[发明专利]前后自平衡装置

说明书

一种前后自平衡装置，其可以包括具有驱动电机、电池以及位于车轮的相对侧的第一和第二脚踏平台的独轮结构。所述装置可特别设置为：电机和电池设置成以使得车轮包络内具有用于脚踏平台的一部分(位于包络附近或内部)的空间，从而将骑行者的重量放低并靠近装置的重心。公开了各种电池和电机布置，以及不同的驱动机构和部件冗余，以确保在故障情况下的安全操作。

交叉引用相关申请

本申请要求申请号为62/191,839的美国临时专利申请以及名称为“低磨损驱动机构和具有该低磨损驱动机构的独轮运输装置”、申请号为62/029,990的美国临时专利申请的优先权，并通过引用的方式将其并入本文中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种机动独轮结构前后平衡运输装置，更具体地，涉及一种具有低的及居中的脚踏平台的前后自平衡装置。

背景技术

现有技术包括机动独轮自平衡运输装置。例如，美国专利号8,616,313(授予Simeray的行人用机动运输车)的图1和图3以及美国专利号8,807,250(授予本文发明人陈的用于站立用户的动力独轮自平衡车)的图1和图6示出了此类装置。

这些附图表示了已知独轮运输装置的至少两个特征。一个是脚踏平台被布置成使得使用者在骑车时将他或她的脚彼此平行并且前后对齐地放置，类似于一个人在滑雪时可以站立的方式。另一个是电机和/或电池放置在车轮内，例如，在车轮的“包络”内。平行布置脚踏平台的一个原因是，车轮内部空间被电机和/或电池占据，因此没有足够的空间供脚踏平台延伸到车轮或车轮“包络”内(为了本申请的目的，车轮“包络”是指由车轮本身和两个平行的垂直侧平面(车轮的外部左侧和右侧各一个)界定的空间)。

然而，在站立时，人们常常更喜欢将其脚掌(即，脚前部)稍微向外转，通常与前方直线成10-45度(或者其它角度，因人而异)。以这种方式站立提供了前后和横向稳定性。与脚掌稍微分开站立的人相比，双脚平行并拢站立的人在横向比较不稳定。

此外，当使用独轮装置时，从横向来看，重心位于车轮中心下方。如果脚进一步向外放至侧面并且一个脚抬起，则车轮顶部自动向未抬起的脚倾斜(进一步向外的脚上的力更大)，因此对重量进行小调整(例如，轻轻移动自身重量)可能会导致装置明显不稳定。

如果使用者的脚跟，或者换句话说，其上放置脚跟的平台部分可以定位成更靠近车轮重心(横向)，则装置将会更稳定。

此外，平台越低，装置就越稳定。因此，还要求使用者站立成使得其脚跟定位成距离地面相对较低。这还让骑行者上下所述装置变得更容易和更安全。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种独轮结构的前后自平衡装置，其中使用者在骑车时脚后跟在靠近装置的重心处并拢并且距离地面低。

本发明的另一个目的在于提供一种独轮结构的前后自平衡装置，其具有延伸到车轮包络内的脚踏平台。

本发明的再一个目的在于提供一种独轮结构的前后自平衡装置，其中电池和电机中的一个基本上位于前部，另一个基本上置于后部。

本发明的又一个目的在于提供一种独轮结构的前后自平衡装置，其在其驱动和/或控制机构中提供冗余，并且在故障情况下提供安全停机模式。

本发明的这些目的和相关目的是通过使用如本文所描述的具有低的及居中的脚踏平台的独轮结构的自平衡运输装置实现的。

对于本领域技术人员而言，在结合附图查看以下对本发明的更详细描述之后，本发明的上述和相关优点和特征的实现应该变得更加显而易见。

附图说明

图1-6示出了根据本发明的一种前后自平衡装置的一个实施例。

图7-12示出了根据本发明的一种前后自平衡装置的另一个实施例，该实施例具有低磨损驱动机构。