Сверхлегкий складной трехколесный самокат с электродвигателем

Изобретение относится к сверхлегкому трехколесному самокату с электродвигателем. Самокат содержит шасси, снабженное двумя передними колесами и ведущим задним колесом, электродвигатель для привода указанного ведущего колеса и рулевую стойку, содержащую руль управления, приводимый в действие пользователем, что позволяет контролировать управление и/или скорость самоката. Самокат устроен таким образом, что переключается из раскладной конфигурации в складную, позволяющую пользователю захватить рукой руль управления, чтобы катить трехколесный самокат на двух передних колесах, удерживая заднее колесо оторванным от земли. Самокат содержит тахометр для измерения скорости и блок управления для замедления/ускорения, связанный с тахометром и приспособленный, чтобы активировать преобразование двигателя в генератор электрического тока, подаваемого на батарею питания, когда скорость двигателя превышает определенную скорость в пределах от 20 до 30 км/ч, так что самокат замедляет скорость вследствие того, что двигатель, преобразованный в генератор, действует как тормоз. Обеспечивается ограничение скорости и уменьшение веса самоката. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Предлагаемое изобретение относится к новому сверхлегкому индивидуальному транспортному средству, приспособленному, в частности, для легкого перемещения в центральной части города, и, в частности, относится к сверхлегкому складному трехколесному самокату с электродвигателем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Постоянная загруженность центральной части городов, непрестанный рост цен на топливо и повышение экологического сознания в отношении сохранения нашей планеты сопровождаются созданием альтернативных, «чистых» транспортных средств.

Распространение велосипеда в городах и, в частности, велосипедов в рамках сети проката отчасти отвечает данной проблематике, однако этот вид транспорта имеет много недостатков, таких как кража и вандализм, которые часто случаются, когда велосипеды оставлены на улице. Кроме того, невозможно предусмотреть, возможность всегда иметь свой велосипед при себе и брать его с собой на место работы или место жительства, учитывая его большие габариты и вес. Более того, скорость перемещения незначительная и зависит от атлетических способностей пользователя. Велосипед с электродвигателем предлагает подход к решению этого аспекта проблемы, однако, значительно увеличившийся при этом вес велосипеда снижает перспективность этого решения.

Более того, езда на двух колесах создает сильное чувство неуверенности и большой риск падения. Каждый знает, что скольжение переднего колеса велосипеда или его блокировка при торможении неизбежно приводят к падению, причем травмы могут быть серьезными.

Поэтому было задумано использовать трехколесные самокаты с электротягой, такие как описаны в документах EP 1630081, WO 00/74622 и WO 02/36419. Но эти трехколесные самокаты тяжеловесные и громоздкие, поскольку требуют большую, и соответственно тяжелую, батарею электропитания и у них отсутствуют средства, позволяющие снизить скорость и, соответственно, вес такого устройства. Следовательно, практически невозможно поместить такой самокат в автомобиль или в лифт, чтобы доставить его на место пользования.

ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является, таким образом, трехколесный самокат с электродвигателем, скорость которого ограничена, так что самокат сверхлегкий, поскольку составляющие его элементы небольших размеров, и, таким образом, может быть легко доставлен на место пользования.

Следовательно, объектом изобретения является сверхлегкий трехколесный самокат с электродвигателем, содержащий шасси, снабженное двумя передними колесами и ведущим задним колесом, электродвигатель для привода ведущего колеса, батарею питания для подачи электрического тока на двигатель и рулевую стойку, простирающуюся от шасси и содержащую руль управления, выполненный с возможностью приведения в действие пользователем, так что позволяет контролировать управление и/или скорость трехколесного самоката, при этом трехколесный самокат устроен таким образом, что переключается из раскладной конфигурации, при которой рулевая стойка находится, по существу, в перпендикулярном положении относительно шасси и соединена с ним, так что позволяет пользователю, расположенному на шасси, маневрировать рулем управления, чтобы управлять трехколесном самокатом, в складную конфигурацию, в которой рулевая стойка опущена к шасси, так что позволяет пользователю захватить рукой руль управления, чтобы катить трехколесный самокат на двух передних колесах, удерживая заднее колесо оторванным от земли. Трехколесный самокат содержит тахометр для измерения скорости трехколесного самоката и блок управления для замедления/ускорения, связанный с тахометром и приспособленный, чтобы активировать преобразование двигателя в генератор электрического тока, подаваемого на батарею, когда скорость двигателя превышает определенную скорость, например, в пределах от 20 км/ч до 30 км/ч, так что трехколесный самокат замедляет скорость вследствие того, что двигатель, преобразованный в генератор, действует как тормоз.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Задачи, цели и признаки изобретения будут представлены более наглядно при прочтении нижеследующего описания со ссылкой на чертежи, в которых показаны:

Фиг. 1 - девушка, катящая трехколесный самокат согласно изобретению, захватив его в складной конфигурации рукой за руль управления, на двух передних колесах;

Фиг. 2 - трехколесный самокат согласно изобретению в раскладной конфигурации;

Фиг. 3 - блок управления с передними колесами, двумя перекладинами наклона и направляющими тягами;

Фиг. 4 - кулачок, соединенный с рулем управления на стойке управления;

Фиг. 5 - блок-схема части электротяги трехколесного самоката согласно изобретению; и

Фиг. 6 - блок-схема комбинированной станции зарядки и охраны.

На Фиг. 7 изображены стойка управления, блок вывода информации с тахометром и рулем.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Трехколесный самокат согласно изобретению может находиться либо в складной конфигурации, позволяющей его транспортировку, либо в раскладной конфигурации.

Трехколесный самокат в раскладной конфигурации, показанной на Фиг. 2, снабжен рулем управления 4, который соединен со стойкой управления 3, при этом вращение руля вправо или влево приводит к повороту двух передних колес в том же направлении. Как будет видно в дальнейшем, руль управления может перемещаться вращением вперед-назад (или наоборот), причем это рулевое управление вызывает ускорение или замедление/торможение.

Пользователь имеет возможность использовать трехколесный самокат, либо в позиции сидя, по аналогии со скутером, благодаря выдвижному седлу 14, либо также стоя, как в случае обычного самоката. Шасси 15 снабжено полостью 16, закрытой крышкой 17, при этом полость содержит подвижное седло 14, которое может быть моментально выдвинуто или вновь помещено внутрь.

Трехколесный самокат приводится в складную конфигурацию, показанную на Фиг. 1, благодаря шарнирному сочленению, снабженному рычагом, поворот которого соединяет или отсоединяет стойку управления. В складной конфигурации трехколесный самокат может быть легко транспортирован устойчивым качением на двух передних колесах, при этом руль управления используется как ручка, которая позволяет пользователю без усилия перемещать трехколесный самокат качением на двух передних колесах.

Как видно на Фиг. 3, стойка управления соединена с блоком управления посредством шарнира. Блок управления обеспечивает удержание и направление двух перекладин наклона 7 и перемещение направляющих тяг 8.

Как показано на блок-схеме с Фиг. 5, заднее колесо 9 содержит в своей ступице бесщеточный электродвигатель 10 с постоянными магнитами, которые питает одна или несколько батарей 11. Следует отметить, что компоновка двигателя в ступице ведущего колеса позволяет исключить использование средства передачи, такого как цепь, ремень или кардан, что позволяет снизить вес и габариты.

Блок управления ускорителя 12 регулирует мощность, подаваемую двигателем через блок регулирования 13, чтобы дозировать ускорение и скорость трехколесного самоката.

Как показано на Фиг. 4, маневрирование вперед-назад руля управления приводит в действие кулачок 19, который с ним соединен. Эксцентрик кулачка 19 постепенно воздействует на блок управления ускорения 12, когда руль передвигают, например, вперед, и на блок управления замедления/ускорения 20, 20 bis, когда его передвигают назад. Торсион выполняет функцию возвратной пружины, так что в положении покоя руль возвращается в нейтральную позицию, то есть не включено ни ускорение, ни торможение.

Движение назад (или инверсирование) осуществляется благодаря кулачку на блок управления снижения скорости 20 bis трехколесного самоката, что приводит к инверсированию функции двигателя в функцию генератора, чтобы постепенно преобразовать кинетическую энергию трехколесного самоката в электрический ток, вследствие чего снижается скорость трехколесного самоката и загружается батарея питания. Регенерированный преобразованным в генератор двигателем ток выпрямляется за счет инвертора-выпрямителя 22 для преобразования его в постоянный ток. Наоборот, функция инвертор позволяет преобразовать постоянный ток, полученный от батареи, в переменный ток для питания двигателя 10, встроенного в ступицу заднего колеса.

Если потянуть на себя до максимума руль управления 4, происходит торможение и остановка трехколесного самоката за счет постепенного срабатывания дисковых тормозов, установленных на каждом колесе.

Описанное выше действие блока управления снижения скорости является определяющим для изобретения. Действительно, при росте кинетической энергии с квадратом скорости и при отсутствии у трехколесного самоката электрического замедлителя скорость на спуске могла бы достичь большого значения, что обусловило бы необходимость тяжелой механической структуры, рассчитанной соответственно таким образом, чтобы противостоять таким нагрузкам.

Чтобы трехколесный самокат не подвергался высоким механическим нагрузкам, связанным со скоростью и оставался легким, снижение скорости включается автоматически при достижении трехколесным самокатом определенной скорости, например, в пределах от 20 км/ч до 30 км/ч. Регенерированная электрическая энергия заряжает предпочтительно батарею и при необходимости рассеивается приспособленным резистором 18.

Эта способность снизить максимальную скорость трехколесного самоката на спусках позволяет существенно снизить габариты структуры, подверженной механическим нагрузкам и, следовательно, вес трехколесного самоката. Действительно, трехколесный самокат мог бы развить на спуске скорость 65 км/ч и в связи с этим испытать значительно большие нагрузки, чем трехколесный самокат, движущийся со скоростью 25 км/ч, т.е. соотношение квадрата 65 к квадрату 25 составляет примерно 7.

Следовательно, ограничение скорости - единственно адекватное средство для существенного снижения толщины материалов и массы, чтобы реализовать сверхлегкий трехколесный самокат.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения электронное устройство включает акселерометр, назначение которого состоит в том, чтобы активировать замедлитель скорости в зависимости от качества пути. Так, если трехколесный самокат находится на спуске и акселерометр фиксирует значительную вибрацию в связи с плохим состоянием дороги, электронное устройство задает тем большее снижение скорости, чем больше разбита дорога. Например, при максимальной скорости на спуске для дороги хорошего качества скорость составляет 30 км/ч, в то время как для дороги в плохом состоянии скорость снижается до 25 или 20 км/ч.

Согласно другому варианту изобретения, маневрирование вперед-назад рулем управления приводит к перемещению стойки управления, которая соединена с рулем и воздействует на механическую деталь, поворот которой, посредством демультипликатора, позволяет привести во вращение непоказанный кулачок, что обеспечивает срабатывание блоков управления ускорения и замедления/торможения, как описано выше.

Следует отметить, что трехколесный самокат согласно изобретению имеет гнездо, предназначенное для соединения со штепселем зарядного устройства, подключенного к сети, для подзарядки батареи дома и/или на работе.

Трехколесные самокаты, такие как трехколесный самокат согласно изобретению, который описан выше, передаются временно на станции зарядки и охраны, показанной на блок-схеме с Фиг. 6.

Многочисленные станции зарядки и охраны, связанные с местами доступа к рекламной информации, могут быть распределены в городе для одновременной подзарядки многих трехколесных самокатов. В этой связи, определяющим является один из основных признаков вышеописанного изобретения, в частности возможность моментально сложить и разложить трехколесный самокат, поскольку это позволяет одновременно заряжать большое количество трехколесных самокатов, являющихся предметом изобретения, не приводя к загруженности в местах общественного пользования.

Каждый трехколесный самокат снабжен электронным чипом, в который введен индивидуальный идентификационный код, и средствами, способными дистанционно передать упомянутый код на станцию зарядки и охраны.

Станция зарядки и охраны имеет электронный блок 27, снабженный средствами запоминания кодов трехколесных самокатов на подзарядке на станции. Пользователь имеет личный бэйдж доступа (badge) 26, способный взаимодействовать дистанционно с датчиком RFID 25 станции зарядки и охраны, причем этот датчик подключен к электронному блоку станции. Таким образом, личный бэйдж доступа позволяет идентифицировать и разомкнуть свое транспортное средство среди других, когда оно находится на станции зарядки и охраны.

Личный бэйдж доступа может быть предусмотрен также, чтобы служить контактным ключом. Трехколесный самокат содержит в этом случае датчик RFID, к которому пользователь должен приложить свой бэйдж доступа 26, чтобы завести трехколесный самокат.

Станция зарядки и охраны снабжена средствами, способными отыскать и запомнить индивидуальный идентификационный код каждого трехколесного самоката, находящегося на станции. Передача данных с чипов трехколесных самокатов на электронный блок 27 осуществляется всеми известными средствами, RFID, радиочастотой, в инфракрасной области спектра или несущим током, при соединении трехколесного самоката со станцией зарядки.

Если пользователь хочет получить назад свой трехколесный самокат, он подносит свой бэйдж доступа 26 к датчику RFID 25 станции (при условии что электронный блок 27 прежде запомнил все известные трехколесные самокаты на зарядке) и активирует размыкание идентифицированного трехколесного самоката. Срабатывает световой сигнал 28, расположенный на месте нахождения трехколесного самоката, указывая пользователю местонахождение его транспортного средства.

Замыкание/размыкание может быть осуществлено всеми известными способами, например, защемлением одного из двух передних колес двумя зажимами 29, активируемыми электромагнитом 30, когда передние колеса трехколесного самоката в ходе парковки помещаются в предусмотренной с этой целью зоне.

Согласно варианту осуществления, трехколесный самокат может включать набор датчиков, способных определить полезную для пользователя информацию, такую как скорость, степень зарядки батарей, пройденное расстояние, расстояние, остающееся до зарядки, причем упомянутые категории информации выводятся на наклонный дисплей, расположенный выше стойки управления.

Согласно другому варианту, трехколесный самокат может содержать багажник, помещенный на стойке управления, крышка которого может открываться и закрываться. Этот багажник может содержать различные предметы, и в частности раскладной пакет, который в развернутом положении закрепляется на стойке управления и позволяет пользователю перевозить любой полезный предмет, такой как портфель, лекции.

Наконец, трехколесный самокат согласно изобретению, будучи электрическим, очень бесшумный, и по этой причине таит опасность. Поэтому можно предусмотреть снабдить его устройством, издающим приятную и/или развлекательную, как пение птиц, музыку, перезвон колокольчиков, дискретную мелодию и пр. Пользователю предлагается выбор из множества тем или также звук по своему усмотрению. Слышимая музыка будет включать в реальном времени кодированное послание, в зависимости от многих различных факторов, таких как час, день, год, или также сочетания многих различных факторов и одного постоянного фактора, такого как индивидуальной серийный номер трехколесного самоката. Это программируемое кодированное послание не может быть обнаружено не слух, но его вполне идентифицирует прибор, созданный для этой цели. Это устройство может быть выполнено многими способами, например путем наложения на исходный звуковой сигнал дискретного кодированного акцентирования в несколько децибел каждые 50 миллисекунд, или также кодируя время между очередными акцентированиями, или также комбинируя два средства: код, содержащий серийный номер, и указание различных параметров. Такое устройство предлагает двойное преимущество трехколесному самокату: перемещаться безопасно, поскольку он не остается незамеченным, и то, что украденный или контрафактный трехколесный самокат может быть идентифицирован немедленно путем идентификации хорошо закодированного послания и сравнением с базой данных трехколесных самокатов.

1. Сверхлегкий трехколесный самокат с электродвигателем, содержащий шасси (15), снабженное двумя передними колесами и ведущим задним колесом (9), электродвигатель (10) для привода указанного ведущего колеса, батарею питания (11) для подачи электрического тока на указанный двигатель и рулевую стойку (3), простирающуюся от шасси и содержащую руль управления (4), выполненный с возможностью приведения в действие пользователем, так что позволяет контролировать направление и/или скорость трехколесного самоката, при этом трехколесный самокат устроен таким образом, что переключается из раскладной конфигурации, при которой рулевая стойка находится, по существу, в перпендикулярном положении относительно шасси и жестко соединена с ним, так что позволяет пользователю, расположенному на шасси, маневрировать рулем управления, чтобы управлять трехколесным самокатом, в складную конфигурацию, в которой рулевая стойка опущена к шасси, так что позволяет пользователю захватить рукой руль управления, чтобы катить трехколесный самокат на двух передних колесах, удерживая заднее колесо оторванным от земли; отличающийся тем, что содержит тахометр для измерения скорости трехколесного самоката и блок управления для замедления/торможения (20, 20 bis), связанный с тахометром и приспособленный для управления преобразованием двигателя в генератор электрического тока, подаваемого на указанную батарею, когда скорость двигателя превышает заданную скорость, например, в пределах от 20 до 30 км/ч, так что трехколесный самокат замедляет скорость вследствие того, что двигатель, преобразованный в генератор, действует как тормоз.

2. Трехколесный самокат по п.1, в котором указанный руль управления (4) может быть передвинут пользователем вперед или назад, при этом движения вперед или назад указанного руля приводят в действие кулачок (19), который жестко соединен с указанным рулем, при этом движение вперед воздействует благодаря указанному кулачку на блок (12) управления ускорения, чтобы ускорить трехколесный самокат, а движение назад воздействует благодаря указанному кулачку на указанный блок управления замедления/торможения (20), чтобы замедлить трехколесный самокат за счет преобразования указанного двигателя в генератор электрического тока.

3. Трехколесный самокат по п.2, в котором указанный блок замедления/торможения (20) приводит к торможению трехколесного самоката после его замедления, когда пользователь передвигает назад указанный руль управления (4) с определенного положения.

4. Трехколесный самокат по п.2 или 3, в котором движение указанного руля управления (4) вправо или влево приводит к вращению передних колес в этом же направлении и, следовательно, обеспечивает поворот направо или налево трехколесного самоката.

5. Трехколесный самокат по п.1, в котором указанная складная конфигурация осуществляется благодаря средству, которое отсоединяет указанную стойку управления (3) от указанного шасси (15), так что позволяет опустить ее к указанному шасси (15).

6. Трехколесный самокат по п.1, в котором указанное шасси (15) снабжено полостью (16), закрытой крышкой (17) и содержащей съемное седло (14), что позволяет пользователю находиться в сидячем положении во время движения трехколесного самоката.

7. Трехколесный самокат по п.1 дополнительно содержит электронный чип, в который введен индивидуальный идентификационный код, и средства, способные дистанционно передать упомянутый код на станцию зарядки и охраны.

8. Трехколесный самокат по п.1 дополнительно содержит набор датчиков, способных определить полезную для пользователя информацию, такую как скорость, уровень зарядки батареи, пройденное расстояние, расстояние, остающееся до зарядки, причем упомянутые категории информации выводятся на наклонный дисплей ниже указанного руля управления (4).

9. Трехколесный самокат по п.1 дополнительно содержит устройство, издающее приятную и развлекательную музыку, которое в реальном времени подвергается раскодированию в зависимости от различных факторов, таких как час, день, год, или также сочетания различных факторов и одного постоянного фактора, такого как индивидуальной серийный номер трехколесного самоката, причем указанное раскодирование не может быть обнаружено на слух, но его идентифицирует соответствующий прибор, так что можно немедленно идентифицировать украденный или контрафактный трехколесный самокат.

10. Трехколесный самокат по п.1, в котором указанный двигатель (10) встроен в ступицу ведущего колеса (9), что позволяет исключить использование средства передачи, такого как цепь, ремень или кардан.