專利名稱：彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)及其自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)以及轉(zhuǎn)向裝置，尤其涉及ー種用于自平衡電動兩輪車轉(zhuǎn)向裝置的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)及其轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù)：
目前，自平衡電動兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置主要有兩種操作結(jié)構(gòu)，ー種是擺動式，另外ー種是轉(zhuǎn)動式。在擺動式的轉(zhuǎn)向裝置中，轉(zhuǎn)軸水平地設(shè)置在支撐平臺上，轉(zhuǎn)軸的一端與ー擺桿相連，操作者在轉(zhuǎn)向時操縱設(shè)置于擺桿上端的把手帶動擺桿從初始的中間位置向左或向右擺動，進(jìn)而帶動與該擺桿相連的水平轉(zhuǎn)軸由初始位置圍繞該水平轉(zhuǎn)軸的中軸線沿順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過檢測裝置檢測到該水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的大小，并將反映該轉(zhuǎn)動角度變化量的檢測信號發(fā)送至該自平衡兩輪車的控制系統(tǒng)，從而控制該車輛的轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)動式的轉(zhuǎn)向裝置中，轉(zhuǎn)軸豎立在支撐平臺上，操作者在轉(zhuǎn)向時通過手或腿的操作帶動設(shè)置于轉(zhuǎn)軸上端的把手向順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動與該把手相連的轉(zhuǎn)軸由初 始位置圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線沿順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過檢測裝置檢測到該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度的大小，并將反映該轉(zhuǎn)動角度變化量的檢測信號發(fā)送至該自平衡兩輪車的控制系統(tǒng)，從而控制該車輛的轉(zhuǎn)向。在上述的兩種轉(zhuǎn)向裝置中，都需要考慮在操作者撤銷施加給轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)動カ矩后、能夠使該轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)軸以及把手或擺桿自動回復(fù)到初始位置的復(fù)位問題。在現(xiàn)有的擺動式轉(zhuǎn)向裝置中，雖然設(shè)有彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，但存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不耐用的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種當(dāng)驅(qū)使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的カ矩消除后、能夠使轉(zhuǎn)軸復(fù)位到初始位置的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用。本發(fā)明所要解決的進(jìn)ー步的技術(shù)問題在于提供一種采用了上述彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置，在操作者撤銷施加給自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)動カ矩后，該自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置的把手或擺桿可自動復(fù)位到初始位置。本發(fā)明提供了ー種彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)架；其特點是，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)還包括彈性復(fù)位元件；轉(zhuǎn)軸的外周面上設(shè)有凹槽；彈性復(fù)位元件的一端固定在機(jī)架上，另ー端伸入凹槽內(nèi)；當(dāng)轉(zhuǎn)軸由ー初始位置轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的カ矩消除后，該彈性復(fù)位元件產(chǎn)生的彈性復(fù)位力會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到所述的初始位置。上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，所述的彈性復(fù)位元件為可彈性彎曲變形的板或棒，所述的板或棒由金屬、塑料或者橡膠制成。上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，彈性復(fù)位元件為鋼板彈簧，鋼板彈簧包括疊放的多塊鋼片，該多塊鋼片包括一主鋼片和相互對稱地分別設(shè)置于該主鋼片兩側(cè)的多塊副鋼片；主鋼片和副鋼片的一端固定在機(jī)架上，主鋼片的另一端伸入轉(zhuǎn)軸的凹槽內(nèi)。
上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，機(jī)架包括機(jī)架本體和設(shè)置在機(jī)架本體上的一對凸耳；彈性復(fù)位元件的一端嵌設(shè)在該ー對凸耳之間，并通過螺紋緊固件與該ー對凸耳相連。上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，轉(zhuǎn)軸水平地安裝于機(jī)架上。上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，機(jī)架包括機(jī)架本體和設(shè)置在機(jī)架本體上的軸承座，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承，該軸承安裝在軸承座上。上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其中，在機(jī)架本體上設(shè)有ー對軸承座，在轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有ー對軸承，該ー對軸承分別安裝在該ー對軸承座上。本發(fā)明還提供了ー種自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置包括把手和彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)；其中，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、機(jī)架和彈性復(fù)位元件；轉(zhuǎn)軸的外周面上設(shè)有凹槽；彈性復(fù)位元件的一端固定在機(jī)架上，另一端伸入凹槽內(nèi)；當(dāng)轉(zhuǎn)軸由ー初始位置轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的カ矩消除后，該彈性復(fù)位元件產(chǎn)生的彈性復(fù)位カ會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到所述的初始位置；其中，轉(zhuǎn)軸豎立在自平衡兩輪車的支撐平 臺上，把手與轉(zhuǎn)軸的上端連接，并可帶動轉(zhuǎn)軸圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線轉(zhuǎn)動；該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的機(jī)架為該自平衡兩輪車的車架，所述的車架設(shè)置在支撐平臺上。本發(fā)明還提供了ー種自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置，該轉(zhuǎn)向裝置包括擺桿和彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)；其中，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸、機(jī)架和彈性復(fù)位元件；轉(zhuǎn)軸的外周面上設(shè)有凹槽；彈性復(fù)位元件的一端固定在機(jī)架上，另一端伸入凹槽內(nèi)；當(dāng)轉(zhuǎn)軸由ー初始位置轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的カ矩消除后，該彈性復(fù)位元件產(chǎn)生的弾性復(fù)位カ會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到所述的初始位置；其中，擺桿與轉(zhuǎn)軸的一端連接，并可帶動轉(zhuǎn)軸圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線轉(zhuǎn)動；該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的機(jī)架為該自平衡兩輪車的支撐平臺，轉(zhuǎn)軸水平地安裝于支撐平臺上。上述的自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置，其中，支撐平臺包括支撐平臺本體和設(shè)置在支撐平臺本體上的軸承座，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承，該軸承安裝在軸承座上。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、本發(fā)明的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)主要通過ー彈性復(fù)位元件提供的彈性變形力實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的復(fù)位。當(dāng)轉(zhuǎn)軸由初始位置向順時針方向及逆時針方向轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件向ー側(cè)彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的カ矩消除后，該彈性復(fù)位元件所產(chǎn)生的彈性復(fù)位力會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到初始位置。該彈性復(fù)位元件可拆卸地固定在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)簡単，并且容易制造及安裝；
2、本發(fā)明采用鋼板彈簧作為彈性復(fù)位元件，更加堅固耐用，并且復(fù)位控制精度高。


圖I是采用本發(fā)明的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的自平衡兩輪車一個實施例的總體示意圖。圖2是圖I的局部放大示意圖，示出了本發(fā)明彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的ー個實施例。圖3是圖2的A-A方向剖面示意圖。圖4是本發(fā)明彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的另一個實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的A-A方向剖面示意圖，其中，擺桿處于初始位置。圖6是圖4的A-A方向剖面示意圖，其中，擺桿處于擺動位置。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作出進(jìn)ー步說明。圖I示出了ー種采用轉(zhuǎn)動式轉(zhuǎn)向裝置的自平衡兩輪車100的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的P部分的局部放大示意圖。圖3是圖2的A-A方向剖面示意圖。參考圖I至圖3。根據(jù)本發(fā)明一實施例的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸I、機(jī)架2和彈性復(fù)位元件3。轉(zhuǎn)軸I豎立在該自平衡兩輪車100的支撐平臺110上，轉(zhuǎn)軸I的上端與自平衡兩輪車的把手120相連，并可在把手120的帶動下圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線10轉(zhuǎn)動。在本實施例中，機(jī)架2為自平衡兩輪車的車架，車架設(shè)置在支撐平臺110上。轉(zhuǎn)軸I可以是ー實心軸或一管狀體。轉(zhuǎn)軸I的外周面上設(shè)有凹槽11。彈性復(fù)位元件3的一端固定在機(jī)架2上，另一端伸入凹槽11內(nèi)。伸入凹槽11內(nèi)的彈性復(fù)位元件3的另一端可以與凹槽壁連接或者不連。
彈性復(fù)位元件可采用可彈性彎曲變形的板或棒，板或棒由金屬、塑料、橡膠等材料制成。在一具體實施方式
中，彈性復(fù)位元件3可采用鋼板彈簧。該鋼板彈簧包括疊放的多塊鋼片，該多塊鋼片包括一主鋼片31和相互對稱地分別設(shè)置于該主鋼片31兩側(cè)的多塊副鋼片32 ;主鋼片31和副鋼片32的一端固定在機(jī)架2上，主鋼片31的另一端伸入轉(zhuǎn)軸的凹槽11內(nèi)。機(jī)架2包括機(jī)架本體21、設(shè)置在機(jī)架本體21上的一對凸耳22以及設(shè)置在機(jī)架本體上的一對軸承座23。鋼板彈簧3的一端嵌設(shè)在該一對凸耳22之間，并通過螺紋緊固件與該ー對凸耳22相連。該螺紋緊固件可采用螺栓41，在鋼板彈簧以及一對凸耳22上均設(shè)有通孔，螺栓41穿過鋼板彈簧以及一對凸耳上的通孔，與螺母42連接，使鋼板彈簧與機(jī)架2之間實現(xiàn)了可拆卸式連接。轉(zhuǎn)軸I上套設(shè)有一對軸承(圖中未示出)，該ー對軸承分別安裝在一對軸承座23上。在另ー實施方式中，該鋼板彈簧也可僅由ー塊彈性鋼片組成。當(dāng)操作者要操作自平衡電動兩輪車向ー側(cè)方向轉(zhuǎn)彎時，可將把手120向該側(cè)方向轉(zhuǎn)動，從而對與把手120相連的轉(zhuǎn)軸I施加ー轉(zhuǎn)動カ矩，轉(zhuǎn)軸I可從ー初始位置向順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動，一端伸入凹槽內(nèi)的彈性復(fù)位元件3因轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動且另一端被固定而朝ー側(cè)方向發(fā)生彎曲變形。當(dāng)操作者松開把手120、驅(qū)使轉(zhuǎn)軸I轉(zhuǎn)動的力矩消除后，轉(zhuǎn)軸I在彈性復(fù)位元件3的彈性復(fù)位力的作用下可以復(fù)位到原來的初始位置，并同時帶動把手120回轉(zhuǎn)至初始位置，同時彎曲的彈性復(fù)位元件也恢復(fù)原狀。圖4至圖6示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的應(yīng)用于擺動式轉(zhuǎn)向裝置的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)本發(fā)明另ー實施例的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)軸la、機(jī)架2a和彈性復(fù)位元件3a。在該實施例中，機(jī)架2a為自平衡兩輪車的支撐平臺。轉(zhuǎn)軸Ia水平地安裝于機(jī)架2a上，轉(zhuǎn)軸的一端與擺動式轉(zhuǎn)向裝置的擺桿5固定連接，并可在擺桿5的帶動下圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線IOa轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸Ia的外周面上設(shè)有凹槽11a。彈性復(fù)位元件3a的一端固定在機(jī)架2上，另一端伸入凹槽Ila內(nèi)。彈性復(fù)位元件3a可采用鋼板彈簧。鋼板彈簧包括疊放的多塊鋼片，該多塊鋼片包括一主鋼片31a和相互對稱地分別設(shè)置于該主鋼片31a兩側(cè)的多塊副鋼片32a ;主鋼片31a和副鋼片32a的一端固定在機(jī)架2a上，主鋼片31a的另一端伸入轉(zhuǎn)軸的凹槽Ila內(nèi)。機(jī)架2a包括機(jī)架本體21a、設(shè)置在機(jī)架本體21a上的一對凸耳22a以及設(shè)置在機(jī)架本體上的一對軸承座23a。鋼板彈簧3a的一端嵌設(shè)在該一對凸耳22a之間，并通過螺紋緊固件與該ー對凸耳22a相連。該螺紋緊固件可采用螺栓41a，在鋼板彈簧以及一對凸耳22a上均設(shè)有通孔，螺栓41a穿過鋼板彈簧以及一對凸耳上的通孔，與螺母42a連接，使鋼板彈簧與機(jī)架2a之間實現(xiàn)了可拆卸式連接。轉(zhuǎn)軸Ia上套設(shè)有一對軸承(圖中未示出)，該ー對軸承分別安裝在一對軸承座23a上。當(dāng)操作者要操作自平衡兩輪車向ー側(cè)方向轉(zhuǎn)彎時，可將擺桿5向該側(cè)方向擺動，從而對與擺桿5相連的轉(zhuǎn)軸Ia施加一轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)軸Ia從初始位置向順時針方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動，一端伸入凹槽內(nèi)的彈性復(fù)位元件3a因轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動且另一端被固定而朝ー側(cè)方向發(fā)生彎曲變形。當(dāng)操作者松開擺桿5、驅(qū)使轉(zhuǎn)軸Ia轉(zhuǎn)動的力矩消除后，轉(zhuǎn)軸Ia在彈性復(fù)位元件3a的彈性復(fù)位力的作用下可以復(fù)位到原來的初始位置，并同時帶動擺桿5回至初始 的中間位置，同時彎曲的彈性復(fù)位元件也恢復(fù)原狀。
權(quán)利要求
1.ー種彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸和機(jī)架；其特征在于，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)還包括彈性復(fù)位元件；所述轉(zhuǎn)軸的外周面上設(shè)有凹槽；所述彈性復(fù)位元件的一端固定在所述的機(jī)架上，另一端伸入所述的凹槽內(nèi)； 當(dāng)轉(zhuǎn)軸由ー初始位置轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的力矩消除后，該彈性復(fù)位元件產(chǎn)生的彈性復(fù)位力會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到所述的初始位置。
2.如權(quán)利要求I所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的彈性復(fù)位元件為可彈性彎曲變形的板或棒，所述的板或棒由金屬、塑料或者橡膠制成。
3.如權(quán)利要求I所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的彈性復(fù)位元件為鋼板彈簧，所述的鋼板彈簧包括疊放的多塊鋼片，該多塊鋼片包括一主鋼片和相互對稱地分別設(shè)置于該主鋼片兩側(cè)的多塊副鋼片；所述主鋼片和所述副鋼片的一端固定在所述的機(jī)架上，所述主鋼片的另一端伸入轉(zhuǎn)軸的凹槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求I或2或3所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的機(jī)架包括機(jī)架本體和設(shè)置在機(jī)架本體上的ー對凸耳；所述彈性復(fù)位元件的一端嵌設(shè)在該ー對凸耳之間，并通過螺紋緊固件與該ー對凸耳相連。
5.如權(quán)利要求I所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)軸水平地安裝于所述的機(jī)架上。
6.如權(quán)利要求I或5所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的機(jī)架包括機(jī)架本體和設(shè)置在機(jī)架本體上的軸承座，所述的轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承，該軸承安裝在所述的軸承座上。
7.如權(quán)利要求6所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述機(jī)架本體上設(shè)有ー對軸承座，在所述轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有ー對軸承，該ー對軸承分別安裝在該ー對軸承座上。
8.ー種自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置，其特征在干，該轉(zhuǎn)向裝置包括把手和如權(quán)利要求I至4中任何一項所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)； 其中，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸豎立在自平衡兩輪車的支撐平臺上，所述的把手與轉(zhuǎn)軸的上端連接，并可帶動所述轉(zhuǎn)軸圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線轉(zhuǎn)動；該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的機(jī)架為該自平衡兩輪車的車架，所述的車架設(shè)置在所述的支撐平臺上。
9.ー種自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)向裝置包括擺桿和如權(quán)利要求I至4中任何一項所述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)； 其中，所述的擺桿與所述彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸的一端連接，并可帶動所述轉(zhuǎn)軸圍繞該轉(zhuǎn)軸的中軸線轉(zhuǎn)動；該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的機(jī)架為該自平衡兩輪車的支撐平臺，所述的轉(zhuǎn)軸水平地安裝于所述的支撐平臺上。
10.如權(quán)利要求9所述的自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述的支撐平臺包括支撐平臺本體和設(shè)置在支撐平臺本體上的軸承座，所述的轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有軸承，該軸承安裝在所述的軸承座上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸、機(jī)架和彈性復(fù)位元件；轉(zhuǎn)軸的外周面上設(shè)有凹槽；彈性復(fù)位元件的一端固定在機(jī)架上，另一端伸入凹槽內(nèi)；當(dāng)轉(zhuǎn)軸由一初始位置轉(zhuǎn)動時，會帶動該彈性復(fù)位元件彎曲變形；當(dāng)驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的力矩消除后，該彈性復(fù)位元件產(chǎn)生的彈性復(fù)位力會帶動該轉(zhuǎn)軸復(fù)位到所述的初始位置。本發(fā)明還公開了采用上述的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)的自平衡兩輪車轉(zhuǎn)向裝置。本發(fā)明的彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)在操作者撤銷施加給自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)動力矩后，能夠使自平衡兩輪車的轉(zhuǎn)向裝置自動復(fù)位到初始位置，該彈性復(fù)位機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用。
文檔編號B62K3/00GK102826148SQ20121036693
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者吳家宸, 陳養(yǎng)彬 申請人:上海新世紀(jì)機(jī)器人有限公司