一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法

文档序号:42651 发布日期:2021-09-28 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法 (Electric power-assisted wheel capable of being automatically retracted and released and control method thereof ) 是由 揭业冰 钟俊光 于 2021-06-18 设计创作,主要内容包括:本发明提出一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法,所述控制方法中,电动助力轮经弹性的减震机构、升降机构与外部车辆底部相连;所述电动助力轮可由升降机构移至地面,以向外部车辆提供额外的移动动力;所述升降机构由电机驱动,当电动助力轮下降至地面后,电动助力轮以其下降行程调整对车辆的支撑力,支撑力的增大使电机的电机阻力加大,当减速电机因电机阻力加大而使其电流上升至阈值时,电机的控制器判定电动助力轮的支撑力满足外部车辆需要,电机停机,升降机构停止移动电动助力轮;本发明能为多轮的人力车辆提供助力,而且能对电动助力轮的支撑力进行控制,使电动助力轮能与车辆的原有行驶轮协同工作。(The invention provides an electric power-assisted wheel capable of being automatically retracted and released and a control method thereof, wherein in the control method, the electric power-assisted wheel is connected with the bottom of an external vehicle through an elastic damping mechanism and a lifting mechanism; the electric power-assisted wheels can be moved to the ground by the lifting mechanism so as to provide additional moving power for the external vehicle; the lifting mechanism is driven by a motor, after the electric power-assisted wheel descends to the ground, the electric power-assisted wheel adjusts the supporting force to the vehicle by the descending stroke of the electric power-assisted wheel, the resistance of the motor is increased by the increase of the supporting force, when the current of the speed reducing motor is increased to a threshold value due to the increase of the resistance of the motor, a controller of the motor judges that the supporting force of the electric power-assisted wheel meets the requirement of an external vehicle, the motor is stopped, and the lifting mechanism stops moving the electric power-assisted wheel; the invention can provide power assistance for a multi-wheel manpower vehicle, and can control the supporting force of the electric power-assisted wheel, so that the electric power-assisted wheel can work with the original driving wheel of the vehicle in a cooperative way.)

一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法

技术领域

本发明涉及驱动轮

技术领域

,尤其是一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法。

背景技术

目前,普通轮子常用于推车、叉车、病床、餐车等,使用时全靠人力驱动,操控不方便,使用者劳动强度大。

由于这些人力车辆均设有多个支撑轮,如果要为其增设助力装置,就需要考虑新设助力装置如何与原有的车辆支撑结构匹配,以避免过大的支撑力使原来的车轮离地,或是过小的支撑力无法达到助力效果。

发明内容

本发明提出一种能自动收放的电动助力轮及其控制方法,能为多轮的人力车辆提供助力,而且能对电动助力轮的支撑力进行控制,使电动助力轮能与车辆的原有行驶轮协同工作。

本发明采用以下技术方案。

一种能自动收放的电动助力轮的控制方法,所述控制方法中,电动助力轮经弹性的减震机构、升降机构与外部车辆底部相连;所述电动助力轮可由升降机构移至地面,以向外部车辆提供额外的移动动力;所述升降机构由电机驱动,当电动助力轮下降至地面后,电动助力轮以其下降行程调整对车辆的支撑力,支撑力的增大使电机的电机阻力加大,当减速电机因电机阻力加大而使其电流上升至阈值时,电机的控制器判定电动助力轮的支撑力满足外部车辆需要,电机停机,升降机构停止移动电动助力轮。

所述电动助力轮以其自带的轮毂电机驱动对外部车辆提供行驶助力;电动助力轮经减震机构与升降机构的滑动架组件相连;所述升降机构固定于外部车辆底部处,其电机经竖向的丝杆螺母机构驱动滑动架组件移动,带动电动助力轮升降并调整电动助力轮对外部车辆的支撑力,当电动助力轮的支撑力增大至使减速电机的电流达到阈值时,升降机构的控制器使减速电机停机。

所述升降机构的电机为减速电机,当电动助力轮的支撑力增大至阈值,减速电机停机时,所述丝杆螺母机构处于自锁状态以锁定滑动架组件的位置;

所述升降机构固定于外部车辆底部的外框架组件处;所述减速电机以电机固定板与外框架组件相连;所述电机助力轮固定于减震机构的联接底架末端处;所述联接底架以始端处带轴套的联接轴与外框架组件的旋转架铰接,使联接底架能在旋转架的两侧壁之间旋转;所述旋转架内设有穿置于轴套处的减震扭簧;所述减震扭簧一臂固定于旋转架处,另一臂顶置于联接底架底板上;

所述丝杆螺母机构的丝杆与减速电机的主轴相连,丝杆螺母机构的滑动螺母与滑动架组件相连以驱动其竖向移动,滑动架组件以连杆与旋转架相连,滑动架组件升降移动时推动旋转架旋转。

所述旋转架两侧板处设有弧形的减震限位槽;所述减震限位槽弧形的圆心位于轴套轴心处;所述联接底架的两侧处固定有限位销;所述限位销的一端穿置于旋转架的减震限位槽内;所述旋转架旋转时推动联接底架竖向摆动;

所述外框架组件的上部设有原点限位行程开关,当旋转架的顶面上旋至触发原点限位行程开关时,升降机构的控制器使减速电机停机。

所述减速电机由电池供电,所述控制器内的单片机经线缆与有线操控器相连以接收操控指令;所述有线操控器包括用于向单片机发送启动指令的启动按键,还包括用于向单片机发送收纳指令的收纳按键。

当单片机收到有线操控器的启动指令,且判定其有效后,向减速电机发送正转指令,减速电机通过丝杆螺母机构驱动滑动架组件下移,推动旋转架、联接底架向下摆动以使电动助力轮触碰地面并以推力形成对外部车辆的支撑力,当支撑力上升时,减速电机的负载和电流也随之上升,当电流上升至阈值时,单片机向减速电机发送停机指令,使电动助力轮的支撑力停止上升。

当单片机收到有线操控器的收纳指令,且判定其有效后,向减速电机发送反转指令,减速电机通过丝杆螺母机构驱动滑动架组件上移,拉动旋转架、联接底架向上摆动以使电动助力轮上移,当旋转架的顶面上摆至触发外框架组件处的原点限位行程开关时,单片机向减速电机发送停机指令,使电动助力轮停留于外框架处的收纳位处。

所述外部车辆包括推车、叉车、病床或餐车;所述有线操控器包括对轮毂电机进行控制的定速巡航键、前进键、后退键、急停键,还包括警示指示元件、状态指示元件、电量指示元件。

所述启动按键和收纳按键在有线操控器处合并设为开关键;所述开关键、定速巡航键、前进键、后退键、急停键的在有线操控器处分布于人手抓住有线操控器时大拇指可轻松触及的近似圆的区域内。

所述有线操控器以弹性卡钩挂置于外部车辆处;弹性卡钩入口设有导入结构,导入结构的最窄点后方的区域变宽形成悬挂连接区;所述悬挂连接区为斜边圆弧边与侧支臂相连形成的弹性卡钩;所述弹性卡钩的各边过渡处呈圆滑过渡形状。

本发明能为多轮的人力车辆提供电动助力,而且电动助力轮在不使用可自动收纳,因此不影响人力车辆底盘的通过性。

本发明的电动助力轮在使用时,在展开过程能按电机控制器的阈值设置,自动调节其对车辆的支撑力,从而能使电动助力轮的展开状态能与人力车辆的其它支撑轮匹配,提升其助力效率。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明进一步详细的说明:

附图1是本发明的电动助力轮在外部车辆底部处于展开状态时的示意图;

附图2是电动助力轮、减震机构和升降机构的示意图;

附图3是旋转架与联接底架的示意图;

附图4是升降机构的剖切示意图;

附图5是升降机构另一方向上的示意图;

附图6是旋转架与联接底架的连接示意图;

附图7是有线操控器的按键分布示意图(有线操控器的手持状态下);

附图8是有线操控器的弹性挂钩的示意图;

附图9是本发明的示意图;

图中:1-轮毂电机;2-减震机构;3-升降机构;4-外框架组件;5-联接轴;6-减震限位槽;7-连杆;8-滑动架组件;9-原点限位行程开关;10-控制器;

11-联接底架;12-旋转架;13-减震扭簧;14-轴套;15-丝杆螺母机构;16-限位销;17-弹性挂钩;

21-电机固定板;22-减速电机;

51-警示指示元件;52-状态指示元件;53-开关键;54-定速巡航键;55-前进键;56-后退键;57-急停键;58-电量指示元件;59-人手;

100-电动助力轮;200-有线操控器。

具体实施方式

如图所示,一种能自动收放的电动助力轮的控制方法,所述控制方法中,电动助力轮经弹性的减震机构2、升降机构3与外部车辆底部相连;所述电动助力轮可由升降机构移至地面,以向外部车辆提供额外的移动动力;所述升降机构由电机驱动,当电动助力轮下降至地面后,电动助力轮以其下降行程调整对车辆的支撑力,支撑力的增大使电机的电机阻力加大,当减速电机因电机阻力加大而使其电流上升至阈值时,电机的控制器判定电动助力轮的支撑力满足外部车辆需要,电机停机,升降机构停止移动电动助力轮。

所述电动助力轮100以其自带的轮毂电机1驱动对外部车辆提供行驶助力;电动助力轮经减震机构与升降机构的滑动架组件相连;所述升降机构固定于外部车辆底部处,其电机经竖向的丝杆螺母机构15驱动滑动架组件移动,带动电动助力轮升降并调整电动助力轮对外部车辆的支撑力,当电动助力轮的支撑力增大至使减速电机的电流达到阈值时,升降机构的控制器使减速电机停机。

所述升降机构的电机为减速电机22,当电动助力轮的支撑力增大至阈值,减速电机停机时,所述丝杆螺母机构处于自锁状态以锁定滑动架组件的位置;

所述升降机构固定于外部车辆底部的外框架组件4处;所述减速电机以电机固定板21与外框架组件相连;所述电机助力轮固定于减震机构的联接底架11末端处;所述联接底架以始端处带轴套14的联接轴5与外框架组件的旋转架12铰接,使联接底架能在旋转架的两侧壁之间旋转;所述旋转架内设有穿置于轴套处的减震扭簧13;所述减震扭簧一臂固定于旋转架处,另一臂顶置于联接底架底板上;

所述丝杆螺母机构的丝杆与减速电机的主轴相连,丝杆螺母机构的滑动螺母与滑动架组件相连以驱动其竖向移动,滑动架组件8以连杆7与旋转架相连,滑动架组件升降移动时推动旋转架旋转。

所述旋转架两侧板处设有弧形的减震限位槽6;所述减震限位槽弧形的圆心位于轴套轴心处;所述联接底架的两侧处固定有限位销16;所述限位销的一端穿置于旋转架的减震限位槽内;所述旋转架旋转时推动联接底架竖向摆动;

所述外框架组件的上部设有原点限位行程开关,当旋转架的顶面上旋至触发原点限位行程开关9时,升降机构的控制器10使减速电机停机。

所述减速电机由电池供电,所述控制器内的单片机经线缆与有线操控器200相连以接收操控指令;所述有线操控器包括用于向单片机发送启动指令的启动按键,还包括用于向单片机发送收纳指令的收纳按键。

当单片机收到有线操控器的启动指令,且判定其有效后,向减速电机发送正转指令,减速电机通过丝杆螺母机构驱动滑动架组件下移,推动旋转架、联接底架向下摆动以使电动助力轮触碰地面并以推力形成对外部车辆的支撑力,当支撑力上升时,减速电机的负载和电流也随之上升,当电流上升至阈值时,单片机向减速电机发送停机指令,使电动助力轮的支撑力停止上升。

当单片机收到有线操控器的收纳指令,且判定其有效后,向减速电机发送反转指令,减速电机通过丝杆螺母机构驱动滑动架组件上移,拉动旋转架、联接底架向上摆动以使电动助力轮上移,当旋转架的顶面上摆至触发外框架组件处的原点限位行程开关时,单片机向减速电机发送停机指令,使电动助力轮停留于外框架处的收纳位处。

所述外部车辆包括推车、叉车、病床或餐车;所述有线操控器包括对轮毂电机进行控制的定速巡航键、前进键、后退键、急停键,还包括警示指示元件51、状态指示元件52、电量指示元件58。

所述启动按键和收纳按键在有线操控器处合并设为开关键;所述开关键53、定速巡航键54、前进键55、后退键56、急停键57的在有线操控器处分布于人手59抓住有线操控器时大拇指可轻松触及的近似圆的区域内。

所述有线操控器以弹性卡钩17挂置于外部车辆处;弹性卡钩入口设有导入结构,导入结构的最窄点后方的区域变宽形成悬挂连接区;所述悬挂连接区为斜边圆弧边与侧支臂相连形成的弹性卡钩;所述弹性卡钩的各边过渡处呈圆滑过渡形状。

实施例:

电动助力轮用于不同的外部车辆时,其需为外部车辆提供的支撑力不同,控制器内存储有与支撑力对应的减速电机电流值。

当外部车辆行驶于平坦地面,需要助力时,按下开关键,使电动助力轮降至地面,升降机构通过驱动滑动架组件移动,持续调整电动助力轮的下降行程,以加大电动助力轮的支撑力,该支撑力此时转化为减速电机的负载并使电机电流加大,当电机电流达到阈值时,控制器使减速电机停机,此时电动助力轮的支撑力不再加大,丝杆螺母机构处于自锁状态以锁定滑动架组件的位置,电动助力轮的轮毂电机驱动电动助力轮旋转,为外部车辆提供额外的行驶动力。

当外部车辆行驶于崎岖地面,需要强化底盘的通过性时,再次按下开关键,减速电机拉升电动助力轮,当电动助力轮上升至旋转架顶面触发原点限位行程开关,减速电机停机,电动助力轮处于收纳状态。

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