背包滑板——关于产品的结构及其基本技术

海口经济学院 林其立 张 立 刘浩毅 陈 瑞

该文介绍了在一定程度中可以解决短途出行等方面的压力，同时具备储物能力大、携带方便，重量轻巧等优点的一款背包滑板。在人们不需要代步工具的时候，可将其收回，并转换成一款轻便的背包。主要讲解：背包滑板的运行的基本原理已经在技术中如何实现对代步工具的控制问题。

在日常生活中，学校中、上班工作中，短途出行的问题一直对于很多人来讲是一种困扰，挤地铁等虽然很方便可是在一些方面却存在人流量大、线路复杂、耗费时间等问题。而在当今时代中，便利的交通工具已经成为人们日常生活中的必需品，我们团队名为“freedom”的背包滑板则可以和这个时代中的“便利”“快捷”等词汇完美契合。他的主要受众群体是在校大学生与城市中的上班族，传统的交通工具在短途的行进间无法满足受众群体，很多人对于上课、上班的路程叫苦不迭。而背包滑板能够提供方便的代步工具，让人们在短途的路程中方便快捷。而且搭载了背包，可以使人们在出行的同时携带更多的物品，更加提高了出行的快捷。

1 背包滑板产品介绍

背包滑板主体可由两部分构成，分别为尼龙防水材质的背包与可折叠智能滑板组成，在平时的日常生活中便于使用者在大储物的基础上实现更加快捷的出行方式。大多数背包的材料为涤纶和帆布，在使用中并没有特别的坚韧可靠，而且因为背包滑板的主要目的是对于出行便利的同时增加其储物能力，所以背包主体采用了尼龙材质，这种材质的优点在于具有极高的韧性和防水能力。背包后具有一定的空间，可以存放用于驱动滑板的电池、电路板等主体结构。滑板设计成为可在中间折叠的结构，在背包的后部可以收纳折叠后的滑板，使滑板和背包成为一个共同的结合体，折叠的滑板中间会有一个轴承，使滑板中间分开并向下进行折叠，最后对滑板进行收缩使其顺利收进背包中。背包中内置一个充电装置，具有多个USB接口，可用于在任何情况下对手机进行充电。滑板在展开时可达到最高25km/h的速度前进，最大续航1.5h，可以承重110kg。滑板的主体由碳纤维制造，最大的程度上保证了滑板的重量轻、耗能低的优点。滑板的控制方面设计了一个便于操控的手柄，在手柄中具有一个可以操控速度的旋钮，让使用者能够简单直观的操控使用，手柄上有一个压力控制器，从而实现刹车等等功能。对于每一个“freedom”背包滑板，都拥有一个单独的MAC与手机客户端所对应，当使用者使用背包滑板时，可在对应的手机APP中第一时间查看到滑板的剩余电量、续航里程等等。软件中还可以支持个性化的设计，并且设计了供使用者讨论的社区功能，丰富了使用者的体验感觉。在后期还支持滑板的固件升级与软件算法的更新，使滑板背包的体验更加丰富。

2 结构介绍

2.1 滑板收纳

背包滑板主要构成是滑板和背包，该背包滑板的亮点在于背包和滑板的连接处的设计实现“板包一体”，所诉连接处设计在于滑板收纳于背包里以及变为滑板形态，背包于人体背部接触处有收纳滑板的空间，接触处下端有滑板与背包的连接轴。当需要变为滑板形态时，可将书包下端的滑板体抽出，然后旋转90°在加以固定变为滑板形态。整体上便捷、美观、实用。滑板部分采用一体无缝式设计，板面无螺丝孔，开孔不走线，搭配原装可拆卸LED大灯提供夜间照明。

2.2 背包材料

基于用于军事防弹衣的原始防弹编织尼龙，致密坚固的CORDURA®防弹织物由高韧性尼龙6,6长丝纱线制成，并具有更高的抗撕裂性和耐磨性。

特点如下：

●强-优异的抗撕裂性

●致密-紧密的机织物轮廓

●光泽/光泽-100%高强度（>420D）尼龙6,6亮丝

面料类型：机织-最小2x2篮子编织，可以涂层或层压。材料如图1所示。

图1 材料图片

2.3 电机设计

轮轴处采用加强轴承减震模块，载重量达到150kg（含）-200kg（不含）。可实时根据用户习惯记录平衡参数，实现智能平衡适应。让用户有个性化式体验。动力方面采用无刷电机，无刷直流电机具有多种优势，比如效率高、便子小型化以及制造成本低。本项目所用电机应用N52H瓦型磁铁，精准控制气隙保证电机强劲动力，同时采用了日本NSK轴承，高效顺滑，耐高温，不掉磁，轻量化的底座设计，高效散热，保证了滑板的稳定性。搭载Turbo功能，可实现曲线提速，在不降低电机扭矩的前提下实现涡轮增压，并且拥有FOC有感控制，无感模式高速运行平稳且安静，有感模式起步强劲且有力。制动方面。省略了大量的传动部件，使得滑板背包更加的轻便敏捷，

内转子结构，配置了固定传动比减速器，骑行是安全保障大增。电机转速最高达到10000r/min。使其更加安全、静音。并且双电机所爆发出来的大扭矩能更是能媲美小型的电动车。节省空间，提高空利用率。使用离合机构，减小电磁阻力，结构如图2所示：

图2 结构图

2.4 电池选用

电池方面选择合适的可充电的锂电池，要综合电池容量、重量等因素，分析放电能力以及压力，电池内阻要为最小量。本项目所选电池可进行无线充电，也可以在特殊情况下为手机反向充电，并且可以通过电量指示灯随时查看电池电量剩余情况，方便使用者观察电量情况。采用智能锂电池，体积小，电量高，超级续航，标配快充适配器，120min快速充满单次充满续航里程37.5km。三十分钟，即可补充十公里续航里程，支持8000次以上放电、长寿命、更持久。两排30000mAh电池串联在一起。

2.5 滑板手柄控制

我们采用手柄控制，手柄采用“一机一柄”无线连接，手柄上可实现多种选择模式：普通速度/加速行驶/慢速行驶/前后倒档。手柄上的滚轮可以控制速度。食指板机键有力度传感器，刹车时直根据手感力度轻重决定刹车之缓急，当最大力度握死时也可后轮抱死制动。

2.6 软件设计

在软件设计方面，我们会设计专有APP来绑定滑板，实现“一机一板”，反应滑板使用状况和实时电量，记录用户使用习惯，通过传感器记录用户使用参数可传输至手机APP分析，可得出电池健康度以及用户使用参数，提供个性化体验设置。支持后期固件升级，通过APP将优化的新算法上传至滑板，以达到后期升级新的功能。手机APP里还有社区板块，用户可以实时分享使用感受及不足，以方便后期算法更新，提升用户体验。

2.7 蓝牙设计

连接手机方面：采用蓝牙连接，就是无线蓝牙传感器系统。使用手机开启蓝牙，搜索附近蓝牙设备，找到传感器系统，匹配好，然后传感器就可以直接把信号通过蓝牙模式传送到手机上了。同时可应用ZigBee技术，ZigBee技术是一种无线通信技术，在运行中具有功率低，成本低廉且性能稳定的特征，应用较为广泛，也更为安全便捷，其性能稳定，十分方便数据实时传输给手机端，增强了用户的体验。蓝牙设计如图3所示。

图3 蓝牙设计

2.8 滑板材料

传统滑板的面板材料是采用几层木片压制而成，在传统枫木的结构上增加了碳纤维材料，不仅大大提升了板面的强度，更大大提升了板面的持续弹性，七层复合材质面板，三层加拿大枫木，最顶层有两层碳纤维，两层碳化竹。碳纤维不仅是重量轻，实现面板轻量化，还使滑板具有良好的韧性、耐腐蚀性、高强度、耐高温和抗冲击能力。滑板质量越轻，受到的阻力越小速度也就越快。碳纤维的重量轻，但是强度却很大，能支撑起骑行者跟背包的质量，长期久用也不会损坏，长时间的使用也不会变形，抗震性能也很好，足以应对在城市的各种路况。

2.9 工作流程图（图4）

图4 工作流程图

结语：本文阐述了一款可折叠式遥控背包滑板的设计内容，介绍了在当代社会环境下这款设备可以带给人们的好处。滑板背包通过它的方便性、可操控性、安全稳定性在代步工具中脱颖而出，它有相关的软件可以为它进行实时的监控，最大限度地让使用者了解到背包滑板的状态。另一方面，控制滑板的手柄功能较为齐全，在简单快捷的基础上可以让用户达到最好的控制体验。背包滑板在原有的两种物品上实现了有机结合，使两种物品的优点汇总到了一起。