二轮车自动稳撑系统的制作方法

本申请涉及车辆领域，特别是一种二轮车自动稳撑系统。

背景技术：

当前电动自行车或摩托车的支撑单元分为单撑和侧撑，全部为机械结构经由人力操作。行驶过程中，车辆暂停时一律经由人体腿部支撑车辆，防止歪斜保持稳定；每逢雨雪天气，遮盖并不严实的雨衣经不住风吹雨打，难免淋湿衣服和鞋袜，特别是等红灯时伸出的腿部，鞋服总是被淋湿，甚是尴尬。

当前市场上的电动自行车或摩托车这类二轮车在停车驻车、等红灯时需要驾驶人单脚着地，停车时需要操作侧撑或者主车撑。在风雨、寒冷天气骑行过程中，比如等红灯的场景，单脚伸出车外(雨具)导致淋湿衣服、伸出挡风被冻伤手脚，这种骑行体验极差；

1二轮车在停车等红灯时需要驾驶人，落脚支撑车辆保持二轮车不倾倒；在下雨天，穿着雨具停车、落脚导致衣服淋湿；使用本申请技术，风雨天气骑行电动自行车，可以做到脚不沾地，车辆稳停，避免上下班途中被淋湿的尴尬；

2女生骑行较大车型时，因车辆自重过大，不方便女士停车落撑；

3商用车辆，如快递二轮车，在车辆装载物资后，停车时如果单靠侧撑，容易导致装载货物歪斜、车辆倾倒、物资散落；使用本申请技术，车辆停车装载物资或者即走即停，方便、快捷；最重要的是，骑行在风雨中的快递小哥可以在全封闭的雨具中，避免淋湿衣服。

现有的车辆具有侧撑、主车撑机构，都是人力操控；能搜索到的专利资料也仅仅是通过踏板式刹车，刹车踏板驱动时通过机构驱动主车撑落地，此方案未经车辆控制器检测车速和车辆姿态；解决的问题也不是等待红绿灯场景+风雨天气不淋湿衣服+全封闭载具的场景。

技术实现要素：

本申请要解决的技术问题是：提供一种二轮车自动稳撑系统，以在二轮车处于刹车状态并且车速低至一定值后自动保持车身的平衡性。

本申请的技术方案是：

一种二轮车自动稳撑系统，包括：

车体，

旋转配置于所述车体上的车轮，以及

设于所述车体上且与所述车轮连接的刹车单元；

所述车体上还安装有：

车速检测单元；

与所述刹车单元相连以检测刹车动作的刹车信号采集单元；

车撑单元，其包括：

伸缩支撑架，

旋转连接于所述伸缩支撑架伸出端的行走轮，以及

与所述伸缩支撑架传动连接、以驱动所述伸缩支撑架选择性地朝向地面伸出/远离地面收回的伸缩驱动组件；

与所述车速检测单元、所述刹车信号采集单元和所述伸缩驱动组件电连接的控制器。

本申请这种二轮车自动稳撑系统在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述车体上还安装有与所述控制器电连接的陀螺仪。

所述车体上还安装有与所述控制器电连接的使能开关。

所述车速检测组件或/和所述刹车信号采集单元与所述控制器的连接电路上电连接使能开关。

所述行走轮为万向轮。

所述行走轮是配置有减震器的减震轮。

所述伸缩支撑架包括撑杆，所述撑杆的第一端与所述车体铰接，所述撑杆的第二端连接所述行走轮，所述伸缩驱动组件为电动伸缩杆、气动伸缩杆或液压伸缩杆，并且所述伸缩驱动组件的两端分别与所述撑杆和所述车体铰接。

所述伸缩支撑架包括：

至少两根撑杆，以及

连接所述伸缩驱动组件与各根所述撑杆的传动架；

每一根所述撑杆的第一端均与所述车体铰接，每一根所述撑杆的第二端均设有至少一个所述行走轮，当所述伸缩支撑架朝向地面伸出后，各个所述行走轮分别位于所述车体的左、右两侧。

所述撑杆共设置四根，所述传动架包括：

平行布置的前横杆和后横杆，

垂直固定连接于所述前横杆与所述后横杆之间的纵杆，以及

一端与所述后横杆铰接、另一端与所述伸缩驱动组件铰接的施力杆；

所述前横杆的两端分别与其中两根所述撑杆铰接，所述后横杆的两端分别与另外两根所述撑杆铰接。

所述控制器包括与所述车速检测单元电连接的车速比较单元。

本申请可实现如下有益效果：

1、配置了本申请这种稳撑系统的二轮车，在车辆处于刹车状态并且车速低至一定值后可自动保持车身的平衡性，非常适用于以下应用场景：

a摩托车红绿灯等待时自动稳停；

b风雨天无需伸出手脚支撑车辆稳定，做到脚不沾地，避免鞋袜浸水淋湿；

c载货较多的重型电动自行车，载货状态停车时减少驾驶员压力，自动辅助支撑。

2、车撑单元所配置的行走轮采用万向轮，可更好地适应车辆的转弯行驶。

3、车撑单元所配置的行走轮采用带有减震器的减震轮，以适应处于稳撑状态下的车辆在凹凸路面行驶。

4、配置用以检测车身倾角的陀螺仪，消除了车辆在过急弯时车撑单元伸出触地导致车辆侧翻的风险。

5、设置使能开关作为骑行者与车撑单元的机互动接口，避免车撑单元违背骑行者意愿而自行伸出。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1是本申请实施例一中二轮车自动稳撑系统处于收回状态的侧视结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是本申请实施例一中二轮车自动稳撑系统在伸出过程中的侧视结构示意图；

图4是图3的局部放大图；

图5是本申请实施例一中二轮车自动稳撑系统处于伸出状态的侧视结构示意图；

图6是图5的局部放大图；

图7是本申请实施例二中二轮车自动稳撑系统处于收回状态的侧视结构示意图；

图8是图7在仰视方向的结构示意图；

图9是本申请实施例二中二轮车自动稳撑系统在伸出过程中的侧视结构示意图；

图10是图9在仰视方向的结构示意图；

图11是本申请实施例二中二轮车自动稳撑系统处于伸出状态的侧视结构示意图；

图12是图11在仰视方向的结构示意图；

图13是本申请实施例三中二轮车自动稳撑系统处于收回状态的侧视结构示意图；

图14是本申请实施例三中二轮车自动稳撑系统在伸出过程中的侧视结构示意图；

图15是本申请实施例三中二轮车自动稳撑系统处于伸出状态的侧视结构示意图；

图16是本申请实施例四中二轮车自动稳撑系统处于收回状态的侧视结构示意图；

图17是本申请实施例四中二轮车自动稳撑系统在伸出过程中的侧视结构示意图；

图18是本申请实施例四中二轮车自动稳撑系统处于伸出状态的侧视结构示意图；

图19是本申请实施例四中二轮车自动稳撑系统的电气原理图。

其中：

1-车体，2-车轮，3-刹车单元，4-陀螺仪，5-车速检测单元，6-刹车信号采集单元，7-车撑单元，8-使能开关，9-控制器，10-地面；

701-伸缩支撑架，702-行走轮，703-伸缩驱动组件，704-导向板，701a-撑杆，701b-传动架，701b1-前横杆，701b2-后横杆，701b3-纵杆，701b4-施力杆，702a-减震器，704a-导向槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

现在，参照附图描述本申请的实施例。

实施例一：

图1至图6示出了本申请这种二轮车自动稳撑系统的一个具体实施例，其包括传统二轮车所具有的车体1、车轮2和刹车单元3。车体1为稳撑系统的载体。车轮2共配置两个，一前一后地旋转安装于车体1上。刹车单元3安装于车体1上且与所述车轮2相连接，以用于控制车辆减速。刹车单元3包括安装于车把处的刹车把手，骑行者可通过捏下前述刹车把手而实现刹车操作。

本实施例的关键改进在于，车体1上还安装了车速检测单元5、刹车信号采集单元6、车撑单元7和控制器9。

车速检测单元5用于检测车辆的行驶速度。在本实施例中，该车速检测单元5的核心部件是用于检测前述车轮2转速的转速检测组件。车轮2的转速与车辆行驶速度正正比关系，车轮转速越高，车速越快；车轮转速越小，车速越慢。借助公知的一些运算电路便可将车轮2的转速转换为车辆的行驶速度。为了让骑行者能够实时观察车辆行驶速度，在车把处设置了与车速检测单元5电连接的车速显示屏。

刹车信号采集单元6与刹车单元3相连，以用于检测刹车单元3的刹车动作。刹车信号采集单元6的电路结构为领域内公知技术，在此不做赘述。

车撑单元7主要由伸缩支撑架701、行走轮702和伸缩驱动组件703构成。伸缩支撑架701具有两种工作状态：向地面方向伸出的第一工作状态和远离地面方向收回的第二工作状态。行走轮702旋转连接于伸缩支撑架的伸出端，当伸缩支撑架701处于伸展的第一工作状态时，布置在伸缩支撑架伸出端的行走轮702伸出而触地，从而为车辆的行驶提供平衡；当伸缩支撑架701处于收回的第二工作状态时，布置在伸缩支撑架伸出端的行走轮702也随之收回，不再为车辆的行驶提供平衡支撑。伸缩驱动组件703与伸缩支撑架701传动连接，以用于驱动伸缩支撑架701选择性地朝向地面伸出或者远离地面收回。

控制器9与前述车速检测单元5、刹车信号采集单元6和伸缩驱动组件703电连接，以用于接收车速检测单元5检测的车速信号以及刹车信号采集单元6采集的刹车信号，并根据其接收到的前述车速信号和刹车信号控制伸缩驱动组件703做相应动作，以驱动伸缩支撑架701伸出或收回。控制器9包括车速比较单元，前述车速检测单元5具体与该控制器9的车速比较单元电连接。工作时，车速比较单元将其接收到的由车速检测单元5检测并传送过来的车速与预存在该车速比较单元中的存储值进行比较。

比如：骑行者在驾驶配置有上述自动稳撑装置的二轮车的过程中，捏下刹车把手实现刹车单元3的刹车动作，车辆减速，与刹车单元3相连的刹车信号采集单元6采集到前述刹车信号并将其采集的刹车信号传输至控制器9。车速检测单元5实时检测车辆行驶速度并将其检测到的速度值传输至控制器9，当车辆行驶速度降低至设定速度时，控制器9控制伸缩驱动组件703动作以驱动伸缩支撑架702朝向地面伸出。这时，布置在伸缩支撑架701伸出端的行走轮702伸出触地，为车辆的行驶或站立提供平衡。若骑行者松开刹车把手——刹车单元3的刹车动作解除，并且车辆行驶提升至高于前述设定速度时，控制器9控制伸缩驱动组件703反向动作以驱动伸缩支撑架702远离地面收回，行走轮702随之收回而离地，消除车辆高速行驶时因行走轮触地而带来的翻车风险。

上述“设定车速”既不能过大也不能过小，若过大，车撑单元7在高速情况下伸出容易翻车；若过小，在车撑单元7还未伸出时车辆已经倒地。所以上述“设定车速”最好在3-7km/h范围内选择。

为了更好地适应车辆的转弯动作，上述行走轮702采用万向轮。

上述伸缩支撑架701可以采用各种结构形式。具体在本实施例中，参照图2、图4和图6所示，该伸缩支撑架701主要包括一撑杆701a。为方便描述，将撑杆701a的两端分别称为第一端和第二端。撑杆701a的第一端借助转销与车体1铰接，撑杆701a的第二端连接上述行走轮702。伸缩驱动组件703是一根电动伸缩杆，伸缩驱动组件703也可以采用气动伸缩杆或液压伸缩杆等。电动伸缩杆式的伸缩驱动组件703，其长度两端分别与撑杆701a和车体1铰接。当电动伸缩杆式做伸长动作时，撑杆701a翻转伸出。当电动伸缩杆式做缩短动作时，撑杆701a反向翻转而收回。

如果伸缩支撑架701处于展开状态时，撑杆701a的长度固定不变，行走轮702的高度也固定不变，那么车辆将难以在凹凸不平的路面行驶。针对这一问题，本实施例将前述撑杆701a设置为长度可调的阻尼伸缩杆，并且行走轮702是配置有减震器702a的减震轮。前述阻尼伸缩杆主要由大套管、滑动插设于大套管中的小套管、布置于大套管内且连接大套管和小套管的阻尼弹簧构成。

并且，本实施例在车身1上还固定设置一导向板704，导向板704上开始圆弧形导向槽704a，撑杆701a上固定设置滑动嵌设于前述圆弧形导向槽704a中的滑动销，以引导撑杆701a的翻转运动。

如果只为二轮车配置一个上述结构的车撑单元7，无论该车撑单元7安装在车体的左侧或右侧，车辆在减速停车的过程中，均存在向另一侧倾倒的风险。基于这一原因，本实施例一共配置了两个上述结构的车撑单元7，而且这两个车撑单元7分别安装在车体1的左、右两侧。当这两个车撑单元7的伸缩支撑架701朝向地面伸出后，两车撑单元7的行走轮702分别位于车体1的左、右两侧，从两个方向同时支撑车体1。

实施例二：

图7至图12示出了本申请二轮车自动稳撑系统的第二个具体实施例，本实施例这种二轮车自动稳撑系统及其控制方法与实施例一中的二轮车自动稳撑系统及控制方法基本相同，区别在于车撑单元7的具体结构：

本实施例中，车撑单元7也主要由伸缩支撑架701、行走轮702和伸缩驱动组件703构成。与实施例一不同的是：伸缩支撑架701由四根撑杆701a和一个传动架701b构成。传动架701b连接伸前述缩驱动组件703与各根撑杆701a，以将缩驱动组件703的驱动力传递给四根撑杆701a，带动四根撑杆701a同步伸出/收回。

进一步地，上述四根撑杆701a呈矩形分布，每一根撑杆701a的第一端均与车体1铰接，每一根撑杆701a的第二端均设有一个行走轮702，四根撑杆共配置四个行走轮。当伸缩支撑架701朝向地面伸出后，前述其中两个行走轮702位于车体1的左侧，另外两个行走轮702位于车体1的右侧，从左右两侧同时支撑稳定车体1。

上述传动架701b具体包括：平行布置的前横杆701b1和后横杆701b2，垂直固定连接于前横杆与后横杆之间的纵杆701b3，一端与后横杆铰接、另一端与伸缩驱动组件703铰接的施力杆701b4。前横杆701b1的两端分别与其中两根撑杆701a铰接，后横杆701b2的两端分别与另外两根撑杆701a铰接。

本实施例中的伸缩驱动组件703也是一根电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定杆段紧固在车体1上，电动伸缩杆的活动杆与上述施力杆701b4一端铰接。当图7和图8中作为伸缩驱动组件703的电动伸缩杆伸长时，其推动施力杆701b4超前下方移动。施力杆701b4推动前横杆701b1、后横杆701b2和纵杆701b3向前下方移动，进而推动四根撑杆701a绕着其与车体1的铰接点做逆时针转动，撑杆701a端部的行走轮702逐渐靠近地面10，如图9和图10所示。当各行走轮702下移至与车轮2平齐且接触地面10后，电动伸缩杆停止伸长动作，车撑单元7处于图11和图12所示的展开状态。

实施例三：

在上述实施例一和实施例二中，如果骑行者在正常行驶的转弯过程中(车辆处于倾斜状态)，为保证行车安全而捏下刹车把手使车辆减速，在车辆减速到上述设定速度以下后，伸出并触地的车撑单元7很容易导致车辆倾翻。

针对上述问题，图13至图15示出了本申请二轮车自动稳撑系统的第三个具体实施例，本实施例这种二轮车自动稳撑系统具有与上述实施例一基本相同的结构，区别在于：本实施例在车体1上还安装有与控制器9电连接的陀螺仪4。

在车体1上安装陀螺仪是有利的：陀螺仪4可以实时检测车体1的倾斜角度(车身姿态)，只要陀螺仪4检测到车体1倾斜角度较大，即便控制器9接收到刹车信号采集单元6传送过来的刹车信号，并且控制器9接受到车速检测单元5传送过来的车速值小于设定车速，车撑单元7也不会伸出。也就是说车撑单元7做伸出动作以支撑车辆需要同时满足以下三个条件：

1)控制器9接收到刹车信号采集单元6传送过来的刹车信号。

2)控制器9接受到车速检测单元5传送过来的车速值小于设定车速。

3)陀螺仪4检测到车体1的倾斜角度小于设定角度。

这样一来，若骑行者在过弯道的过程中刹车减速，因转弯过程中车体1具有较大的倾斜角度，只要该倾斜角度达到设定角度，车撑单元7并不会伸出，从而消除在过弯道刹车减速过程中因车撑单元7伸出触地而导致的翻车风险。

在正常直线或者小弯道行驶过程中，车辆的小角度(比如1°)倾斜非常正常，在小角度倾斜状态下车撑单元7伸出触地并不会带来危险。所以上述的设定角度不应过小，当然也不能过大，最好在2-10°中选择。

实施例四：

在上述实施例一、实施例二和实施例三中，车撑单元7的伸出是自动进行的，完全依靠刹车信号采集单元6、车速检测单元5和陀螺仪4检测的相关信号的触发而进行，不受无人为动作的干预。如此就会存在这一问题：当骑行者因主观因素而不想车撑单元7伸出时，车撑单元7仍会在满足相关条件下(车速、刹车、倾斜角)违背骑行者意愿而自行伸出。

针对上述问题，图16至图19示出了本申请二轮车自动稳撑系统的第四个具体实施例，本实施例具有与实施例三基本相同的结构，区别在于：车体1上还安装了与控制器9电连接的使能开关8。使能开关8的开启和关闭需要人为手动操作，只有使能开关8处于开启状态时，车撑单元7才会做伸出触地的动作。若使能开关8处于关闭状态，无论车辆的速度、倾斜角度和刹车单元处于何种状态，车撑单元7均不会伸出。也就是说本实施例中车撑单元7做伸出动作以支撑车辆需要同时满足以下四个条件：

1)控制器9接收到刹车信号采集单元6传送过来的刹车信号。

2)控制器9接受到车速检测单元5传送过来的车速值小于设定车速。

3)陀螺仪4检测到车体1的倾斜角度小于设定角度。

4)使能开关8处于开启状态。

使能开关8是否开启不是车撑单元7做收回动作的必要条件。

我们也可以将上述使能开关8电连接于车速检测组件5与控制器9的连接电路上，其通过接通/断开车速检测组件5与控制器9的连接电路，实现接通/切断车速检测组件5向控制器9的车速信号传输。这种使能开关8是一个电路通断开关，只有当使能开关8开启而将车速检测组件5与控制器9的连接电路接通时，车速检测组件5检测的车速信号才能够顺利传输至控制器9。若使能开关8关闭而将车速检测组件5与控制器9的连接电路切断，车速检测组件5检测的车速信号无法传输至控制器9，控制器9不能接收到车速信号，即便车速很低，车撑单元7也不会伸出。显然，这种情况下，使能开关8开启是车撑单元7做收回动作的必要条件。

同理，我们也可以将上述使能开关8电连接于刹车信号采集单元6与控制器9的连接电路上，其通过接通/断开刹车信号采集单元6与控制器9的连接电路，实现接通/切断刹车信号采集单元6向控制器9的刹车信号传输。显然这种情况下，使能开关8开启也是车撑单元7做收回动作的必要条件。

当然，我们也可以设置两个使能开关8，一个电连接于车速检测组件5与控制器9的连接电路上，另一个电连接于刹车信号采集单元6与控制器9的连接电路上。只有在这两个使能开关8同时开启时，控制器9才能够获取车速信号和刹车信号。前述两个使能开关8可分别安装在车体的左把手和右把手上。

显然，若使能开关8作为电路通断开关电连接于车速检测组件5或刹车信号采集单元6与控制器9的连接电路上，使能开关8开启是车撑单元7做收回动作的必要条件。

自然，我们也可以在实施例一或二的基础上增设使能开关8，陀螺仪4并非必须部件。这种情况下车撑单元7做伸出动作以支撑车辆需要同时满足以下三个条件：

1)控制器9接收到刹车信号采集单元6传送过来的刹车信号。

2)控制器9接受到车速检测单元5传送过来的车速值小于设定车速。

3)使能开关8处于开启状态。

以上仅是本申请的示范性实施方式，而非用于限制本申请的保护范围，本申请的保护范围由所附的权利要求确定。

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