專利名稱：具有樞軸支撐架的車輛穩(wěn)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有用于騎車人的支撐架的平衡式小型車輛，該支撐架可樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)，以便相對(duì)于車輛的地面接觸部件以某一所需角度承載騎車人。
這種平衡式車輛可能缺乏靜態(tài)穩(wěn)定性。例如，參照附

圖1A，圖中示出了一種現(xiàn)有技術(shù)中的全部用標(biāo)號(hào)18表示的小型交通工具，騎車人站在支撐平臺(tái)12上，并握住固定在平臺(tái)12上的操縱把16的握把14，因此可采用類似于操縱踏板車的方法操縱本實(shí)施例所述的車輛18?？稍O(shè)置一控制環(huán)，在騎車人傾斜時(shí)可把扭矩施加到環(huán)繞軸22的輪子20上，從而使車輛加速。但是，車輛18在靜態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，也不能操作控制環(huán)來保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，騎車人10將不能再以站立姿勢(shì)被支撐在上面，還會(huì)從平臺(tái)12上摔下來。另一種現(xiàn)有技術(shù)中的平衡式車輛如圖1B所示，并全部由標(biāo)號(hào)24表示。小型車輛24也具有圖1A所示車輛12的特征，即設(shè)有用于支撐騎車人的支撐平臺(tái)12和固定在平臺(tái)12上的操縱把16的握把14，因此可以采用類似于操縱踏板車的方式操縱本實(shí)施例所述的車輛18。圖1B表示雖然車輛24設(shè)有具有多個(gè)輪子28的輪組26，車輛24仍然不能保持靜態(tài)穩(wěn)定，也不能操作控制環(huán)來保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，騎車人10將不能再以站立姿勢(shì)被支撐在上面，還會(huì)從平臺(tái)12上摔下來。
根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例，該支撐架包括一座位。該支撐架在一定向的樞軸處安裝到平臺(tái)上，可使支撐架環(huán)繞基本上橫跨前后平面的軸移動(dòng)。該裝置還設(shè)有一固定在平臺(tái)上的操縱把，該操縱把在騎車人大致腰部的高度上設(shè)有一握把，從而可以類似于操縱踏板車的方式操縱該裝置。地面接觸組件的特征在于具有一與地面接觸區(qū)域，支撐架設(shè)有一鉸接部件，鉸接部件偏轉(zhuǎn)可以支撐騎車人的一部分體重，而且支撐架大致在地面接觸組件與地面接觸的區(qū)域之上設(shè)有一局部穩(wěn)定區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于承載用戶的裝置，該裝置設(shè)有一平臺(tái)和一用戶支撐架，該支撐架設(shè)有一相對(duì)于平臺(tái)限定的位置并以下述方式與平臺(tái)連接，即在正常操縱裝置期間，用戶可相對(duì)于平臺(tái)改變支撐架的位置。該裝置還設(shè)有一可通過至少一個(gè)地面接觸部件在一基礎(chǔ)表面上驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器，以及一與機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器連接的控制器，該控制器至少根據(jù)用戶支撐架的位置，控制機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明的還一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于運(yùn)送坐在座位上的用戶的裝置。該裝置具有一用于承載包括座位上的用戶在內(nèi)的有效載重的平臺(tái)，一安裝在平臺(tái)上、相對(duì)于基礎(chǔ)表面驅(qū)動(dòng)該平臺(tái)的地面接觸組件，以及一連接在地面接觸組件上的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器用于僅以用戶傾斜的控制方式向地面接觸組件傳遞能量。
圖1A是現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)態(tài)平衡式車輛的側(cè)視圖，本發(fā)明的一實(shí)施例有效地利用了其內(nèi)容；圖1B是現(xiàn)有技術(shù)中的另一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡式車輛的側(cè)視圖，本發(fā)明的一實(shí)施例有效地利用了其內(nèi)容；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有可樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接支撐架的一種動(dòng)態(tài)平衡式車輛的側(cè)視圖；圖3是圖2所示動(dòng)態(tài)平衡式車輛的側(cè)視圖，示出了局部折疊結(jié)構(gòu)中的樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接支撐架；圖4A是一動(dòng)態(tài)平衡式車輛的側(cè)視圖，示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的一樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸接支撐架；圖4B是圖4A所示實(shí)施例的另一個(gè)側(cè)視圖，示出了樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架的兩個(gè)位置；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，設(shè)有一中心平衡位置的樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)支撐架的側(cè)視圖；圖5B是圖5A所示實(shí)施例的另一個(gè)側(cè)視圖，詳細(xì)示出了一凸輪隨動(dòng)件的結(jié)構(gòu)。
下面參照?qǐng)D2，示出了一種小型車輛30，可通過操作控制環(huán)(未示出)和車輪驅(qū)動(dòng)器(未示出)向一個(gè)或多個(gè)車輪32(或者其它地面接觸部件)施加扭矩，從而感應(yīng)和補(bǔ)償車輪的傾斜度，因此，如果騎車人10向前傾斜，就會(huì)產(chǎn)生車輛向前的運(yùn)動(dòng)?？梢岳斫獾氖?，沒有必要把平臺(tái)12直接連接到車輪32上。在車輛正常運(yùn)行期間，沒有必要避免車輛的傾斜，這樣可保持車輛的持續(xù)運(yùn)行和加速。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，設(shè)置一用于承載騎車人10部分體重的座位34。騎車人10仍然可以改變他的重心位置、和車輛30與騎車人10的共同的重心36的位置，同時(shí)借助于座位34相對(duì)于平臺(tái)12的樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)，由座位34繼續(xù)承載騎車人的部分體重。
可以理解的是，在本說明書和所附的權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，車輪32可以環(huán)繞一單軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或者，也可以是環(huán)繞一采用單滾珠軸承(uniball)、可改變方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
座位34通過各種機(jī)構(gòu)中的任何一種固定在平臺(tái)12上。根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，座位34通過連桿38安裝到平臺(tái)12上，其本身可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在平臺(tái)12上，并且在膝蓋式連接部40安裝在座位34上?？衫靡粡椈山Y(jié)構(gòu)(未示出)或其等同結(jié)構(gòu)使包括座位34和連桿38在內(nèi)的鉸接支撐架偏轉(zhuǎn)，從而抵銷騎車人的體重。圖3表示把座位34相對(duì)于連桿38壓到膝蓋式連接部40。另外，所示的樞軸42采用某種方式把連桿38連接到支撐平臺(tái)12上，從而限制連桿38環(huán)繞一基本上橫跨前后平面的軸前后移動(dòng)。該彈簧結(jié)構(gòu)(未示出)可包括諸如螺旋彈簧或氣體彈簧之類的任何公知部件，以便偏轉(zhuǎn)用于承載騎車人體重的某些摩擦力的支撐機(jī)構(gòu)。另外，在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，也涵蓋本領(lǐng)域公知的用于在前后方向上平移座位34的機(jī)構(gòu)，該座位可相對(duì)于地面接觸部件32轉(zhuǎn)移騎車人的體重。
參照?qǐng)D4A，說明圖3的實(shí)施例所述的鉸接折疊座位的一種變化。圖中示出了一平衡式小型車輛44，其座位34可借助于全部由標(biāo)號(hào)46表示的座位支撐機(jī)構(gòu)相對(duì)于支撐平臺(tái)12樞軸式地轉(zhuǎn)動(dòng)。座位支撐架46設(shè)有兩個(gè)環(huán)繞樞軸50樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)的、大致呈線性的部件48，線性部件48可通過樞軸50連接到平臺(tái)12上。線性部件48在樞軸52處連接到座位34上。坐在座位34上的騎車人可通過在前后方向上移動(dòng)座位34轉(zhuǎn)移她的體重，并進(jìn)而轉(zhuǎn)移車輪和騎車人的共同重心。圖4B表示圖4A所示的鉸接折疊座位處于下面兩種位置用標(biāo)號(hào)54表示的位置，該位置位于基本上在地面接觸部件20(圖4A中未示出)與地面的接觸區(qū)域之上的包括騎車人在內(nèi)的車輛重心處；由標(biāo)號(hào)56表示的位置，在該位置座位34還可折向操縱把16。在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，座位34在中心位置54最高，這樣具有最大的勢(shì)能。
參照?qǐng)D5A，根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，通過確保座位上用戶的中心位置——一般位于軸22之上——保持在穩(wěn)定狀態(tài)，即該位置的特征在于局部勢(shì)能最小，從而提供穩(wěn)定性。因此，由于通過騎車人在向前方向60或向后方向62上的移動(dòng)來移動(dòng)座位34，座位34相對(duì)于由標(biāo)號(hào)54表示的中心位置進(jìn)一步從平臺(tái)12移動(dòng)，并進(jìn)而更高于地平面。根據(jù)圖5A所示的實(shí)施例，由連桿的大致呈三角形的結(jié)構(gòu)64支撐座位34。擺臂66環(huán)繞相對(duì)于平臺(tái)12固定的樞軸支撐點(diǎn)68樞軸式地轉(zhuǎn)動(dòng)，而連桿70把擺臂66連接到座位34上。大致平行于連桿70的連桿72在大致水平的方向上把座位34支撐在其中心位置54處。三角形結(jié)構(gòu)64的第三邊由連桿74構(gòu)成。如圖5B更詳細(xì)的所示，連桿74可以是一剛性部件或者一懸掛部件，如圖所示，它包括一氣彈簧76，該彈簧用于對(duì)從路面通過平臺(tái)12傳遞給座位34的振動(dòng)進(jìn)行緩沖。連桿74與凸輪隨動(dòng)件78連接，該隨動(dòng)件78插在凸輪表面80上，這樣的結(jié)構(gòu)方式可在座位34移動(dòng)的中心提供一穩(wěn)定的凹陷82。如果座位34前后移動(dòng)，凸輪80就驅(qū)動(dòng)凸輪隨動(dòng)件78，從而相對(duì)于其中心穩(wěn)定位置升高座位34相對(duì)于平臺(tái)12的高度。這樣就減少了騎車人把身體保持在中心位置所需的努力，從而有利于騎車人把身體保持在更放松的位置，同時(shí)還可以從手把上移開他/她的手。
可以理解的是，座位34在其中心位置54前后移動(dòng)時(shí)，車輛和騎車人的重心基本上位于車輛與地面接觸的區(qū)域之上，基于這種原理提出的用于座位34的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)也涵蓋在所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明所說明的這些實(shí)施例只是用于舉例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解有許多各種形式的改變和改進(jìn)。所有這些改變和改進(jìn)都涵蓋在所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在路面上運(yùn)送人的裝置，該裝置包括a.一限定一前后平面的平臺(tái)，該平臺(tái)承載包括人在內(nèi)的有效載重；b.一包括可移動(dòng)地安裝在平臺(tái)上的地面接觸部件的地面接觸組件，該平臺(tái)和地面接觸組件是一具有一重心的組裝裝置的零部件，該重心具有一相對(duì)于地面接觸部件限定的位置；c.一用于承載人的支撐架，該支撐架以下述方式安裝在平臺(tái)上，即通過支撐架的移動(dòng)，使重心位置在前后平面上發(fā)生變化；和d.一安裝在地面接觸組件上的驅(qū)動(dòng)器，用于以根據(jù)重心位置的方式向地面接觸組件傳遞能量。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該支撐架包括一座位。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該支撐架在一定向的樞軸處安裝到平臺(tái)上，從而使支撐架環(huán)繞基本上橫跨前后平面的軸移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括一固定在平臺(tái)上的操縱把，該操縱把在人大致腰部的高度上設(shè)有一握把，從而可以類似于操縱踏板車的方式操縱該裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該支撐架包括一鉸接部件，該鉸接部件偏轉(zhuǎn)以支撐人的一部分體重。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，地面接觸組件具有與地面接觸的區(qū)域，而且支撐架大致在地面接觸組件與地面接觸的區(qū)域之上具有一局部穩(wěn)定位置。
7.一種用于承載用戶的裝置，該裝置包括a.一平臺(tái)；b.一用戶支撐架，該支撐架設(shè)有一相對(duì)于平臺(tái)限定的位置，并且該支撐架以下述方式與平臺(tái)連接，即在正常操縱裝置期間，用戶可相對(duì)于平臺(tái)改變支撐架的位置；c.一可通過至少一個(gè)地面接觸部件在一基礎(chǔ)表面之上驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的機(jī)動(dòng)化的驅(qū)動(dòng)器；和d.一與機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器連接的控制器，該控制器至少根據(jù)用戶支撐架的位置來控制機(jī)動(dòng)化驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，用戶可通過傾斜來改變相對(duì)于平臺(tái)的支撐架的位置。
9.一種用于運(yùn)輸座位上的用戶的裝置，該裝置包括a.一用于承載包括座位上的用戶在內(nèi)的有效載重的平臺(tái)；b.一安裝在平臺(tái)上，相對(duì)于基礎(chǔ)表面驅(qū)動(dòng)該平臺(tái)的地面接觸組件；c.一連接在地面接觸組件上的驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器用于僅由用戶傾斜進(jìn)行控制的方式向地面接觸組件傳遞能量。
全文摘要
一種平衡式車輛,可以下述方式把騎車人承載在一支撐架例如座位上,即移動(dòng)支撐架來改變車輛的重心位置。另外支撐架的移動(dòng)用來控制根據(jù)重心位置驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)器。這樣,可通過坐在座位上的騎車人的傾斜控制車輛。
文檔編號(hào)B62D61/00GK1377318SQ00812269
公開日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2000年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者迪安·L·卡門, 羅伯特·R·安布羅吉, 羅伯特·達(dá)根, J·道格拉斯·菲爾德, 理查德·庫爾特·海因茨曼 申請(qǐng)人:德卡產(chǎn)品有限公司