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電動平衡車
來源:互聯網

電動平衡車又叫智能平衡車、體感車,主要由左右輪、操作桿、車頭、電池、底盤等部件組成。有獨輪車、雙輪車和滑板車三類,是深受消費者歡迎的一種運動娛樂裝備。

其運作原理類似人體自身的平衡系統(tǒng),當身體重心前后傾時,利用車體內部的陀螺儀和加速度傳感器檢測出車體姿態(tài)的變化,精確地驅動電機進行相應的調整,以保持系統(tǒng)的平衡。人可通過調整操作桿的轉向來把握方向。平衡車由一個鋰電池組來供能,單次充電可達30公里左右的續(xù)航里程和20公里的最高時速。電動平衡車具有運動靈活、智能控制、操作簡單、節(jié)省能源、綠色環(huán)保、轉彎半徑為0等優(yōu)點,因此它適用于在狹小空間內運行。

《電動平衡車消費輿情數據分析報告》顯示,2019年6月20日至2020年6月19日,共監(jiān)測到有關電動平衡車的負面輿情信息221684條。其中,安全事故方面的輿情最多,占比為66.67%;其次是違規(guī)上路、產品質量和虛假宣傳等。2014年,上海市政府新聞辦公室官方微博宣布,上海市交警部門稱,正嚴查電動平衡車上道路行駛行為。根據上海市規(guī)定,電動平衡車不具有路權,不得上道路行駛:在機動車道上使用的,按上限處罰款五十元;在非機動車道和在人行道上使用,處罰款二十元。

發(fā)展歷程

電動平衡車是最初的概念性平衡車,來自于1985年的日本科學家山藤一雄。

電動平衡車的誕生,最早是起因于科學家要開發(fā)的一種自動平衡式動力輪椅。美國發(fā)明家卡門觀察人類走路的姿勢特性,領悟到其實人類之所以可以平穩(wěn)地直立行走,是因為體內靈敏的平衡器官可以精確地判斷出身體重心的改變量,透過小腦的即時反應,然后利用腿部的肌肉即時出力來平衡傾倒的態(tài)勢。所以當人類的身體前傾時,這種不自主的反應會促使人類伸出其中的一只腳往前踩來平衡身體,所以透過這種前傾、往前踏腳的動作循環(huán),即構成了“步行”這種動作。因此,卡門嘗試使用精密的陀螺儀來代替人類的前庭與耳蝸等平衡器官,以電動馬達與車輪代替人類的雙腳,發(fā)展出所謂的“動態(tài)穩(wěn)定”概念。卡門進一步想到,如果將一樣的理念拿給行動正常的一般人使用也未嘗不可。

2001年,卡門推出了第一款電動平衡車Segway。當時,連史蒂夫·喬布斯都盛贊這個產品或將革新人們的交通出行方式。

Segway因其價格的高昂和使用場景的模糊性,最終并未成為大眾產品。人們看到Segway多是出現在警衛(wèi)巡邏和景區(qū)游玩等場景。

以至于后來有科技媒體在評選史上最差的科技產品時,Segway不幸上榜。

2008年奧運會。當時,場館里的警衛(wèi)人員都會騎著由美國Segway公司提供的電動平衡車,作為巡邏時的代步工具。由此,中國開始關注電動平衡車。

之后,中國平衡車公司趁勢涌入。以平衡車為代表的短途代步工具,也成為資本市場新的寵兒。

2014年12月5日,投資機構天圖資本將一億人民幣投給了一家平衡車公司——樂行(深圳)信息科技有限公司

中國至少有六家企業(yè),正在電動平衡車市場上逐鹿。

整個行業(yè)估計會進入需求量遠大于供給量的狀態(tài),市場從曾經的寂靜期快要進入爆發(fā)期。但實際上,行業(yè)還是處于起步階段。

電動平衡車產品目前的使用對象仍然偏中產階層,而且這部分人會有汽車。當汽車到達一個地方需要長期步行時,就可以借助電動平衡車來解決步行的速度和體力問題。

目前,平衡車主要分為雙輪車、獨輪車和滑板車三種,都是通過電子模式來控制車的運作。獨輪車對平衡能力有一定要求,掌握難度較高,在中國的正常售價一般在3000元到上萬元不等。雙輪車則需要雙套電機和電池,這也決定其售價最高,一般在萬元左右。滑板車的速度最快,價格最低,國產價格一般為3000至3500元左右。

部件及原理

重要部件

陀螺儀

電動平衡車的內部有一個精密的陀螺儀,這個陀螺儀可以判斷出車身所處的姿勢狀態(tài),當車身失去平衡的時候,陀螺儀會在第一時間發(fā)現,并把這一信息傳給車內的微型計算機。微型計算機根據陀螺儀傳來的信息,向控制車輪的發(fā)動機發(fā)出指令,調節(jié)車身的平衡。

無論是獨輪的還是雙輪的電動平衡車,都是靠這個原理來調節(jié)平衡的。當騎車人站在平衡車上時,車內的陀螺儀會自動記住人和車的位置,并以人和車的總體重心的縱軸作為參考線。

當人向前傾斜身體時,人和車的重心就到了參考線的前面,這時,平衡車的微型計算機就會指揮電動馬達產生向前的力量,一方面使人與車重新回到原有的平衡狀態(tài),另一方面讓車輛加速前進。反之,如果人向后傾斜身體,平衡車就會減速。

陀螺儀的旋轉方向與裝載陀螺儀的容器無關,使得人們可以利用陀螺儀來精確確定物體的方位,在航空、航天、航海中有廣泛的應用。慣性精確制導導彈里的制導裝置,就是一個陀螺儀。

夠運作的電力,車上的人就不用擔心有傾倒跌落的可能,這與一般需要靠駕駛人自己進行平衡的滑板車等交通工具大大不同。

鋰電池組

電動平衡車的能量來自于一個鋰電池組,是真正的零排放環(huán)保能源,單次充電可騎行20千米—30千米,最高時速可以達到15千米。有些電動平衡車采用了動力轉換技術,下坡行駛的時候,可以將下坡的速度降下來,用多余的能量給鋰電池組充電,使能量可以循環(huán)利用,真正節(jié)約了能源。

操縱桿

在騎行電動平衡車時,可以用身體來控制車輛的速度和方向,身體向前傾,車輛就會加速,向后傾,則會減速,向側面傾斜,則會讓車輛拐彎。有些型號的電動平衡車配備了操縱桿,車上的人可以通過操縱桿來控制車輛的行動。

原理

電動平衡車的運作原理主要是建立在一種被稱為動態(tài)穩(wěn)定(Dynamic Stabilization)的基本原理上。以內置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態(tài),透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令后,驅動馬達來做到平衡的效果。

假設我們以站在車上的駕駛人與車輛的總體重心縱軸作為參考線。當這條軸往前傾斜時,車身內的內置電動馬達會產生往前的力量,一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩,一方面產生讓車輛前進的加速度。相反的,當陀螺儀發(fā)現駕駛人的重心往后傾時,也會產生向后的力量達到平衡效果。因此,駕駛人只要改變自己身體的角度往前或往后傾,電動平衡車就會根據傾斜的方向前進或后退,而速度則與駕駛人身體傾斜的程度成正比。

電動平衡車的轉向可通過兩種不同的方式達到,其中一種是駕駛人在車輛持續(xù)前進或者后退的狀態(tài)中將自己的身體重心往左右傾斜,利用自身重量所產生與車身縱軸垂直的分量,作為轉彎時的向心力而達到轉向的目的。此外,駕駛人也可以扭轉電動平衡車的把手部分,使車輛左右兩個車輪產生轉速差,例如當把手向左轉時,右輪的轉速會比左輪快,達到向左轉的效果。必要時,電動平衡車甚至可以做出一輪向前一輪向后的動作,達到原地轉向的效果,大幅提升這種交通工具的機動性。

由于擁有這種高度的機動性,再加上玻璃纖維材料制成的車輪,以及其踏板面積其實不比人類的雙腳大上多少,理論上電動平衡車可以到達人類所能走到的大部分地方,甚至包括路邊的人行道或落差不會太大的階梯。

原則上,只要電動平衡車正確打開電源且能保持足夠運作的電力,車上的人就不用擔心有傾倒跌落的可能,這與一般需要靠駕駛人自己進行平衡的滑板車等交通工具大大不同。

設計參數

Segway有四種車型,HTi180型警用車,越野車(XT),高爾夫車(GT)和小型輕便車p133。最快速度20公里/小時。約為正常步行速度的三倍。Segway占用空間(即所覆蓋的地面面積)大小為48×63.5厘米。因此Segway與中等身材的人寬度相當,在街道中不會占用很大空間。踏板平臺距地面高度約為20厘米。在平地上,一塊鋰離子(Li-ion)電池的一次充電量可供行駛大約28公里,一塊氫(NiMH)電池的一次充電量可供行駛約13至19公里。

變速器: Segway和AxiconTechnologies合作推出的一款二級變速器,齒輪齒數比為24:1。變速器使用斜齒輪傳動裝置,大大減少了噪音。齒輪的設計還具有非整數齒輪齒數比,也就是說在旋轉過程中,輪齒在不同位置嚙合。磨損程度因此降到最低,延長了齒輪箱的使用壽命。

傳感器: Segway使用五個陀螺儀和另外一組傾斜傳感器來保持自身的直立狀態(tài)。實際上只需三個陀螺儀,額外的傳感器起到一個安全防范作用。Segway在踏板平臺內附加了一個重量傳感器,計算機通過該傳感器便可知道駕駛者是否已上車。

安全性: Segway使用電子鑰匙系統(tǒng)。它的鑰匙看上去有些像汽車點煙器,其中存儲有128位的加密數字代碼。只有將鑰匙插入端口后才能啟動車輛。鑰匙還可儲存有關車輛運行的設置。Segway的“入門模式”和“熟練模式”各配有一把鑰匙,在前一種模式下車輛能達到的最大速度較低。

主要分類

平衡車主要分為獨輪車、雙輪車和滑板車三種,都是通過電子模式來控制車的運作。獨輪車對平衡能力有一定要求,掌握難度較高。雙輪車則需要雙套電機和電池。滑板車的速度最快,價格最低。

市場情況

電動平衡車屬于新興產業(yè)發(fā)展至今市場規(guī)模相對較小,作為技術壁壘高的領域技術水平有限下市場發(fā)展受到一定限制。近年來電動平衡車相關企業(yè)數量不斷增加,需求量也呈現上行的態(tài)勢發(fā)展。

電動平衡車主要是建立在一種被稱為“動態(tài)穩(wěn)定”(DynamicStabilization)的基本原理上,它以內置的精密固態(tài)陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態(tài),透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令,利用伺服控制系統(tǒng)精確地驅動電機進行相應的調整,以保持系統(tǒng)的動態(tài)平衡。

中國是全球電動平衡車生產大國,且主要用于出口。中國生產了全球大約90%的電動平衡車,其中有60%左右的產品都通過出口的方式銷售到全球。平衡車出口市場仍然以歐美市場為主,產品系列以無桿二輪車(俗稱扭扭車)最受消費者歡迎,每輛車出口平均價格約90美元。國內市場銷售仍然處于爬坡階段,平均每輛車售價人民幣700元。預計全球市場需求的穩(wěn)步提升將直接帶動中國平衡車產量的增長,未來幾年平衡車行業(yè)生產量將呈現逐年增長態(tài)勢。

隨著市場發(fā)展向好,近年中國平衡車相關企業(yè)數量不斷增多,市場競爭逐漸加劇。2017年中國平衡車生產商已增加至上千家,到2022年中國平衡車相關企業(yè)數量已達1188家,同比增長13.58%。由于眾多企業(yè)加大了堅持高質量的努力,建立了品牌聲譽,消費者對電動平衡車品牌的知名度不斷提高,品牌影響力也不斷增強。

優(yōu)勢

電動平衡車具有運動靈活、智能控制、操作簡單、節(jié)省能源、綠色環(huán)保、轉彎半徑為0等優(yōu)點,因此它適用于在狹小空間內運行。因便于攜帶是日常上班代步的最佳工具。

安全隱患

《電動平衡車消費輿情數據分析報告》顯示,2019年6月20日至2020年6月19日,共監(jiān)測到有關電動平衡車的負面輿情信息221684條。其中,安全事故方面的輿情最多,占比為66.67%;其次是違規(guī)上路、產品質量和虛假宣傳等。

設計缺陷

平衡車沒有方向盤、油門和剎車,完全依靠騎行者的身體傾斜程度來控制,也不符合相應的安全技術標準。作為非機動車,它的最高時速能達到20公里每小時,和一般的自行車差不多,但要是控制不好,人一緊張就很難停下來,威脅自身的安全。

違規(guī)上路

在電動平衡車安全事故方面,造成人員傷亡,其中青少年占了很大比例。2020年4月16日,安徽省合肥市發(fā)生一起出租車與騎著電動平衡車的8歲男孩相撞事故,男孩被送到醫(yī)院后已無生命體征。顯然,電動平衡車并非兒童玩具,具有很大的風險性,不能隨便給孩子使用。

中國《中華人民共和國道路交通安全法》明確規(guī)定,滑行工具不具備路權,不能在非機動車道上行駛,更不能駛入機動車道,其使用范圍僅僅是在封閉的專業(yè)場所和室內場地。可現在,很多人將電動平衡車當成交通工具,不僅增加了自身安全風險,也給其他人帶來了安全隱患。

而且根據中華人民共和國道路交通安全法規(guī)定,只有在《道路機動車輛生產企業(yè)及產品公告》登記范圍內的機動車,車管部門才給予上牌照。

而電動平衡車并不屬于機動車范疇,使用者無需上牌照。由此,很多人使用電動平衡車就非常隨意,尤其是追求時尚的年輕人,車速快慢不定、在機動車道上搶道等行為較普遍。但這也極大妨礙了其他車輛的正常通行,影響了道路交通的有序暢通。

另外,由于電動平衡車無法購買機動車輛保險和第三者責任險,因此由交通事故帶來的損失只能自擔。加之電動平衡車無牌、無照,如果發(fā)生肇事逃逸,會給交通事故的調查處置帶來很大困難,使受害人的權益得不到應有的保障。

產品質量

電動平衡車的生產廠商眾多,其中很多是一些不知名的小電子工廠,其貼牌模式跟其他“山寨”電子產品如出一轍。在價格差異懸殊的背后,則是元器件質量、生產工藝、產品標準的差距,那些超低價格的平衡車,質量不可靠,存在很大的安全隱患,容易誘發(fā)安全事故。

2019年3季度,江蘇省市場監(jiān)管局委托無錫市產品質量監(jiān)督檢驗院對電動平衡車產品質量進行了監(jiān)督抽查。共抽查18批次,合格13批次,合格率為72.2%。

2021年2月21日,中國中央電視臺每周質量報告》欄目對電動平衡車進行了專題報道。2021年3月,上海市市場監(jiān)督管理局最新公布的電動平衡車產品質量監(jiān)督抽查結果顯示,檢測的20批次樣品里,整體不合格發(fā)現率達到65%。其中不乏市面上常見的知名品牌。檢測的15個項目中,有6項發(fā)現存在質量問題,分別為:防水性能、抗鹽霧腐蝕、超速保護、駐坡能力及保護、充電鎖止、防飛轉保護。

虛假宣傳

部分電動平衡車廠商瞄準青少年玩具市場,走“運動娛樂工具”路線,宣傳“3分鐘即可學會”“不易摔跤”等概念,令家長誤以為其是玩具,導致越來越多的青少年成為自動平衡車的用戶。事實上,按照相關標準,電動童車的最大速度不得超過8公里/小時,而目前市面上銷售的電動平衡車的速度大多為20公里/小時,遠高于玩具的安全要求。

使用不當

2020年4月,縉云縣一名8歲小男孩的手指被卡在了電動平衡車里動彈不得,后經過消防員破拆得到解救。

措施及建議

措施

2014年,上海市政府新聞辦公室官方微博宣布,上海市交警部門稱,正嚴查電動平衡車上道路行駛行為。根據上海市規(guī)定,電動平衡車不具有路權,不得上道路行駛:在機動車道上使用的,按上限處罰款五十元;在非機動車道和在人行道上使用,處罰款二十元。

北京交管部門嚴查雙輪和單輪電動平衡車,并且將電動滑板等類似工具,也列入禁止上路的范圍,不服從規(guī)定,將被警告,要求糾正。

建議

對電動平衡車的生產和使用需要加強管理,要求廠商必須標注安全警示,限制使用者年齡;禁止商家向未成年人推銷,不得將其作為玩具推廣。家長亦需小心,基于安全考慮,不能放任孩子使用電動平衡車。各地交警部門也需嚴格查處電動平衡車違規(guī)上路行為。

交通工具需和路權相對應,通過中華人民共和國道路交通安全法來約束,才能在行駛中保證安全,電動平衡車的出現無疑打破了交通安全平衡。在非機動車道上使用滑板、旱冰鞋、電動平衡車的行為應當不能影響他人的行路權,并確保他人安全。隨著電動平衡車的數量增多,有關方面如何采取措施來避免相關的安全隱患是亟待解決的問題。

發(fā)展趨勢

電動平衡車作為一種新型交通工具,具有便捷、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點,適用于城市短途出行、上下班代步、校園出行、旅游娛樂等多種場景。隨著城市化進程的加速和人們對出行品質的要求提高,電動平衡車市場需求不斷增長。未來,隨著電動平衡車技術的不斷成熟和市場推廣力度的加大,其市場需求將進一步擴大。

電動平衡車行業(yè)發(fā)展現狀預計未來,電動平衡車市場將保持快速增長態(tài)勢。隨著技術的不斷進步和市場需求的增加,電動平衡車行業(yè)將逐漸實現品牌集中化和市場細分化。同時,隨著共享經濟的發(fā)展,電動平衡車將逐漸與共享單車等共享交通工具共同構建完善的出行體系。

法律法規(guī)

2018年4月,國際電工組織IEC發(fā)布了平衡車電氣安全檢測新標準IEC60335-2-114:2018,至此,UL和IEC這2個當前國際上最有影響力的標準體系均已發(fā)布了平衡車的安全標準,標志著平衡車的標準化進入了全新的階段。

2018年9月28日,北京市十五屆人大常委會第七次會議,將對《北京市人民代表大會常務委員會關于修改《北京市實施中華人民共和國道路交通安全法辦法》的決定》進行表決。通過使用電動平衡車、滑板車等器械作為代步工具上路的情況將面臨扣留器械,并處以200元罰款的處罰。

2019年4月,電動平衡車現行GB/T34667-2017《電動平衡車通用技術條件》和GB/T34668-20172《電動平衡車安全要求及測試方法》兩個國家標準。

2019年4月9日,澳大利亞發(fā)布《消費品(自平衡車)安全標準2018》的修訂版。自平衡車是指具有1或2個輪子的騎乘裝置,沒有轉向手柄、座椅或車把;該裝置由鋰離子電池供電,可通過連接電源進行充電。根據該新版標準要求,現行《消費品(自平衡車)安全標準2018》有效期至2021年7月16日。

2019年8月12日國際電工委員會(IEC)宣布,中國專家吳小東當選TC125個人電動運輸設備委員會(Personale-Transporters)主席,任期從2019年8月至2025年7月。IEC/TC125負責在電動/電子控制速度和(或)轉向的路上/公共交通用電氣供電交通設備等領域開展國際標準制修訂工作,包括安全和可靠性、防止傷害、維修、公共使用的接插站、再充電、再利用等,典型的產品包括電動平衡車、電動滑板車、電動送貨車等。

中國《中華人民共和國道路交通安全法》明確規(guī)定,滑行工具不具備路權,不能在非機動車道上行駛,更不能駛入機動車道,其使用范圍僅僅是在封閉的專業(yè)場所和室內場地。

工信部網站的《車輛生產企業(yè)和產品目錄》中也未提到電動平衡車,這也說明相關條例對于這個新生交通代步工具規(guī)范的缺失。上海交警部門曾表示,平衡車屬于新生事物,目前還無法對其作出法律與法規(guī)上的界定。但可以肯定的是,平衡車并不具備道路行駛權,因此除了封閉的小區(qū)道路等環(huán)境,市民不應該在機動車以及非機動車道上行駛這類平衡車。平衡車在質量方面也存在同樣問題,據了解質監(jiān)部門沒有對平衡車的質量安全標準作具體界定,如果碰到具體的產品質量問題,消費者只能直接與商家進行協(xié)商溝通。

新產品

2014年6月,電動平衡車的發(fā)明者美國索羅威爾公司發(fā)布了一種稱為可穿戴代步裝備的新產品。它不僅僅是一款交通工具,更被升級為一個移動終端。這款電動平衡車在行駛時,會不斷采集包括路況、里程、駕駛時間等信息,并通過內置的藍牙芯片,將這些信息發(fā)送到手表、手機等顯示設備上。這能夠讓駕駛者隨時掌握車輛的工作狀態(tài),保證車輛的安全駕駛。電動平衡車由于其節(jié)能、環(huán)保、站立駕駛、操作簡單等一系列優(yōu)勢,在國內外已經被廣泛應用。家用版的獨輪車也已經逐漸走進我們的生活,也許在不久的將來,會有更多的電動平衡車成為我們的代步工具。

相關事件

賽格威公司是全世界最早研制出電動平衡車的公司。2010年9月26日,美國賽格威公司老板吉米在美國自家別墅附近騎行自己公司生產的電動平衡車,不小心在山路中被絆倒,最后連人帶車墜下懸崖,掉入沃夫河中,不幸身亡。

著名演員高虎在2014年8月,騎行兩輪電動平衡車,因速度過快不慎摔倒在地,而依舊飛奔的平衡車卻撞上一輛寶馬車。

2015年年底,美國亞馬遜等零售業(yè)對在售平衡車進行了下架處理。

2016年2月,美國消費品安全協(xié)會(CPSC)宣布,所有在美國生產、進口、銷售的平衡車必須符合最新的UL2272標準。

蘭州新區(qū)綜合執(zhí)法局引進雙輪智能平衡車,經過20多天的試運行,于2017年2月7日正式亮相新區(qū)街頭輔助綜合執(zhí)法,用于加強對繁華街區(qū)、廣場公園、背街小巷等人流密集的重點區(qū)域巡查防控,有效覆蓋執(zhí)法車輛無法涉足的區(qū)域,織密織緊執(zhí)法巡查網。據了解,雙輪智能平衡車最高時速20km,充電3h,可續(xù)航35km。

參考資料 >

有道翻譯_文本、文檔、網頁、在線即時翻譯.有道翻譯.2023-11-24

Segway電動平衡車怎么樣?Segway電動平衡車的產品規(guī)格有哪些?.財訊中國.2023-11-27

2023年電動平衡車行業(yè)發(fā)展現狀:電動平衡車相關企業(yè)數量已達1188家.中國報告大廳.2023-11-27

北京電動平衡車上路擬扣車罰200元.騰訊.2018-09-28

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