專利名稱：陸地風(fēng)火輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕便小巧，前后軸距為零的機(jī)動交通工具，由于人們在立乘本車時(shí)酷似哪吒腳踏風(fēng)火輪時(shí)的狀態(tài)，故命名為陸地風(fēng)火輪。
現(xiàn)有的可代步機(jī)動交通工具，最小的莫過于只有前后兩個(gè)輪子的摩托車和電動助力車了，但是隨著世界人口的增長，人均空間越來越小，我們?nèi)愿械竭@些車輛在存放使用和攜帶時(shí)都還遠(yuǎn)不夠小巧便利。因?yàn)檫@些機(jī)動交通工具的寬度雖不大，但車身長度卻不小，究其原因是因?yàn)榍昂髢奢喌能囕v在行進(jìn)時(shí)車輪旋轉(zhuǎn)的慣力(陀螺效應(yīng))以及車身和乘員的進(jìn)動慣力能保持車體橫向的平衡(這也是“單車”得以發(fā)明應(yīng)用的原因)，但是他們卻無法控制運(yùn)動方向上的平衡，所以必須制成前后兩輪，這樣才不致因整體重心向前或向后脫離支撐面而傾覆，其實(shí)，對于“單車”(包括摩托車及電動助力車)這里所說的支撐面只是一條線，是一條等于前后軸距的“線段”，這條“線段”的長短對于“單車”的平衡無疑是至關(guān)重要的，所以“單車”的發(fā)明者雖然將交通工具的左右輪距縮小為零，但對于前后的軸距，卻不敢越雷池半步。
本發(fā)明的目的，就是將機(jī)動交通工具的前后軸距縮小為零，為人們提供一種更加輕巧便利的代步工具。
本發(fā)明是一種前后軸距為零、通過光電平衡控制系統(tǒng)維持運(yùn)動方向上的平衡的微型電動車，它體積小巧(長25cm、寬30cm、高22cm)，能輕松放入手提箱內(nèi)，可駕乘一人，駕乘者可立式或坐式駕乘。立式駕乘如同哪吒腳踏風(fēng)火輪一般飛馳，欲坐乘，可將能升降的折疊座椅升起鎖定，打開腳踏并鎖定，將遙控手柄安裝在可伸縮的操縱桿上，并將操縱桿下端插入車身預(yù)設(shè)的插孔內(nèi)，調(diào)整角度和高度并鎖定，既可操控車體，又可當(dāng)作扶手，坐乘本車就象坐在一個(gè)小型輪椅上一樣舒適，真正體會車輛駕駛員“坐著走路”的快感。如果此車電能耗盡，它還可以當(dāng)作一輛小巧的手推車使用，方便輕松地載運(yùn)貨物或行李，如果擔(dān)心所載物品滑落，可將折疊座椅的椅背扳起調(diào)整適當(dāng)角度鎖定，權(quán)當(dāng)擋板。
本發(fā)明的關(guān)鍵是光電平衡控制系統(tǒng)，它由電源、激光重力擺(簡稱光擺)、控制電路和驅(qū)動器四部分組成。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明。


圖1、是光電平衡自動控制系統(tǒng)電路2、是光電平衡自動控制系統(tǒng)工作原理示意3、是雙驅(qū)整車縱軸剖視4、是雙驅(qū)整車俯視5、是雙驅(qū)整車側(cè)視圖(也是立式遙控行駛狀態(tài)側(cè)視圖)圖6、是雙驅(qū)整車方向控制電路7、是雙驅(qū)整車坐式行駛狀態(tài)側(cè)視圖參照圖1、圖2，(1)是能以(3)為軸左右擺動的扇形重力擺，在(1)的重心點(diǎn)和軸點(diǎn)(3)所確定的直線上的光源倉(2)內(nèi)縱軸排列兩個(gè)激光發(fā)生器X和Y，它們所發(fā)出的光束能始終平行指向重力方向[激光器的電源由(3)處的針軸導(dǎo)入]，而當(dāng)車體前傾或后傾時(shí)，光擺會相對于車體前后擺動(設(shè)圖2的右側(cè)是前方，左側(cè)是后方)，光束指向自控電路板(4)的不同區(qū)域，在弧形電路板的9個(gè)區(qū)域中，中心為平衡區(qū)，左右各排列4個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)域排列兩個(gè)光電二極管(實(shí)際上是光電開關(guān))，它們分別控制與驅(qū)動器M(如圖1)串聯(lián)的8條回路。當(dāng)車體前傾時(shí)，光束指向HO區(qū)，這時(shí)H和O兩個(gè)光電二極管受激光照射，H-M-O回路導(dǎo)通，驅(qū)動器M得到正向電流順時(shí)針向前轉(zhuǎn)動，使車體重心移回支撐點(diǎn)上方實(shí)現(xiàn)車體平衡，如果前傾過大，光束指向GN區(qū)，光電二極管G和N所控回路G-M-N導(dǎo)通，驅(qū)動器順時(shí)針轉(zhuǎn)速加快(因H-M-O回路串聯(lián)4個(gè)電阻、G-M-N回路串聯(lián)2個(gè)電阻、F-M-L回路串聯(lián)1個(gè)電阻、而E-M-J回路無附加電阻，由于整個(gè)自控電路各個(gè)附加電阻的阻值都相同，導(dǎo)致H-M-O、G-M-N、F-M-L、E-M-J各回路賦予驅(qū)動器M的電流呈由左向右遞增狀態(tài))，使車體重心重回支撐點(diǎn)上方，達(dá)到車體平衡，車體前傾角越大，驅(qū)動器前轉(zhuǎn)速度就越大，反之亦然，當(dāng)車體后傾時(shí)，激光器X和Y所發(fā)光束向左指向DT區(qū)，D-M-T回路導(dǎo)通，賦予驅(qū)動器M反向電流，M逆時(shí)針向后轉(zhuǎn)動，使重心重回平衡點(diǎn)上方，達(dá)到車體平衡。如果后傾角過大，光束會指向CS區(qū)、BQ區(qū)、AP區(qū)，而驅(qū)動器M逆時(shí)針轉(zhuǎn)速會隨傾角加大而遞增(D-M-T回路串聯(lián)4個(gè)電阻、C-M-S串聯(lián)2個(gè)電阻、B-M-Q回路串聯(lián)1個(gè)電阻、A-M-P回路無附加電阻)，最終使車體達(dá)到動態(tài)平衡。
前后軸距為零的電動車可制成單驅(qū)(只有一個(gè)車輪---也就是驅(qū)動器，而這種車輪是電動機(jī)和車輪結(jié)合而成的電動車輪)和雙驅(qū)兩種，單驅(qū)車操縱較簡單，只要破壞車體運(yùn)動方向上的平衡就能前進(jìn)或后退[破壞平衡可以通過移動重心法---即身體前傾或后傾，也可以通過前后移動弧形電路板(4)的方法]，而左右方向控制則只需傾斜和扭轉(zhuǎn)身體就能達(dá)到目的。所以，下面只需重點(diǎn)介紹雙驅(qū)車。
參照圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，本車的雙驅(qū)M1和M2都是由定子線圈(12)、管狀(可將電源線由管內(nèi)導(dǎo)出)定子中軸(13)[它固定在車身(5)上]、內(nèi)壁嵌有轉(zhuǎn)子磁體的外殼(外殼和輪輞為一體)(14)和輪胎(15)構(gòu)成，M1和M2并聯(lián)后取代M在圖1中的位置，并在各自的電路中分別串聯(lián)一個(gè)可變電阻R1和R2(此電阻可調(diào)節(jié)為0)用以調(diào)整車體方向(設(shè)左驅(qū)為M1，右驅(qū)為M2)，正常運(yùn)行時(shí)R1和R2處于零阻值狀態(tài)，當(dāng)欲左轉(zhuǎn)時(shí)，通過遙控手柄(23)增大R1阻值，左驅(qū)轉(zhuǎn)速減慢，車體左傳，轉(zhuǎn)向角度達(dá)到后松開按鈕，滑動變阻器R1自動彈回零阻值位；欲右轉(zhuǎn)則增大R2阻值，M2減速，車體右轉(zhuǎn)，如此變達(dá)到了方向控制的目的。
這種雙驅(qū)車結(jié)構(gòu)十分簡單，除了自動控制倉(7)(光擺和自動控制電路板專用密封倉)和左右兩個(gè)驅(qū)動器及電池倉(在車身內(nèi)占大部分空間)(6)以外，還有一個(gè)可升降的折疊座椅(11)，它在四邊形伸縮機(jī)構(gòu)(10)的支撐下能自由升降并鎖定，它還有一個(gè)可透過調(diào)整旋鈕(21)任意調(diào)節(jié)鎖定角度的椅背(9)，本車還設(shè)有一個(gè)可通過旋鈕(19)調(diào)整鎖定角度的滾動腳踏(18)(必要時(shí)將它打開180度并鎖定，可以充當(dāng)兩個(gè)輔輪)。另外，本車還備有兩個(gè)附件，遙控手柄(23)和操縱桿(其實(shí)只是一根可伸縮的鋁合金管)(22)，這個(gè)操縱桿可任意插裝在本車設(shè)置的兩個(gè)固定插孔(17)和三個(gè)可通過插孔角度調(diào)整鎖定旋鈕(20)調(diào)節(jié)角度的變角插孔(16)內(nèi)，遙控手柄安裝在操縱桿上便組成了一個(gè)手杖式操控桿，將它插入插孔后，駕乘者恰似手扶拐杖一樣；將手杖插入前方中心變角插孔，調(diào)整角度，此車便成了的道的小型手推車。
不論是單驅(qū)(只有一個(gè)驅(qū)動器)或雙驅(qū)車，它們在減速過程中驅(qū)動器在慣性推動下會產(chǎn)生反向電流，并沿原電路反饋充入電源蓄電池。
總之，軸距為零的電動車的推廣和使用必將大大方便人們的生活。
權(quán)利要求
1.一種前后軸距為零，依靠電子系統(tǒng)自動控制平衡的電動車，其特征是前后軸距為零，車身短，依靠電子平衡自動控制系統(tǒng)控制車體行進(jìn)方向上的平衡，使車體不致因前后軸距為零而向前或向后傾倒，這種車在減速時(shí)能將車輛的動能轉(zhuǎn)化成電能，并通過原電路反饋，充入蓄電池。
2.一個(gè)光電平衡自動控制系統(tǒng)，它由光擺(1)和控制電路板以及電源和驅(qū)動器四部分組成，它通過帶有激光器的光擺發(fā)出的光束在機(jī)械失衡狀態(tài)下照射平衡控制電路中不同的光電二極管來控制電路中的電流變化，變化的電流控制驅(qū)動器對機(jī)械的平衡狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以達(dá)到平衡狀態(tài)，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是無機(jī)械觸點(diǎn)，完全由光電控制，體積小，靈敏度高，不發(fā)生觸點(diǎn)氧化。
3.一個(gè)平衡自動控制電路，其特征是共有8條光控回路A-M-P、B-M-Q、C-M-S、D-M-T、E-M-J、F-M-L、G-M-N、H-M-O，每條回路都與驅(qū)動器M串聯(lián)，并在M兩端分別串聯(lián)一個(gè)光電二極管，只有在這兩個(gè)二極管同時(shí)受光時(shí)回路才能導(dǎo)通，驅(qū)動器M才能開始工作，其中前四條(A、B、C、D)回路和后四條回路(E、F、G、H)在受光導(dǎo)通時(shí)供給驅(qū)動器M的電流方向相反；電路中所串聯(lián)的各個(gè)電阻(B-M-Q串聯(lián)1個(gè)、C-M-S串聯(lián)2個(gè)、D-M-T串聯(lián)4個(gè)、F-M-L串聯(lián)1個(gè)、G-M-N串聯(lián)2個(gè)、H-M-O串聯(lián)4個(gè))的阻值都相同，電路中每個(gè)光電二極管都具有相同的性能指標(biāo)和系數(shù)；所有回路在無光照狀態(tài)下處關(guān)斷狀態(tài)。
4.一個(gè)光擺，它是在重力垂擺上加裝光源(最好使用方向性好的微型激光發(fā)生器)制成，其上的光束在垂擺因機(jī)械重力失衡而相對擺動的過程中分別照射不同的光電元件，以控制電路中的電流變化，其特征是在重力擺上加裝光源使擺體不與電路接觸即能控制其導(dǎo)通和關(guān)斷，無摩擦阻力，靈敏度高，不必設(shè)置機(jī)械觸點(diǎn)，因而保證自控系統(tǒng)不致因觸點(diǎn)氧化而失靈，從而延長自控系統(tǒng)的使用壽命。
5.一種新型電動車輪，它是由一個(gè)以固定在中心軸上的線圈為定子，而以內(nèi)壁嵌有永久磁體的外殼為轉(zhuǎn)子(無需電刷)的電動機(jī)加裝輪輞和輪胎制成，其特征是消滅了機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，大限度的減少了摩擦造成的能量損失，此車輪可直接由電子系統(tǒng)控制，在減速過程中這種電動車輪可變成直流發(fā)電機(jī)，將電流沿原電路反饋充入蓄電池，這種電動車輪的電線直接由定子的管狀中軸導(dǎo)出，無電刷的摩擦，能延長使用壽命。
全文摘要
本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)小巧，前后軸距為零的電動交通工具。它通過一種光電平衡自動控制系統(tǒng)，控制車體在運(yùn)動方向上的平衡；由一種由電動機(jī)和車輪結(jié)合而成的電動車輪驅(qū)動，既能站立駕乘，也能坐乘。
文檔編號B62K11/00GK1421350SQ0114009
公開日2003年6月4日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者王吉生 申請人:王吉生