本發(fā)明中。
最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。