可擴展輪子組件的多軸後傾角控制系統的製作方法

2023-10-27 06:49:37 4

可擴展輪子組件的多軸後傾角控制系統的製作方法
【專利摘要】用於交通工具的輪子組件，包括：-輪子(10)，-至少一個下懸架連杆(20)和一個上部(30)，所述輪子(10)布置為圍繞樞軸線(90)以360°進行旋轉以引導交通工具，所述樞軸線(90)在垂直投影面上的投影包括穿過在輪子(10)和地面(100)之間的接觸點的垂直軸線，與所述垂直軸線一起界定後傾角，該輪子組件包括：-布置成調整後傾角(α)的後傾角調整裝置(35)，其特徵在於，所述上部(30)的位置相對於交通工具沿第一自由度和第二自由度是可移動的。
【專利說明】可擴展輪子組件的多軸後傾角控制系統
[0001]本發明涉及具有可調整的後傾角的輪子組件以及包括至少兩個這種輪子組件的交通工具。
[0002]文件W02010/150286描述了具有五個全向輪子組件的交通工具。這種交通工具可以通過移動輪子支架來調整其高度，但該高度調整是在軸水平上完成的，以至於該系統複雜並且前端或後端將會移動，以至於在彎道中的穩定性沒有改善。還應當注意到，由於升高的重心，高度的增加將導致失去穩定性，並且乘員的安全性可能受到損害。
[0003]文件WO 2011/147648描述了具有有著可調整的後傾角的輪子組件的交通工具。然而，該文件中公開的系統被限制到在有限範圍的數值內調整後傾角。
[0004]本發明目的是解決這些上述缺點並且意在首先提出一種能夠提供改進的後傾角調整的全向輪子組件，以便在轉彎時、在斜坡上且如果交通工具高度提高的話，提高穩定性。
[0005]記住該目標，本發明的第一個方面是用於交通工具的輪子組件，包括:
[0006]-輪子，
[0007]-至少一個下懸架連杆和一個上部，二者都布置成連接至交通工具，
[0008]輪子被布置為一旦連接至交通工具就圍繞由所述至少一個下懸架連杆和所述上部定位的樞軸線旋轉360°，以引導交通工具，
[0009]樞軸線在垂直投影面上的投影包括穿過在輪子和地面之間的接觸點的垂直軸線，與所述垂直軸線一起界定後傾角，
[0010]該輪子組件包括:
[0011]-後傾角調整裝置，其布置成不管投影面的定向如何，都在預定範圍內調整所述後傾角，
[0012]其特徵在於，上部的位置相對於交通工具沿第一自由度和第二自由度是可移動的，並且所述後傾角調整裝置布置成沿第一自由度和第二自由度控制所述上部的位置。
[0013]由於該上部具有兩個自由度，根據本發明的輪子組件為現有技術的系統提供了改進。後傾角的調整可通過沿該兩個自由度獨立地移動該上部來完成，以便該系統提供更多調整後傾角的可能性。換言之，樞軸線可憑藉兩個自由度定位，以不僅調整後傾角，而且當有必要保持行駛安全狀況時增加軌道的寬度。
[0014]有利地，第一自由度和第二自由度是沿包含在垂直於樞軸線的平面內的兩個軸線的兩個平移。本實施方案提供了以X-Y系統在位於由該兩個軸線定義的正方形、長方形或任何其它種類的區域中的任何點定位上部的可能性。這樣的X-Y調整系統通過沿一個軸線或另外一個軸線，或者同時沿兩個軸線移動上部，可靈活定位上部。理想地，兩個軸線是垂直的。
[0015]有利地，後傾角調整裝置包括形成兩個軸線的第一螺釘和第二螺釘，第一螺釘布置成連接至交通工具並控制第一可移動螺母沿其軸線的位置，第二螺釘連接至第一可移動螺母並控制第二可移動螺母沿其軸線的位置，上部連接至第二可移動螺母。具有螺釘-螺母組件的該實施方案對於設置上部沿著軸線的所需要位置是有效率和穩健的。
[0016]理想地，後傾角調整裝置包括兩個電馬達，並且第一和第二螺釘各自連接至布置成控制第一和第二可移動螺母的位置的所述電馬達中的一個電馬達。該實施方案的電馬達允許上部精確、快捷並且動態地定位至所要求的位置。
[0017]作為一個可選方案，後傾角調整裝置包括兩個氣動馬達，並且第一和第二螺釘各自連接至布置成控制第一和第二可移動螺母的位置的所述氣動馬達中的一個氣動馬達。與電馬達相比，如果交通工具配備有壓縮空氣分配裝置，則氣動馬達可能是成本效率高的解決方案。
[0018]作為第一實施方案的可選方案，第一自由度是圍繞平行於樞軸線的軸線的轉動，並且第二自由度是平行於樞軸線的平移。該實施方案利用了具有位於下懸架連杆處的球形接頭的結構布置:平行於樞軸線的平移改變了臂槓桿，以便改變後傾角。
[0019]有利地，後傾角調整裝置包括偏心箱(eccentric case):
[0020]-被連接至交通工具，
[0021]-布置成圍繞平行於樞軸線的所述軸線轉動，
[0022]-在距平行於樞軸線的所述軸線的偏心距處具有連接至上部的連接部，以及
[0023]-布置成相對於連接至上部的所述連接部在平行於樞軸線的平移方向滑動。
[0024]有利地，後傾角調整裝置包括布置成在偏心箱和上部之間形成該連接部的槓桿，該槓桿具有布置成連接至交通工具的支點，並且支點布置在偏心箱和上部之間。由於支點布置在偏心箱和上部之間，根據本發明的該實施方案的該額外的槓桿放大了上部的位移。該實施方案減小了偏心箱平行於樞軸線的必要平移以得到導致後傾角的顯著調整的上部的明顯位移。
[0025]有利地，輪子組件布置成相對於行駛條件調整後傾角。後傾角關於取決於轉角、速度、路面抓地力等的行駛條件進行調整以增強穩定性。換言之，如果交通工具改變方向，後傾角調整至特定值，如果交通工具必須進行緊急減速等，後傾角調整至其它特定值。
[0026]有利地，輪子組件包括長度調整裝置，該長度調整裝置布置成相對於調整的後傾角調整上部連接點和接觸點之間的距離，該接觸點在輪子和地面之間。根據本實施方案的該長度調整裝置允許關於行駛條件來改變交通工具主體的高度。換言之，當交通工具行駛在柏油路上時，高度可設置在最小值，但是當道路上有水(洪水狀況)時或者當有要越過的物體時，交通工具的高度可提高(例如多達I米或更多)。外部的和內部的驅動組件在彎道和轉彎時的擴展調整可以「傾斜效應(banking effect) 」補償對乘客的離心力。這種在輪子組件層級獨立調整高度的方式避免了鉸接艙室以實現該傾斜效應的需要，並且交通工具結構更簡單並且對於傾斜底盤更具有高成本效率。
[0027]有利地，長度調整裝置布置成相對於輪子圍繞樞軸線的轉動來調整距離。當交通工具方向變化時，交通工具的穩定性增加。控制命令由在交通工具層級處調整輪子組件的集成的主動控制系統操作，以在發送命令以調整各個輪子組件的後傾角和長度之前，計算與行駛條件(速度、轉角、緊急停車、和道路坡度)相關的所有相關數據。
[0028]本發明的另一個方面是輪子組件，包括:
[0029]-在輪子軸線和樞軸線之間的鉸接部(articulat1n),以及
[0030]-外傾角調整裝置，其布置成允許調整在輪子軸線和水平線之間的外傾角，以補償上部沿其任何自由度的位置的調整的影響。該實施方案提供了將影響外傾角的樞軸線的傾斜的補償。由於當樞軸線傾斜時，甚至當樞軸線傾斜以將輪子從交通工具底盤外圍移出時外傾角被修正，所以輪胎上的應力也不會增加。換言之，如果交通工具的高度增加以至於穩定性受到損害，該樞軸線傾斜以增加導致輪子遠離彼此移動的軌道。在極端的情況下，輪子可以以五十釐米或更遠遠離彼此移動，並且外傾角將被極大改變。憑藉外傾角調整裝置和輪子軸線與樞軸線之間的鉸接部，不管樞軸線的傾斜和後傾角如何，外傾角可被調整以保持在預定範圍。
[0031]本發明還涉及包括至少一個根據本發明第一方面的輪子組件的交通工具，並且其中後傾角相對於行駛條件進行調整。
[0032]從下面的本發明的由附圖所示的特定的非限制性例子的詳細描述，本發明的其它特徵和優點將顯得更清楚，其中:
[0033]-圖1表示根據本發明的輪子組件的側視圖；
[0034]-圖2表示圖1中的輪子組件的正視圖；
[0035]-圖3表示圖1中設置在第一長度的輪子組件；
[0036]-圖4表示圖1中設置在第二長度的輪子組件；
[0037]-圖5表不本發明的另一實施方案的正視圖。
[0038]圖1所描繪的輪子組件包括輪子10，輪子10布置為響應於來自於與齒輪96接合的電驅動裝置(未示出)的指令而圍繞樞軸線90旋轉。輪子組件布置成在上部30和下部懸架臂20之間連接至交通工具。上部30布置成相對於交通工具可移動並具有兩個自由度。這兩個自由度是沿兩個垂直軸線31和32的平移。輪子組件裝有後傾角調整裝置35，該後傾角調整裝置35布置為利用螺釘-螺母組件控制上部30沿兩個垂直軸線31和32的位置，以便通過在兩個垂直方向移動上部連接部30的位置來精確調整輪子組件的後傾角。兩個板100是交通工具底盤的一部分，以給由兩個螺釘-螺母組件執行的移動提供參考。螺釘32連接至板100並從而布置成在如上部30上的雙箭頭所示的其方向上移動上部30。輪子組件包括懸掛裝置50並且還包括將在下面段落中針對於圖3和4進行詳細說明的長度調整裝置40。輪子10可由未示出的安裝在輪子組件頂部的一個電馬達驅動。
[0039]圖2示出了圖1的輪子組的正視圖。在與圖1為90°的該視圖中，可注意到，由於螺釘31連接至由螺釘32驅動的螺母，現在是螺釘31被布置為沿其軸線如在上部30上的雙箭頭所示的移動上部30。兩個螺釘31和32可由電馬達或者由氣動馬達驅動。
[0040]圖3示出了圖1的輪子組件的正視圖。長度調整裝置40設置在小的高度Hl上，以便地面和上部30之間的距離小。這種布置可以對應於標準的行駛條件，例如當交通工具行駛在浙青或常規杆上時。
[0041]圖4示出圖1的輪子組件的正視圖。長度調整裝置40設置在大的高度H2上，以便地面和上部30之間的距離大。這種布置可以對應於特定的行駛條件，例如當交通工具行駛在越野條件下，或當有洪水時，以便交通工具底盤升高足以不接觸水。然後，乘員可繼續他們的行程。從地面提高交通工具多達至一米可能是必要的，並且穩定性可能會受到影響，但後傾角調整裝置可以隨後定位上部30，以便輪子之間的寬度(換言之，軌道)增加以提高交通工具的穩定性，以避免任何翻滾問題。
[0042]圖5表示了根據本發明另一實施方案的輪子組件。在該特定實施方案中，鉸接部60被集成在輪子軸線11和樞軸線90之間，以便兩個軸線之間的角度Y是可調整的。這導致輪子軸線11和水平線12之間的外傾角β是可調整的，以補償後傾角的調整的影響。確實，由於上部30沿兩個獨立自由度可移動，所以樞軸線90可被定向以便輪子10移動離開交通工具底盤的周圍以提高交通工具的穩定性並且鉸接部60允許外傾角的調整以避免該外傾角的過度值。
[0043]可以理解，對於本領域的技術人員來說，在由所附權利要求限定的本發明的範圍內，可以進行明顯的改進和/或修改。特別是，本發明提到了調整外傾角以避免輪胎壓力過大的可能性，但也可考慮使用摩託車輪胎，即圓截面輪胎，以在地面和輪胎之間具有恆定的接觸點，從而在極端的角度傾斜下確保連續的路面抓地力。本發明還提到沿自由度的移動是通過螺釘沿其軸線定位螺母獲得的，但也可計劃成通過螺母的轉動來使螺釘沿其軸線可移動。換言之，可以是螺釘或螺母沿螺釘軸線是可移動的。
【權利要求】
1.一種用於交通工具的輪子組件，包括: -輪子(10)， -至少一個下懸架連杆(20)和一個上部(30), 二者都布置成連接至所述交通工具， 所述輪子(10)被布置為一旦連接至所述交通工具就圍繞由所述至少一個下懸架連杆(20)和所述上部(30)定位的樞軸線(90)旋轉360。，以引導所述交通工具， 所述樞軸線(90)在垂直投影面上的投影包括穿過在所述輪子(10)和地面(100)之間的接觸點的垂直軸線，與所述垂直軸線一起界定後傾角， 所述輪子組件包括: -後傾角調整裝置(35)，其布置成不管投影面的定向如何，都在預定範圍內調整所述後傾角(^)， 其特徵在於，所述上部(30)的位置相對於所述交通工具沿第一自由度和第二自由度是可移動的，並且所述後傾角調整裝置(35)布置成沿所述第一自由度和所述第二自由度控制所述上部(30)的位置。
2.根據權利要求1所述的輪子組件，其特徵在於，所述第一自由度和所述第二自由度是沿包含在垂直於所述樞軸線的平面內的兩個軸線(31,32)的兩個平移。
3.根據權利要求2所述的輪子組件，其特徵在於，所述後傾角調整裝置(35)包括形成所述兩個軸線(31,32)的第一螺釘和第二螺釘，所述第一螺釘布置成連接至所述交通工具並控制第一可移動螺母沿其軸線的位置，所述第二螺釘連接至所述第一可移動螺母並控制第二可移動螺母沿其軸線的位置，所述上部(30)連接至所述第二可移動螺母。
4.根據權利要求3所述的輪子組件，其特徵在於，所述後傾角調整裝置(35)包括兩個電馬達，並且所述第一螺釘和所述第二螺釘各自連接至布置成控制所述第一可移動螺母和所述第二可移動螺母的位置的所述電馬達中的一個電馬達。
5.根據權利要求3所述的輪子組件，其特徵在於，所述後傾角調整裝置(35)包括兩個氣動馬達，並且所述第一螺釘和所述第二螺釘各自連接至布置成控制所述第一可移動螺母和所述第二可移動螺母的位置的所述氣動馬達中的一個氣動馬達。
6.根據權利要求1所述的輪子組件，其特徵在於，所述第一自由度是圍繞平行於所述樞軸線的軸線的轉動，並且所述第二自由度是平行於所述樞軸線(90)的平移。
7.根據權利要求6所述的輪子組件，其特徵在於，所述後傾角調整裝置(35)包括偏心箱: -被連接至所述交通工具， -布置成圍繞平行於所述樞軸線(90)的所述軸線轉動， -在距平行於所述樞軸線(90)的所述軸線的偏心距處具有連接至所述上部(30)的連接部，以及 -布置成相對於連接至所述上部(30)的所述連接部在平行於所述樞軸線(90)的平移方向滑動。
8.根據權利要求7所述的輪子組件，其特徵在於，所述後傾角調整裝置(35)包括布置成在所述偏心箱和所述上部(30)之間形成所述連接部的槓桿，所述槓桿具有布置成連接至所述交通工具的支點，並且所述支點布置在所述偏心箱和所述上部(30)之間。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的輪子組件，其特徵在於，所述輪子組件布置成相對於行駛條件調整所述後傾角(0)。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的輪子組件，其特徵在於，所述輪子組件包括長度調整裝置(40),所述長度調整裝置(40)布置成相對於調整的後傾角(0)調整所述上部連接點(30)和在所述輪子(10)和地面(100)之間的所述接觸點之間的距離。
11.根據權利要求10所述的輪子組件，其特徵在於，所述長度調整裝置(40)布置成相對於所述輪子(10)圍繞所述樞軸線(90)的轉動調整所述距離。
12.根據權利要求1-11中任一項所述的輪子組件，其特徵在於，所述輪子組件包括: -在所述輪子軸線(11)和所述樞軸線(90)之間的鉸接部(60),以及 -外傾角調整裝置，其布置成允許調整在所述輪子軸線(11)和水平軸線(12)之間的外傾角(1?)，以補償所述上部(30)沿其任何自由度的位置的調整的影響。
13.—種交通工具，包括至少一個根據權利要求1-12中任一項所述的輪子組件，其中，所述後傾角(0)相對於行駛條件進行調整。
【文檔編號】B60G17/016GK104349917SQ201280073718
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2012年6月4日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】約翰·維克託·加諾 申請人:約翰·維克託·加諾