[发明专利]用于智能电动滑板车的多轴枢转耦合器和传动系架构

说明书

本发明题为“用于智能电动滑板车的多轴枢转耦合器和传动系架构”。本发明提供了用于机动载体的多轴枢转耦接器接头、用于制造/使用此类耦接器接头的方法，以及具有能够多模式滑板车操作的多轴枢转耦接器接头的电动滑板车。该枢转耦接器接头包括第一轴承组件和第二轴承组件，每个轴承组件具有相应的壳体、相应的内座圈和外座圈，该内座圈和外座圈彼此同心并定位于其各自的壳体中，和相应的一组滚动元件，该相应的一组滚动元件可滚动地插置于其各自的内座圈和外座圈之间。该第一轴承组件的该第一内座圈从其中穿过容纳并界定载体车轮的轮轴轴杆。该第二内座圈附接到载体的轮式驾驶者平台上。该第一轴承壳体和该第二轴承壳体接合在一起并且彼此成角度地偏移。对于一些应用，该第一轴承组件包括一对纵向间隔开的滚针轴承，并且该第二轴承组件包括一对纵向间隔开的锥形轴承。

技术领域

本公开整体涉及马达辅助的、手动驱动的载体。更具体地，本公开的各个方面涉及用于直立式电动滑板车的推进辅助系统和动力系架构。

背景技术

传统上由载体的操作者提供动力的许多载体(无论是手驱动或脚驱动的设计)现在可最初配备有或改装成包括用于辅助推动载体的牵引马达。该牵引马达可采用内燃机(ICE)或电动马达的形式，通常以辅助或无辅助的能力推动载体，即，具有或不具有手动产生的动力。例如，直立式电动滑板车(俗称为“电动踢踏车”或“电滑板车”)配备有用于提供附加牵引扭矩的机载电动马达，该附加牵引扭矩辅助或“助推”驾驶者的脚产生的牵引力。牵引马达单独运行或与动力传动装置结合运行，以旋转电滑板车的从动构件，例如轮毂或轮轴轴杆。来自马达的输出扭矩可选择性地传送至从动构件，例如，当驾驶者沿着行进路线以显著坡度越过道路表面时。这样，相对于在没有电动辅助(电辅助)功能的标准滑板车上的感知作用力而驾驶电滑板车时，可以减少驾驶者推动载体所需的感知的手动作用力。

发明内容

本文公开了用于马达辅助的人力驱动载体的多轴枢转耦合器接头和传动系架构、使用方法和构造此类枢转耦合器接头的方法，以及智能电动滑板车，该智能电动滑板车具有使得多模式滑板车操作的多轴枢转耦接器接头。以举例的方式，提供有一种新颖智能电动滑板车架构，其采用电动牵引马达和机载牵引电池组用于运输用户和货物。使用中间安装的横向电机布局，电动牵引电机经由动力分动差速器连接到滑板车的两个地轮的轮轴轴杆上。放置于滑板车平台和手把中的力传感器用于调节马达输出。多轴枢转耦接器接头将轮式滑板车平台连接到滑板车的主底盘上。该枢转耦接器接头由与锥形轴承组件正交对齐并焊接到锥形轴承组件的滚柱轴承组件制成。滚柱轴承组件从中穿过容纳并与轮轴轴杆之一同轴旋转，而锥形轴承组件可旋转地安装在驾驶者平台上。一旦可操作地连接，枢转耦接器接头就使驾驶者平台能够围绕垂直(z)轴线(即“垂直轴”)旋转并且围绕横向(y)轴线(即，“节距”)独立地旋转。

对于至少一些所公开的概念的附加有益效果包括使驾驶者平台能够运载动态载荷而不会对载体底盘施加围绕轮轴轴杆的净力矩。此外，本发明所公开的枢转耦接器接头使得载体能够适应载体的前段和后段之间的质量分布的大差异，而没有任一区段将未分辨的力矩施加在另一区段上。另一个附带的有益效果可包括帮助解决在轮轴轴杆中心线处的驾驶者平台上的推力/拉力，使得在轮轴周围不施加净力矩。该接头还使得轮轴轴杆能够由单个马达通过使用差速器来驱动，而不是需要单独的驱动轮或恒定速度(CV)接合的半轴。本发明所公开的智能电动滑板车提供了这种形式的常规手推车和直立式踢踏滑板车的电动化替代形式，并且提供了多模式操作和急转弯角度实现有效操纵。本发明所公开的架构还可用作许多带电动移动性解决方案的基础平台，诸如电动踢踏滑板车、货车、婴儿车、轮椅、购物车、高尔夫球车等，除了提供跨平台的灵活性之外，这些电动滑板车架构易于按比例缩放以适应不同尺寸的有效载荷和不同的工作环境。