[發明專利]自平衡車輛及其安全控制方法

有效

• 申請號: 201410033285.9
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104802910B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 周運大
• 申請（專利權）人: 深圳市運大機電科技有限公司
• 主分類號: B62M6/45
• 分類號: B62M6/45;B62M6/60
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 陳紅,鄭焱

技術領域

本發明涉及自平衡車輛，特別是涉及一種具有安全裝置的自平衡車輛，以及該自平衡車輛的安全控制方法。

背景技術

自平衡車輛作為一種獨特的代步工具已得到越來越廣泛的應用。圖1示出了一種現有的自平衡車輛，其總體上用附圖標記10表示。車輛10包括車體11、彼此同軸地安裝到車體11的兩側的兩個車輪12和13、以及可活動地連接到車體11的前部中間的操縱桿14，操縱桿14的頂端通常設置有適于使用者雙手抓握的把手15。車輪12和13接觸地面，并可在通常設置在車體11內部的驅動控制單元（未示出）的驅動下彼此獨立地轉動。驅動控制單元還包括多個用于感知車體11相對于水平面傾斜角度的傳感器。

車體11的上表面提供有適于承載車輛使用者的支承部16。在使用時，使用者站立在支承部16上，同時雙手握住操縱桿14的把手15。驅動控制單元通過檢測車體11相對于水平面的傾斜角度來控制車輛的行進速度，通常俯仰角度越大行進速度越大。驅動控制單元還根據來自操縱桿14和/或把手15的信號控制車輛10的行進方向，如直行、轉彎、倒退等。

然而，這種現有的自平衡車輛由于是兩點支撐（即僅通過兩個車輪來支撐車體），因此只能實現動態平衡，而在靜態下是不穩的。在車輛剛啟動的瞬間，或者對于不熟練的（特別是初次上車的）使用者來說，可能會突然失去平衡甚至因此跌倒。另外，在車輛10失去平衡或者出現緊急情況需要使用者迅速離開車輛10時，位于車體11中間的操縱桿14可能會阻擋使用者的逃生路線。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種自平衡車輛，以提高其安全性能。

本發明的另一個目的在于提供一種自平衡車輛的安全控制方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種自平衡車輛，包括：車體、分別安裝于所述車體的兩側的兩個可獨立轉動的車輪、設置在所述車體上的操縱桿組件、以及驅動控制單元，其中所述驅動控制單元控制所述兩個車輪的轉動從而控制所述車輛的行進速度和方向。所述自平衡車輛還包括安全裝置，所述安全裝置包括：至少一個擺臂，所述擺臂的第一端連接到所述車體，而第二端設置有可轉動的滾輪，其中所述擺臂在一收起位置和至少一個行進位置之間可活動，在所述收起位置，所述擺臂對所述車體相對于水平面的俯仰角度沒有限制，而在所述行進位置，所述滾輪遠離所述車輪并且在所述車體水平時距地面預定距離，從而將所述車體相對于水平面的俯仰角度限制在預定范圍內。

所述擺臂還具有一支撐位置，在所述支撐位置，所述擺臂的滾輪接觸地面并將所述車體限定在水平位置。

所述擺臂的長度設置為使得所述擺臂相對于所述車體能夠在0～180度的范圍內在所述車體的下方擺動，并且當所述擺臂相對于所述車體成90度角時，所述擺臂處于所述支撐位置。

所述安全裝置包括用于驅動所述至少一個擺臂的至少一個驅動裝置，所述驅動裝置與所述驅動控制單元電氣連接。所述操縱桿組件包括安裝于所述車體的操縱桿以及與所述操縱桿相關聯的控制元件，所述控制元件與所述驅動控制單元電氣連接，所述驅動控制單元根據來自所述控制元件的信號控制所述至少一個驅動裝置的動作。

所述安全裝置包括分別連接到靠近所述車體的前端和后端的兩個所述擺臂、以及用于分別驅動所述兩個擺臂的兩個所述驅動裝置。

所述車體包括底盤和覆蓋在所述底盤上的罩板，所述罩板提供了適于支承所述自平衡車輛的使用者的支承表面，在所述底盤和所述罩板之間限定有容納空間，所述驅動裝置設置在所述容納空間中。

所述驅動裝置為固定到所述車體的電機，所述擺臂的第一端與所述電機的輸出軸同步轉動地連接到所述輸出軸。

所述電機為蝸輪蝸桿減速電機。

所述安全裝置還包括適于將所述至少一個擺臂鎖定到當前位置的至少一個鎖定機構。

所述鎖定機構包括：齒輪，固定到對應的擺臂的所述第一端，并設置為與所述電機的輸出軸同軸轉動；以及電子鎖，固定到所述車體并與所述驅動控制單元電氣連接，所述電子鎖具有可伸縮的鎖舌，所述鎖舌適于在伸出時與所述齒輪嚙合從而鎖定所述擺臂。

所述控制元件為設置在所述操縱桿上的電位器開關裝置和/或按鈕開關裝置。

所述操縱桿組件設置在靠近所述車體的側面的位置。

所述車體的底部具有一缺口，所述缺口適于在所述擺臂處于所述收起位置時至少部分地容納所述擺臂。

每個所述擺臂上固定有一蓋板，所述蓋板適于在該擺臂處于所述收起位置時至少部分地封閉所述缺口。