[发明专利]基于背包电源的旱冰鞋式电动代步工具

说明书

技术领域

本专利涉及一种简便的电动代步工具，尤其是涉及一种利用背包内的充电电池向装有电机的旱冰鞋提供电源以进行驱动，同时使用控制手柄对速度、转向、刹车和离合等进行控制的交通工具。

背景技术

如今，人们对交通工具的依赖越来越强。然而随着城市人口的急剧增加，交通拥堵问题也越来越严重。在这种情况下小尺寸的交通工具由于可以在更小的空间能行进显然具有更大优势。现在的小尺寸交通工具主要可以分为机动类、脚踏类和轮滑类三种，其中第一种的代表为摩托车和电动自行车，第二种为自行车，第三种为滑板和旱冰鞋。机动类工具虽然具有可远程行进且无需人力的优点但由于需要以复杂的动力机构为基础，使其整体尺寸难以大幅减小。脚踏类工具由于无需动力机构使其较机动类轻便，但其缺点为需要依靠人力进行驱动，在远程行进时对人的体力消耗较大。在所有代步工具中以轮滑类尺寸最小，它可以在狭小的过道甚至人员流动稠密的商场里行进，但其对人的体力和对轮滑的掌握程度要求较高，使其难以作为一种交通工具进行大范围推广。综合比较这几类交通工具可知所谓减小代步工具的尺寸主要是减小水平向的尺寸进而减小对地面的占用率，一个可行的办法就是将机构整体布置从水平向改为垂直向，使其在不丧失功能的情况下将地面的占用率降到最小。

直流电机的转速和加在其上的电压大小成正比。许多直流电机转速控制电路就是基于PWM信号来输出不同大小的电压来达到调速目的。而一些集成的直流电机控制芯片不但可以通过PWM信号来调速，而且还具备电机正转、反转、制动和空载的控制能力，这使得对直流电机的控制更加简便。

发明内容

针对目前交通工具在结构设计和驱动方式上存在的问题，本专利提出了一种将运动执行部分放置在脚下而将动力源部分背于肩上并将控制部分握于手上的新式代步工具，它使用直流电机进行驱动、充电电池作为动力源并使用电子电路进行运动控制。这种结构和动力设计使整个机构构成垂直式放置从而使其只占双脚大小的地面面积，并且使运动控制也更加简单。

本发明专利采用的技术方案是：

基于背包电源的旱冰鞋式电动代步工具，其特征是：正常使用时这种代步工具的动力源部分由使用者背于肩上，运动执行部分放置于使用者脚下，控制部分由使用者握于手上。

一种电动代步工具，其特征是：这种代步工具的动力源为一个装有充电电源和电机控制电路的背包、运动执行部分为固定有直流电机的旱冰鞋、控制部分为可输出开关和模拟信号的控制手柄；使用时背包由使用者背于肩上，旱冰鞋穿戴于双脚上，控制手柄握于手上。

一种电动代步工具，其特征是：背包和旱冰鞋通过电源线相连，控制手柄和背包通过数据线相连；背包可向旱冰鞋上的电机提供电源从而驱动其向前行进，控制手柄可向背包上的电机控制电路发出不同控制命令从而对行进过程中的速度、转向、刹车和离合进行控制。

应用于该代步工具中的电路设计，其特征是：这种代步工具在电路上主要由电源模块、运动执行模块、运动控制模块和单片机组成；电源模块可控制充电电池的充放电过程和向其他模块提供稳定电源及向外输出充电电源，运动执行模块主要基于PWM信号进行电机调速并控制电机运动状态，运动控制模块主要通过一些模拟和开关信号发生器件向单片机输出控制信号，单片机主要进行开关、模拟信号采集和产生用于左右电机调速的两路PWM信号及运动状态控制信号。

应用于该代步工具的运动控制方法，其特征是：通过一个模拟信号来控制PWM信号的占空比进而使位于旱冰鞋部分的直流电机获得不同大小的电压最后得以使旱冰鞋以不同速度前进，通过两个开关信号来控制行进过程中的转向，当左转开关信号使能时左脚电机转速小于右脚从而完成行进路线的左转，右转时刚好相反；通过一个开关信号控制电机的制动，一个开关信号控制电机的空载，并且在制动信号和空载信号同时有效的情况下控制电路将只响应制动信号。

该代步工具上的控制手柄，其特征是：控制手柄通过数据线与位于PCB板上单片机相连，其整体外观呈条状，主要由用于控制电机速度、方向、制动和空载的不同控制器件组成。