本發(fā)明涉及便攜電動車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無車把便攜電動車及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能環(huán)保觀念的不斷深入人心以及電動車技術(shù)的愈發(fā)成熟，越來越多的人選擇電動車作為出行時的代步工具。根據(jù)體積大小以及攜帶輕便性的不同，電動車可以分別兩類，其中一類是形狀與傳統(tǒng)自行車相近、設(shè)置有車把的折疊車，另一類是無車把的便攜電動車，如賽格威等自衡車。

折疊車的轉(zhuǎn)向可通過手部轉(zhuǎn)動車把來實現(xiàn)，操作上較為簡單，安全性較高，但由于其體積較大，即使是折疊后也不容易攜帶。而自衡車的體積往往更小，便攜性更佳，但是自衡車的轉(zhuǎn)向需要依靠操作者的重心偏移來實現(xiàn)，這存在著一定的安全隱患，特別是對于初學(xué)者來說，在快速移動的自衡車上移動自己的身體，容易因重心不穩(wěn)而出現(xiàn)跌落的情況，導(dǎo)致受傷。

為了解決上述問題，有必要提供一種無須偏移重心就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向的便攜電動車。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無須偏移重心就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向的便攜電動車。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種便攜電動車的控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無車把便攜電動車，包括車架、驅(qū)動輪組件、轉(zhuǎn)向前叉、前輪、轉(zhuǎn)向電機、控制器、電池及兩角度檢測裝置。驅(qū)動輪組件安裝于車架的后端，轉(zhuǎn)向前叉轉(zhuǎn)動地安裝于車架的前端，前輪安裝于轉(zhuǎn)向前叉的下端，轉(zhuǎn)向電機設(shè)置于車架并驅(qū)使轉(zhuǎn)向前叉轉(zhuǎn)動，車架的兩側(cè)分別樞接有左踏板、右踏板，左踏板、右踏板均可相對車架正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動，兩角度檢測裝置分別設(shè)置于左踏板與右踏板，控制器與電池設(shè)置在車架上，電池為控制器供電，控制器與轉(zhuǎn)向電機、驅(qū)動輪組件及兩角度檢測裝置連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明無車把便攜電動車車架的兩側(cè)分別樞接有左踏板、右踏板，且兩個踏板上均設(shè)置有角度檢測裝置，而角度檢測裝置又與控制器連接，因此當(dāng)左踏板與右踏板受到人腳踩踏而發(fā)生正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動時，其轉(zhuǎn)動的方向與幅度都能夠被角度檢測裝置檢測到并將信號輸入到控制器中。同時，電動車的前輪安裝在轉(zhuǎn)向前叉，轉(zhuǎn)向前叉由轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動，轉(zhuǎn)向電機與控制器連接并接收控制器的控制指令。故，當(dāng)人腳踩踏左踏板與右踏板時，控制器將根據(jù)踏板的轉(zhuǎn)動情況驅(qū)使轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動前輪向左或向右擺動，實現(xiàn)電動車的左右轉(zhuǎn)彎。本發(fā)明無車把便攜電動車無需設(shè)置車把，解放了駕駛者的雙手，保證了便攜性。另外，在行駛過程中依靠腳部踩踏踏板就能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)彎，無需駕駛者偏移自己的重心，因此安全性更高。

較佳地，控制器包括轉(zhuǎn)向控制模塊與速度控制模塊，轉(zhuǎn)向控制模塊與轉(zhuǎn)向電機及兩角度檢測裝置連接，速度控制模塊與驅(qū)動輪組件及兩角度檢測裝置連接?？刂破髦谐O(shè)置轉(zhuǎn)向控制模塊之外還設(shè)置速度控制模塊，則駕駛者通過踩踏兩個踏板不僅可以實現(xiàn)電動車的轉(zhuǎn)向，還可以實現(xiàn)電動車的加速、減速。

具體地，車架的后端活動地設(shè)有一剎車線，剎車線的一端由左踏板和/或右踏板拉動，剎車線的另一端與驅(qū)動輪組件連接。當(dāng)駕駛者通過踩踏左踏板和/或右踏板拉動剎車線時，剎車線驅(qū)使驅(qū)動輪組件中的剎車片進行物理剎車動作，與驅(qū)動輪組件中驅(qū)動電機的減速配合，使剎車效果更顯著。

更具體地，車架的后端固定有一導(dǎo)向座，剎車線滑動地穿過導(dǎo)向座的一端且剎車線的末端連接有一滑輪，一拉繩繞過滑輪，拉繩的兩端滑動地穿過導(dǎo)向座的另一端后分別與左踏板、右踏板的后端固定。設(shè)置導(dǎo)向座的目的是使拉繩與剎車線被拉動時動作更順暢，不易出現(xiàn)亂纏或卡死。

更詳細地，左踏板的內(nèi)側(cè)具有朝右踏板延伸的第一固定柱，右踏板的內(nèi)側(cè)具有朝左踏板延伸的第二固定柱，第一固定柱、第二固定柱的末端位于導(dǎo)向座的下方，拉繩的兩端分別固定于第一固定柱、第二固定柱的末端。設(shè)置第一固定柱與第二固定柱的目的是為了將拉繩的固定端定位到導(dǎo)向座下方，使踏板傳遞給拉繩的力直接作用于剎車線，避免出現(xiàn)拉力被分散的情況。

較佳地，角度檢測裝置包括直桿與位移傳感器，兩位移傳感器分別設(shè)置在車架的兩側(cè)并與控制器連接，兩直桿的一端分別樞接在左踏板與右踏板上，兩直桿的另一端分別與對應(yīng)的位移傳感器連接。當(dāng)踏板轉(zhuǎn)動時，樞接在踏板上的直桿會跟隨踏板上升或下降，與直桿連接的位移傳感器檢測到直桿的位移量并轉(zhuǎn)化為電信號，再輸入到控制器中，使控制器間接得到踏板的轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)動幅度。

具體地，位移傳感器包括固定于車架的外框及滑動地設(shè)置于外框中的內(nèi)框，內(nèi)框與直桿固定，內(nèi)框的兩端分別設(shè)置有磁鐵，外框中固定有位于兩磁鐵之間的霍爾元件。當(dāng)踏板被踩踏時會帶動直桿移動，直桿拉動內(nèi)框在外框中滑動，從而改變了霍爾元件與兩個磁鐵之間的距離，使霍爾元件能夠感知直桿的移動方向及移動幅度。

較佳地，驅(qū)動輪組件包括后輪、驅(qū)動電機及剎車片，驅(qū)動電機與控制器連接并驅(qū)使后輪轉(zhuǎn)動。驅(qū)動電機接收控制器的相關(guān)指令，使后輪加減速。

為了實現(xiàn)另一目的，本發(fā)明還提供了一種無車把便攜電動車的控制方法，無車把便攜電動車包括車架、前輪及設(shè)置在車架上的轉(zhuǎn)向電機與控制器，前輪設(shè)置在車架的前端并被轉(zhuǎn)向電機驅(qū)使左右擺動，控制器與轉(zhuǎn)向電機連接，車架兩側(cè)分別設(shè)置左踏板與右踏板，左踏板與右踏板均可相對車架正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動，控制方法包括：控制器接收到左踏板正向轉(zhuǎn)動而右踏板反向轉(zhuǎn)動或不動的信號時，轉(zhuǎn)向電機驅(qū)使前輪向左擺動，控制器接收到右踏板正向轉(zhuǎn)動而左踏板反向轉(zhuǎn)動或不動的信號時，轉(zhuǎn)向電機驅(qū)使前輪向右擺動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對電動車的控制方式無需用手，同時也無需駕駛者傾斜身體以偏移重心，只需用腳踩踏兩個踏板使其轉(zhuǎn)動即可，更加方便，安全性更高。

較佳地，無車把便攜電動車還包括設(shè)置于車架后端的驅(qū)動輪組件，控制器與驅(qū)動輪組件連接，控制方法還包括：控制器接收到左踏板與右踏板同時正向轉(zhuǎn)動的信號時，驅(qū)動輪組件加速，控制器接收到左踏板與右踏板同時反向轉(zhuǎn)動的信號時，驅(qū)動輪組件減速。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無車把便攜電動車的立體圖。

圖2是本發(fā)明無車把便攜電動車的爆炸圖。

圖3是無車把便攜電動車中角度檢測裝置與導(dǎo)向座在車架上的設(shè)置位置示意圖。

圖4是左踏板、右踏板與拉繩、導(dǎo)向座以及剎車線之間的連接關(guān)系示意圖。

圖5是角度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合給出的說明書附圖對本發(fā)明的較佳實施例作出描述。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供了一種無車把便攜電動車1，包括車架11、驅(qū)動輪組件12、轉(zhuǎn)向前叉13、前輪14、轉(zhuǎn)向電機15、控制器17、電池18及兩角度檢測裝置。

驅(qū)動輪組件12安裝于車架11的后端，轉(zhuǎn)向前叉13與轉(zhuǎn)向電機15設(shè)置于車架11的前端，前輪14安裝于轉(zhuǎn)向前叉13的下端，轉(zhuǎn)向電機15驅(qū)使轉(zhuǎn)向前叉13轉(zhuǎn)動。車架11的兩側(cè)分別樞接有左踏板191、右踏板192，左踏板191、右踏板192均可相對車架11正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動，兩角度檢測裝置分別設(shè)置于左踏板191與右踏板192以檢測左踏板191與右踏板192的轉(zhuǎn)動方向及幅度，控制器17與電池18設(shè)置在車架11上，電池18為控制器17供電，控制器17與轉(zhuǎn)向電機15、驅(qū)動輪組件12及兩角度檢測裝置連接。

具體的，車架11包括左側(cè)板111、右側(cè)板112及底板113，左側(cè)111板與右側(cè)板112相互間隔，底板113固定在左側(cè)板111與右側(cè)板112之間，左側(cè)板111、右側(cè)板112與底板113之間圍成容納轉(zhuǎn)向電機15、控制器17及電池18的容置空間110。通過將轉(zhuǎn)向電機15、控制器17及電池18容納在容置空間110之內(nèi)，可以有效減小電動車1的整體體積，提高其便攜性。左踏板191設(shè)置在左側(cè)板111下端的外側(cè)，右踏板192設(shè)置在右側(cè)板112下端的外側(cè)。

左側(cè)板111與右側(cè)板112的后端向外側(cè)，即遠離彼此的方向彎折，驅(qū)動輪組件12安裝在左側(cè)板111與右側(cè)板112的后端之間。驅(qū)動輪組件12本身包括后輪、驅(qū)動電機以及剎車片，其中驅(qū)動電機與控制器17連接并接收來自控制器17的啟動、停止、加速及減速信號。

車架11前端的上側(cè)與下側(cè)均設(shè)置有貫穿的通孔，轉(zhuǎn)向前叉13的上端為圓軸130，下端為分叉結(jié)構(gòu)，前輪14設(shè)置在該分叉結(jié)構(gòu)之間，該圓軸130穿過車架11前端的通孔并通過上軸承131與下軸承132轉(zhuǎn)動地設(shè)置于車架11。轉(zhuǎn)向電機15安裝在容置空間110中鄰近轉(zhuǎn)向前叉13的位置，其驅(qū)使轉(zhuǎn)向前叉13轉(zhuǎn)動的方式是在轉(zhuǎn)向電機15的輸出軸上固定第一減速齒輪151，同時在轉(zhuǎn)向前叉13的圓軸130上固定位于上軸承131與下軸承132之間的第二減速齒輪133，使第一減速齒輪151與第二減速齒輪133嚙合。當(dāng)轉(zhuǎn)向電機15啟動時，就能夠利用兩個減速齒輪的嚙合驅(qū)使轉(zhuǎn)向前叉13轉(zhuǎn)動，并且根據(jù)轉(zhuǎn)向電機15輸出軸的轉(zhuǎn)向不同，轉(zhuǎn)向前叉13也會向不同方向轉(zhuǎn)動。

參照圖3至圖5，兩個角度檢測裝置分別設(shè)置在左側(cè)板111與右側(cè)板112后端的內(nèi)側(cè)并分別與左踏板191與右踏板192連接。角度檢測裝置包括直桿161與位移傳感器162，兩個位移傳感器162分別安裝于左側(cè)板111與右側(cè)板112并與控制器17連接，兩直桿161的一端分別樞接在左踏板191與右踏板192上，兩直桿161的另一端分別與對應(yīng)的位移傳感器162連接。當(dāng)踏板轉(zhuǎn)動時，樞接在踏板上的直桿161會跟隨踏板上升或下降，與直桿161連接的位移傳感器162檢測到直桿161的位移量并轉(zhuǎn)化為電信號，再輸入到控制器17中，使控制器17間接得到踏板的轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)動幅度。具體地，位移傳感器162包括固定于車架11的外框163及滑動地設(shè)置于外框163中的內(nèi)框164，直桿161的下端樞接在踏板上凸出的小柱體上，直桿161的上端穿過外框163并與內(nèi)框固定164，內(nèi)框164的上下兩端分別設(shè)置有用于容納磁鐵的扁槽164a，外框163的中間開設(shè)有位于兩扁槽164a之間的通槽163a，通槽163a用于安裝霍爾元件。當(dāng)踏板被踩踏時會帶動直桿161移動，直桿161拉動內(nèi)框164在外框163中滑動，從而改變了霍爾元件與兩個磁鐵之間的距離，使霍爾元件能夠感知直桿161的移動方向及移動幅度。

控制器17中具體的包括有轉(zhuǎn)向控制模塊與速度控制模塊，其中轉(zhuǎn)向控制模塊與轉(zhuǎn)向電機15及位移傳感器162連接，而速度控制模塊與驅(qū)動輪組件12及位移傳感器162連接。踏板轉(zhuǎn)動的物理信號通過位移傳感器162轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⑤斔偷娇刂破?7中，轉(zhuǎn)向控制模塊接收信號并向轉(zhuǎn)向電機15發(fā)出控制指令，實現(xiàn)電動車1的轉(zhuǎn)向；而速度控制模塊接收信號并向驅(qū)動輪組件12發(fā)出控制指令，實現(xiàn)電動車1的速度變化。

繼續(xù)參照圖4，車架11的后端固定有一導(dǎo)向座115并設(shè)有一剎車線101，剎車線101的一端伸入到驅(qū)動輪組件12中并與其內(nèi)的剎車片連接，剎車線101的另一端滑動地穿過導(dǎo)向座115的上端后連接一滑輪102。一拉繩103繞過滑輪102后兩端向下滑動穿過導(dǎo)向座115的下端。左踏板191的內(nèi)側(cè)具有朝右踏板192延伸的第一固定柱191a，右踏板192的內(nèi)側(cè)具有朝左踏板191延伸的第二固定柱192a，第一固定柱191a、第二固定柱192a的末端位于導(dǎo)向座115的下方，拉繩103的兩端分別固定于第一固定柱191a、第二固定柱192a的末端。當(dāng)踏板動作拉動拉繩103時，拉繩103下滑并拉動剎車線101，剎車線101驅(qū)使剎車片剎車，進而使驅(qū)動輪組件12減速。由于拉繩103是繞在滑輪102上的，其兩端可以同向或反向滑動，因此允許左踏板191與右踏板192可以有不同的轉(zhuǎn)動方向與幅度。

無車把便攜電動車1置于平地上時，左踏板191與右踏板192大致平行與水平面。將左踏板191與右踏板192的前端相對后端下沉的轉(zhuǎn)動定義為正向轉(zhuǎn)動，將左踏板191與右踏板192的前端相對后端翹起的轉(zhuǎn)動定義為反向轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明無車把便攜電動車1的控制方法包括：

控制器17接收到左踏板191正向轉(zhuǎn)動而右踏板192反向轉(zhuǎn)動或不動的信號時，轉(zhuǎn)向電機15驅(qū)使前輪14向左擺動；控制器17接收到到右踏板192正向轉(zhuǎn)動而左踏板191反向轉(zhuǎn)動或不動的信號時，轉(zhuǎn)向電機15驅(qū)使前輪14向右擺動。

根據(jù)前述內(nèi)容已經(jīng)得知，控制器17所接收的信號是位移傳感器162所發(fā)出的，而位移傳感器162的信號由踏板的動作觸發(fā)。

具體的，當(dāng)左踏板191正向轉(zhuǎn)動而右踏板192反向轉(zhuǎn)動時，前輪14向左擺動的幅度較大，電動車1左轉(zhuǎn)角度較大；當(dāng)左踏板191正向轉(zhuǎn)動而右踏板192不動時，前輪14向左擺動的幅度較小，電動車1左轉(zhuǎn)角度較小。同樣的，當(dāng)右踏板192正向轉(zhuǎn)動而左踏板191反向轉(zhuǎn)動時，前輪14向右擺動的幅度較大，電動車1右轉(zhuǎn)角度較大；當(dāng)右踏板192正向轉(zhuǎn)動而左踏板191不動時，前輪14向右擺動的幅度較小，電動車1右轉(zhuǎn)角度較小。

同時，由以上內(nèi)容已知控制器17中除轉(zhuǎn)向控制模塊之外還具有速度控制模塊，因此無車把便攜電動車1的控制方法還包括：控制器17接收到左踏板191與右踏板192同時正向轉(zhuǎn)動的信號時，驅(qū)動輪組件12加速，控制器17接收到左踏板191與右踏板192同時反向轉(zhuǎn)動的信號時，驅(qū)動輪組件12減速。更詳細的，控制器17檢測到左踏板191與右踏板192中只有一個正向轉(zhuǎn)動而另一個不動時，驅(qū)動輪組件12也加速，但加速度比兩踏板同時正向轉(zhuǎn)動時小；控制器17檢測到左踏板191與右踏板192中只有一個反向轉(zhuǎn)動而另一個不動時，驅(qū)動輪組件12也減速，但加速度比兩踏板同時反向轉(zhuǎn)動時小。

當(dāng)左踏板191與右踏板192同時反向轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動輪組件12中的驅(qū)動電機接收來自控制器17的減速信號，此時兩踏板后端的下沉動作還通過拉繩103拉動了剎車線101，使剎車線101拉動驅(qū)動輪組件12中的剎車片對后輪進行摩擦制動，進而使剎車的效果更顯著。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明無車把便攜電動車1無需設(shè)置車把，解放了駕駛者的雙手，簡化了車身結(jié)構(gòu)，提高了便攜性。在行駛過程中依靠腳部踩踏踏板就能夠?qū)崿F(xiàn)電動車1的轉(zhuǎn)彎及加減速，無需駕駛者傾斜身體以偏移自己的重心，因此安全性更高。并且，通過左踏板191與右踏板192的配合，電動車1可以實現(xiàn)不同角度的轉(zhuǎn)向及不同程度的加減速，在操作上顯得非常方便。

在其他的實施方式中，可以將左踏板191、右踏板192設(shè)置為可以折疊的結(jié)構(gòu)，以進一步減小電動車1的體積。在前輪14與驅(qū)動輪組件12上還可以加設(shè)防泥罩，以避免行駛過程中車身及駕駛者被濺污。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實例而已，其作用是方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解并據(jù)以實施，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。