[发明专利]双模式电动平衡车及其模式转换方法

说明书

一种双模式电动平衡车及其模式转换方法，属于电动车领域，包括双轮和单轮两种骑行模式，后轮直径远大于前轮直径，后轮与前轮靠近，后轮电机驱动，前轮是万向轮，前轮设有减震器，把手固定在车架前端的上方，车座的乘坐重心与主车轮重心靠近且略偏前，踏板重心位置处于两个车轮重心位置之间，制动器设在后轮；双轮到单轮模式转换方法：以双轮模式低速启动，然后大加速度驱动后轮，使前轮离开地面后，通过测控器切换到单轮模式；单轮到双轮模式转换方法：后轮制动，平衡测控器退出单轮测控模式，由惯性带动前轮落回地面，完成单轮到双轮模式转换；技术方案及模式转换方法，解决了便携电动车体积与效率、便携与安全、独轮与稳定之间的矛盾。

技术领域

本发明属于电动车技术领域，具体涉及一种双模式电动平衡车及其模式转换方法。

背景技术

作为代步工具的电动车，在保证安全的前提下一直是朝着小型、便携的方向发展，目前市场上存在的各类代步电动车无非是双轮式或单轮式两种类型，双轮电动车分为前后双轮和左右双轮两种，前后双轮的电动车不需要电动平衡控制技术，所以这类电动车不具备自动平衡控制功能，单轮电动车基本都采用了MEMS(微机电系统)传感器技术与电机控制技术相结合的自动平衡控制技术，即可以实现前后两个方向的平衡控制，保持单轮电动车不会向前或向后倾倒。

把前后双轮的电动车看成一种电动车模式的话，这种模式的电动车尽管技术成熟，性能稳定、优越，但在向小型便携化的演变过程中却始终存在一个无法解决的矛盾，即车的体积与车轮驱动效率问题，大尺寸车轮的滚动摩擦阻力小，电瓶驱动效率高，而小尺寸车轮的滚动摩擦阻力大，采用缩小车轮来减小整车体积的方式会导致行驶阻力较大，电瓶的驱动效率低下的问题，因此双轮模式的问题就体现在：减小了体积却牺牲了驱动效率，或者是保持了驱动效率却无法缩小体积。

电动独轮车采用了自动平衡控制技术，把这类电动车称为单轮模式的电动车，这种电动车在减小体积的同时并没有极度减小车轮直径，因此在一定程度上保持了电瓶的驱动效率；然而无论是无座椅或有座椅的独轮电动平衡车，由于独轮的结构特点，导致其在低速行驶时稳定性差，骑行方法不容易学习掌握；为了防止制动时车身向前翻滚，单轮模式的电动平衡车没有采取传统碟刹或V刹的硬制动方式，而是采取了骑行重心后倾的制动措施，通过电机的减速驱动控制来实现，这种制动方式导致制动时间过长(超过7秒)，制动性能达不到相关交通法律允许的制动性能要求；另外绝大多数的电动独轮车采取站立骑行、无座、无把的设计方案，这导致其稳定性差，安全性差，适用人群范围受到了限制，因此独轮电动平衡车目前的存在的主要问题是便携性与安全、稳定性之间的矛盾。

中国专利CN201580008873.X公开了一种“带辅助轮的电动独轮车及其行驶方法”，其结构方案中存在多个不足，1)相对于车架可升降的前轮设计方案过于复杂；2)过宽轮距的双前轮设计导致整车横向体积过大，违背了便携性的要求；3)后轮两侧的脚踏板位置沿袭了独轮电动平衡车的脚踏板设计方案，其中心(重心)位置处于后轮轴正下方，当电动车带有座椅设计时，这种踏板位置不符合人体工程学要求，如此结构所决定的骑行者双腿、双脚的姿势不具备较好的安全性和舒适性；4)前轮的转向控制方案复杂，缺乏实用性；5)由于车身较短，前轮刹车方案容易导致刹车向前翻滚，造成对骑行者的伤害。该专利文献公开的行驶方法存在的不足是：1)放下前轮和刹车的步骤是分开的，不是缩短刹车时间的优化方案；2)缺少启动电动车时从双轮到单轮模式的过渡方法。

目前在市面上以及文献中还没有找到一种体积小、电池驱动效率高、骑行简便、稳定性高、骑行安全感好、适合代步的非娱乐性电动车方案。

发明内容：

本发明的目的是解决便携代步电动车体积与驱动效率、便携与安全、独轮与稳定性之间的矛盾，提供一种集便携、高效和安全稳定性于一体的双模式电动平衡车设计方案及其模式转换方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。