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充气式双轮自平衡车

阅读：770发布：2021-06-04

专利汇可以提供充气式双轮自平衡车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及交通工具技术领域，公开了一种充气式双轮自平衡车，包括车箱和两个驱动轮组件，车箱包括下车箱和与下车箱的上端铰接的上车箱，下车箱内设有电控箱，电控箱内设有密封电池盒、充气泵和控制装置，电控箱上设有座位，车箱的正面设有观察窗，箱体的底部设有行走轮，箱体背面设有伸缩可调拉杆；本发明提供的一种充气式双轮自平衡车，安全性更高，还具有经济、便捷、环保的特点。，下面是充气式双轮自平衡车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种充气式双轮自平衡车，包括车箱和两个驱动轮组件，其特征在于：所述车箱包括下车箱和与下车箱的上端铰接的上车箱，所述下车箱内设有电控箱，所述电控箱内设有密封电池盒、充气泵和控制装置，所述电控箱上设有座位，所述车箱的正面设有观察窗，所述箱体的底部设有行走轮，所述箱体背面设有伸缩可调拉杆；所述下车箱的左右侧分别转动限位连接有连杆，所述连杆的转动轴线垂直于连杆的轴线，所述箱体上还设有用于锁定连杆处于箱体外侧的水平状态位置的锁定组件，所述驱动轮组件包括轮毂电机和轮胎，所述轮毂电机包括内定子和外转子，所述轮胎安装在外转子上，所述连杆与内定子连接；两个轮胎的外沿之间的区域为保护区，所述车箱位于保护区内，所述轮胎上设有充气嘴和放气阀。
2.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述轮胎与地面接触的边缘设有耐磨带，所述耐磨带上均布有凸起颗粒。
3.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述轮胎采用420d尼龙作为骨架，并通过硅酮涂覆密封。
4.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述轮胎充气状态的直径为
1.6m-2.0m。
5.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述车箱的尺寸为70*45*
100cm。
6.根据权利要求1的一种充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述充气嘴和放气阀均设于轮胎与外转子连接处的外侧。
7.根据权利要求6的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述放气阀设有三个。
8.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述轮胎为中部厚度大于边缘厚度的扁圆形，所述轮胎的中部最大厚度为40cm，所述轮胎与地面接触的边缘的宽度为
10cm。
9.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述箱体的上设有照明灯和转向指示灯。
10.根据权利要求1的充气式双轮自平衡车，其特征在于：所述座位上设有安全带，车箱内设有陀螺仪与加速度计。

说明书全文

充气式双轮自平衡车

技术领域

[0001] 本发明涉及交通工具技术领域，具体涉及一种充气式双轮自平衡车。

背景技术

[0002] 在社会发展和全民生活节奏加快的同时，交通工具层出不穷，目前以私家车、电动车、摩托车、三轮车等主要陆运交通工具，但这些交通工具的安全性都不高，稍微碰撞就发生交通事故，很容易造成车辆人员的损伤，每年交通事故给人民造成巨大的生命财产损失，据统计：2017年，我国汽车发生交通事故139412起，导致46817人死亡，139180人受伤，直接财产损失103978万元；2016年美国道路死亡人数约为4万，2017年美国公布1-7月的美国公路交通死亡人数1.868万，另有200多万人伤势严重。

[0003] 主流交通工具安全性不高的主要原因是与外界接触的材料均采用了刚性材料，不但容易对外造成伤害，在受到外力作用时也容易对车内乘员造成伤害。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种充气式双轮自平衡车，安全性更高，还具有经济、便捷、环保的特点。

[0005] 本发明所采用的技术方案为：一种充气式双轮自平衡车，包括车箱和两个驱动轮组件，所述车箱包括下车箱和与下车箱的上端铰接的上车箱，所述下车箱内设有电控箱，所述电控箱内设有密封电池盒、充气泵和控制装置，所述电控箱上设有座位，所述车箱的正面设有观察窗，所述箱体的底部设有行走轮，所述箱体背面设有伸缩可调拉杆；所述下车箱的左右侧分别转动限位连接有连杆，所述连杆的转动轴线垂直于连杆的轴线，所述箱体上还设有用于锁定连杆处于箱体外侧的水平状态位置的锁定组件，所述驱动轮组件包括轮毂电机和轮胎，所述轮毂电机包括内定子和外转子，所述轮胎安装在外转子上，所述连杆与内定子连接；两个轮胎的外沿之间的区域为保护区，所述车箱位于保护区内，所述轮胎设有充气嘴和放气阀。

[0006] 本发明的工作原理及有益效果为：由于轮胎组件之间设有车箱，车箱包括上车箱和下车箱，上车箱能够实现翻转，在需要进入车箱内时，将上车箱上翻及下车厢前盖打开即可，之后再关闭车箱，车箱正面的观察窗能够保证人坐在车箱内具有很好的观察视角，保证行驶的安全性，由于在车箱内设有电控箱，通过控制装置实现对两个轮毂电机的控制，充气泵能够在需要使用本交通工具时为轮胎快速充气，具体的操作方式是，由于下车箱的左右侧分别转动限位连接有连杆，连杆的转动轴线垂直于连杆的轴线，连杆能够围绕下箱体进行翻转，需要使用本交通工具时，则先将两个连杆翻转至下箱体的外侧，连杆的翻转角度为180°，也即是连杆在翻转到下箱体外侧处于水平状态时，为工作状态，之后通过设置在下箱体上的相应的锁定组件实现对连杆外侧水平状态的锁定，锁定工作完成之后通过充气泵连接充气嘴，实现快速充气，便完成了整个对轮胎的充气工作，轮胎充气完成之后，便可进入车箱，通电之后在轮毂电机的驱动下，轮胎转动，便可实现坐在车内行驶的目的。

[0007] 当不需要使用时，由于在箱体的底部设有行走轮，所述箱体背面设有伸缩可调拉杆，通过打开轮胎上的放气阀，轮胎放气完毕，之后解除对连杆的锁定，将连杆翻转至箱体内部，也即是将收缩的轮胎以及轮毂电机整体收纳至箱体内，便可通过操作伸缩可调拉杆，实现对本交通工具的拖动，就相当于行李箱一样，移动便捷，收放快捷。

[0008] 由于两个轮胎的外沿之间的区域为保护区，所述车箱位于保护区内，乘员座位位于两轮胎之间，乘员在前、后、侧面、上面等各个方向都处于轮胎的保护之中，来自各方向的任何碰撞都不会直接碰到乘员，整个系统形成天然的巨大安全气囊，安全性得到保证。

[0009] 整机总重量不超过20公斤，加上乘员不超过200公斤，即使轧过人体也不会造成致命伤害；即使暴雨天气，或掉入江河，也会由于充气轮胎浮力大不会导致车辆沉没。

[0010] 需要说明的是，控制装置采用目前市场上成熟的两轮自动平衡车控制系统即可，目前市场上两轮平衡车已经具有自动平衡、加减速、刹车、转向等全面的控制功能。座位下方设有陀螺仪与加速度计，如，MPU6050模块，通过读取陀螺仪和加速度计的传感器数据，再通过PID控制计算得到PWM的占空比输出，控制轮毂电机以将车身姿态调整，继续读取上述传感器数据，持续调整，从而实现车身平衡，当传感器检测到重心靠左时，控制左侧电机减速，实现左转功能；当检测到重心靠右时，控制右侧电机减速，实现右转功能，当检测到重心向前时，传感器监测并传感至控制两侧电机加速，实现向前行驶；当检测到重心向后时，控制两侧电机减速甚至是倒转，从而实现减速及后退功能；安全带设计预留一定活动空间便于人体重心移动且能起到安全保护。本交通工具采用超薄柔软的大型充气轮胎，人的座位位于两轮胎之间，这样与外界接触部位就只有轮胎，撞上行人也不会造成多大伤害，即使从人身上压过，也不会造成骨折之类的严重伤害；同时与普通汽车相撞也不会相互造成车辆损坏及人员受伤；即使撞上大货车也不会造成车毁人亡的严重后果。

[0011] 为便于携带，本发明的主体结构采用拉杆箱模式，使用完后将轮胎放气，然后翻转放置于车箱内，这样即可随身携带，方便室内及办公室存放和充电。

[0012] 本发明的控制及动力装置采用目前市场上成熟的自动平衡车方案，整机售价有望控制在5000-10000元，且日常维护费用很低。

[0013] 本发明能有效减少交通安全事故、降低目前交通工具的购置和维护成本、缩短事前事后的交通耗时，同时不需要寻找停车场停车，因此是一种非常环保高效的交通工具。

[0014] 目前两轮平衡车的行驶最大速度为20KM/H左右，单次充电行驶里程20-70KM，本方案由于加大了轮胎直径，相比于传统的燃油或者电动汽车，其质量更小，运载单个乘员的所耗用的能量更少，可以使单次充电行驶里程有所增加。因此具有经济、节能环保、高效的特点。

[0015] 进一步的，所述轮胎与地面接触的边缘设有耐磨带，所述耐磨带上均布有凸起颗粒。耐磨带用于增加摩擦力防打滑，颗粒磨平后可以更换耐磨带。

[0016] 进一步的，所述轮胎采用与汽车安全气囊材料类似的材料作为主体，如：轮胎的主体材料选择为420d尼龙66丝，涂层材料为硅酮。与轮毂接触的内层采用橡胶材料；轮胎内有多条横向尼龙拉筋，用于保持充气后的轮胎宽度形状，另外设置轮毂位置到着地面的交叉斜向尼龙拉筋，类似于自行车轮胎的钢丝，用于行驶状态的力矩传递，及保持轮胎充气后的高度形状；本材料具有良好的机械性能，强度高、质量轻、良好的摩擦性能、弹性好；适宜的热学性能，高熔点、高焓值、阻燃，高化学稳定性、抗老化性等特点。

[0017] 进一步的，所述轮胎充气状态的直径为1.6m-2.0m，大直径的轮胎可以更好的保护箱体。

[0018] 进一步的，所述车箱的尺寸为70*45*100cm。

[0019] 进一步的，所述充气嘴和放气阀均设于轮胎与外转子连接处的外侧。

[0020] 进一步的，为了实现快速放气，所述放气阀设有三个。

[0021] 进一步的，所述轮胎为中部厚度大于边缘厚度的扁圆形，所述轮胎的中部最大厚度为40cm，所述轮胎与地面接触的边缘的宽度为10cm。

[0022] 进一步的，所述箱体的上设有照明灯和转向指示灯。

[0023] 进一步的，所述座位上设有安全带，车箱内设有陀螺仪与加速度计，陀螺仪与加速度计最好设置在两个轮毂电机转轴的中心线以上。附图说明

[0024] 图1是本发明使用状态的第一视角结构示意图；图2是本发明使用状态的第二视角结构示意图；
图3是本发明的正视结构示意图；
图4是本发明收纳状态的结构示意图。

[0025] 图中：下车箱1；上车箱2；电控箱3；座位4；观察窗5；行走轮6；伸缩可调拉杆7；连杆8；轮毂电机9；轮胎10；保护区11。

具体实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0027] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0029] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

[0030] 实施例1：如图1-图4所示，本实施例提供一种充气式双轮自平衡车，包括车箱和两个驱动轮组件，车箱包括下车箱1和与下车箱1的上端铰接的上车箱2，下车箱1内设有电控箱3，电控箱3内设有密封电池盒、充气泵和控制装置，电控箱3上设有座位4，车箱的正面设有观察窗5，箱体的底部设有行走轮6，箱体背面设有伸缩可调拉杆7；下车箱1的左右侧分别转动限位连接有连杆8，连杆8的转动轴线垂直于连杆8的轴线，箱体上还设有用于锁定连杆8处于箱体外侧的水平状态位置的锁定组件，驱动轮组件包括轮毂电机9和轮胎10，轮毂电机9包括内定子和外转子，轮胎10内圈侧通过粘接或者箍环固定安装在外转子上，连杆8与内定子连接；
两个轮胎10的外沿之间的区域为保护区11，车箱位于保护区11内，轮胎10上设有充气嘴和放气阀，充气嘴和放气阀均设于轮胎10与外转子连接处的外侧，为了实现快速放气，放气阀设有三个，箱体的上设有照明灯和转向指示灯。

[0031] 由于轮胎10组件之间设有车箱，车箱包括上车箱2和下车箱1，上车箱2能够实现翻转，在需要进入车箱内时，将上车箱2上翻及下车厢1的前盖打开即可，之后再关闭上车箱2下车厢1的前盖，车箱正面的观察窗5能够保证人坐在车箱内具有很好的观察视角，保证行驶的安全性，由于在车箱内设有电控箱3，通过控制装置实现对两个轮毂电机9的控制，充气泵能够在需要使用本交通工具时为轮胎10快速充气，具体的操作方式是，由于下车箱1的左右侧分别转动限位连接有连杆8，连杆8的转动轴线垂直于连杆8的轴线，连杆8能够围绕下箱体进行翻转，需要使用本交通工具时，则先将两个连杆8翻转至下箱体的外侧，连杆8的翻转角度为180°，也即是连杆8在翻转到下箱体外侧处于水平状态时，为工作状态，之后通过设置在下箱体上的相应的锁定组件实现对连杆8外侧水平状态的锁定，锁定工作完成之后通过充气泵连接的充气嘴与轮胎10上的充气阀连接，实现快速充气，便完成了整个对轮胎10的充气工作，轮胎10充气完成之后，便可进入车箱，通电之后在轮毂电机9的驱动下，轮胎
10转动，便可实现坐在车内行驶的目的。

[0032] 当不需要使用时，由于在箱体的底部设有行走轮6，箱体背面设有伸缩可调拉杆7，通过打开轮胎10上的放气阀，轮胎10放气完毕，之后解除对连杆8的锁定，将连杆8翻转至箱体内部，也即是将收缩的轮胎10以及轮毂电机9整体收纳至箱体内，便可通过操作伸缩可调拉杆7，实现对本交通工具的拖动，就相当于行李箱一样，移动便捷，收放快捷。

[0033] 由于两个轮胎10的外沿之间的区域为保护区11，车箱位于保护区11内，乘员座位4位于两轮胎10之间，乘员在前、后、侧面、上面等各个方向都处于轮胎10的保护之中，来自各方向的任何碰撞都不会直接碰到乘员，整个系统形成天然的巨大安全气囊，安全性得到保证。

[0034] 整机总重量不超过20公斤，加上乘员不超过200公斤，即使轧过人体也不会造成致命伤害；即使暴雨天气，或掉入江河，也会由于充气轮胎10浮力大不会导致车辆沉没。

[0035] 座位3上设有安全带，车箱内设有陀螺仪与加速度计，陀螺仪与加速度计最好设置在两个轮毂电机9的转轴的中心线以上，通过座椅位置的调整，人在座椅上时，整个车身的中心也基本位于两个轮毂电机9的转轴的中心线以上，控制装置读取陀螺仪和加速度计的传感器数据，并通过PID控制计算得到PWM的占空比输出，控制轮毂电机以将车身姿态调整，继续读取上述传感器数据，持续调整，从而实现车身平衡，控制装置采用了目前市场上成熟的两轮自动平衡车控制系统，目前市场上两轮平衡车已经具有自动平衡、加减速、刹车、转向等全面的控制功能，不再赘述。

[0036] 本交通工具采用超薄柔软的大型充气轮胎10，人的座位4位于两轮胎10之间，这样与外界接触部位就只有轮胎10，撞上行人也不会造成多大伤害，即使从人身上压过，也不会造成骨折之类的严重伤害；同时与普通汽车相撞也不会相互造成车辆损坏及人员受伤；即使撞上大货车也不会造成车毁人亡的严重后果。

[0037] 为便于携带，本发明的主体结构采用拉杆箱模式，使用完后将轮胎10放气，然后翻转放置于车箱内，这样即可随身携带，方便室内及办公室存放和充电。

[0038] 本发明的控制及动力装置采用目前市场上成熟的自动平衡车方案，整机售价有望控制在5000-10000元，且日常维护费用很低。

[0039] 本发明能有效减少交通安全事故、降低目前交通工具的购置和维护成本、缩短事前事后的交通耗时，同时不需要寻找停车场停车，因此是一种非常环保高效的交通工具。

[0040] 实施例2：本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

[0041] 轮胎10与地面接触的边缘设有耐磨带，耐磨带上均布有凸起颗粒。耐磨带用于增加摩擦力防打滑，颗粒磨平后可以更换耐磨带。

[0042] 实施例3：本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

[0043] 轮胎10采用织物材料为420d尼龙66丝，涂层材料为硅酮，该材料的重量为200g/㎡，刚度为0.7kg，厚度为0.28mm，本材料具有良好的机械性能，强度高、质量轻、良好的摩擦性能、弹性好；适宜的热学性能，高熔点、高焓值、阻燃，高化学稳定性、抗老化性等特点。

[0044] 实施例4：本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

[0045] 轮胎10充气状态的直径为1.6m-2.0m，大直径的轮胎10可以更好的保护箱体。车箱的尺寸为70*45*100cm。

[0046] 实施例5：本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

[0047] 轮胎10为中部厚度大于边缘厚度的扁圆形，轮胎10的中部最大厚度为40cm，轮胎10与地面接触的边缘的宽度为10cm。

[0048] 实施例6：本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化限定。

[0049] 轮胎10采用织物材料为420d尼龙66丝，涂层材料为硅酮，该材料的重量为200g/㎡，刚度为0.7kg，厚度为0.28mm。

[0050] 本材料具有良好的机械性能，强度高、质量轻、良好的摩擦性能、弹性好；适宜的热学性能，高熔点、高焓值、阻燃，高化学稳定性、抗老化性等特点。

[0051] 轮胎10充气状态的直径为1.6m-2.0m，大直径的轮胎10可以更好的保护箱体。车箱的尺寸为70*45*100cm。

[0052] 轮胎10为中部厚度大于边缘厚度的扁圆形，轮胎10的中部最大厚度为40cm，轮胎10与地面接触的边缘的宽度为10cm。

[0053] 本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

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