一种倒三轮动平衡车制造技术

本发明专利技术公开了一种倒三轮动平衡车，属于车辆领域。本发明专利技术的倒三轮动平衡车，其通过使转向操作与车身摆动相独立，即车的转向操作与车身相对于前轮座及地面的摆动互不影响，车身在行驶的过程中不借助任何外力动态平衡地立于前轮座及地面之上，利用驾车人或电子平衡控制系统来感受并维持动态平衡状态，使动平衡车在行驶过程中所受的合力始终自动的通过摆动的轴线，解决了前轮为非一体式转向的小型倒三轮车速度与稳定性的矛盾问题，以简单经济的技术手段使小型倒三轮车能够在更紧凑的尺寸下、在更高的速度下平稳行驶，提高了前轮为非一体式转向的倒三轮车的行驶安全性和操作灵活性，为驾车人提供了最佳的操控体验，大大拓展了它的适用人群和场合。适用人群和场合。适用人群和场合。

【技术实现步骤摘要】
一种倒三轮动平衡车


[0001]本专利技术涉及车辆领域，更具体地说，涉及一种倒三轮动平衡车。

技术介绍

[0002]目前的小型电动车或摩托车主要存在以下问题：
①
小型二轮车虽灵活紧凑，有很好的动平衡特性，但它做不到全封闭，不能根本解决风吹雨淋防寒问题；并且两轮系统，防滑(制动)特别是防侧滑(制动稳定性)能力差，安全系数低。
②
小型三轮或四轮车虽然可以采用全封闭车厢，增强了制动性能，但如果速度快了就容易侧翻，如果既要快又不能侧翻，则就需要增加车宽，又失去了其紧凑灵活的优势，所以现在常规的小型三轮或四轮车速度都不能太快，并且宽度方向尺寸大都在1米以上，这就使它的适用人群和场合受到了很大限制。
[0003]专利《一种人机联合平衡车》(专利号为201922148722.2)提出了一种结合二轮车与三轮/四轮各自优点的解决方案，即采用三轮或四轮的车底盘，但车身是可以在底盘上左右自由摆动的，车行驶时是依赖驾车人的平衡控制对车身进行平衡的，即用二轮车的驾车平衡原理来驾驶三轮或四轮车(本文称这种车为动平衡车)，这样就解决了传统小型三轮或四轮车在高速行驶时的稳定性，又获得了三轮或四轮车的制动稳定性以及封闭车厢对人的保护作用。然而，在该专利申请案中，提及了能够用于倒三轮结构的人机联合平衡车(述及“再如前两轮后单轮，此时后轮设置在平衡车身上”)，但该专利没有提到转向问题，它把二轮车的框架直接迁移到了倒三轮动平衡车上，如果不改变转向方案，则两前轮将绕它们连线的中心转动，而不是两轮单独绕各自的转向节旋转，其结果是前两轮实质上是一个超宽的单轮，前部摆动中心仍在地面，其动平衡机理相当于没有超出二轮车的范畴，因此该专利所提及的倒三轮动平衡车属于前轮为一体式转向的倒三轮车，其实际应用场合受到了很大的限制。那么，对于更具有实用性的两前轮各自绕转向节转向(非一体式转向)的倒三轮车而言，在车的转向与摆动不相关的情况下，车身还能否实现动平衡，就成为倒三轮动平衡车的研究重点。
[0004]中国专利号ZL201480067213.4公开了一种“具有倾斜框架的车辆”，其倾斜框架2能相对于所述主架1倾斜，并且具有倾斜轴线35(此处沿用专利201480067213.4中的附图标记)，但它的横拉杆致动元件39能相对于所述倾斜框架2移动，以及通过所述倾斜框架2关于所述倾斜轴线35的倾斜和与其独立地通过所述转向轴线59的旋转被致动，使得所述至少一个能转向的接触元件3a通过所述至少一个横拉杆7经历转向运动，并且所述横拉杆致动元件39能够通过所述倾斜框架的倾斜且与所述倾斜独立地通过所述转向管6的旋转而相对于所述主架1移动，以用于所述至少一个横拉杆7的致动。可以看出，该专利申请案公开的车辆，其车身框架的倾斜与车辆的转向是相关的，即横拉杆7的致动有两个因素：倾斜框架2的倾斜和通过轴线59的旋转；这样，车的倾斜会影响车的转向，反之，车的转向运动同时也会影响车身的倾斜。从二轮车的动平衡原理我们知道，车身的倾斜与转向是分离的，不相干的，否则车身不能实现动平衡。比如二轮车在高速经过弯道时，车身的倾斜角是很大的，但
车的转向是很细微的；二轮车在低速度行驶时，细微的车身倾斜需要较大角度的转向来使车身重新回到平衡点，由此可以看出，车身倾斜与转向不能存在明显的相关性，否则难以真正意义上实现车辆的动平衡，也就是说，虽然该专利提出的这种车具有了可倾斜的框架，绕倾斜轴线倾斜，但它不能真正实现二轮车动平衡原理，它的平衡功能是有缺陷的。
[0005]中国专利申请号201610157690.0公开了“一种三轮以上摩托车用强制控制车架和车轮自动平衡机构”，其平衡机构把车分成前后两部分，前部分含前轮，后部含后轮，整个前部分通过“车架连接轴承组”与后部分连接，这样前部分可以相对后部分围绕轴承的轴线摆动，该专利申请案有两个特点：一是强制控制平衡侧倾；二是车身在倾斜或摆动过程中，作为转向轮的前轮跟随车身倾斜摆动，由于所有车轮是始终着地的，因此这种摆动的结果是车轮随着摆动倾斜。这两个特点都不能形成类似二轮车的动态平衡所需要的失稳式的摆动或倾斜，因此它也不能形成类似二轮车的动态平衡状态。
[0006]综上，对于倒三轮车来说，在两个前轮不随车身摆动的情况下，在前轮为非一体式转向的情况下，如何使一个可以自由摆动而失稳的车身在一个可以转向的前轮的轮座上，不借助其它任何外力而实现动平衡，成为倒三轮车实现动平衡的主要问题。

技术实现思路

[0007]1.专利技术要解决的技术问题
[0008]本专利技术的一个目的在于提供一种倒三轮动平衡车，旨在以简单经济的技术手段使前轮为非一体式转向的小型倒三轮车能够在更紧凑的尺寸下、在更高的速度下平稳行驶，使人们获得一种更安全可靠、更方便灵活、更经济舒适的通勤工具；
[0009]本专利技术的另一个目的在于解决如何实现倒三轮车身的动态平衡问题，采用本专利技术的技术方案，使车的转向操作与车身相对于前轮座及地面的摆动互不影响，车身在行驶的过程中不借助任何外力动态平衡地立于前轮座及地面之上，利用驾车人或电子平衡控制系统来感受并维持动态平衡状态，使动平衡车在行驶过程中所受的合力始终自动的通过摆动的轴线，为驾车人提供了最佳的操控体验。
[0010]2.技术方案
[0011]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0012]本专利技术的一种倒三轮动平衡车，包括车的含前轮部分和车的含后轮部分，所述车的含前轮部分含有两只前轮，且两只前轮为转向轮，所述车的含后轮部分含有一只后轮，整车呈三轮触地的倒三轮状态；其中：
[0013]所述车的含后轮部分能够相对于所述车的含前轮部分及地面在沿车行进的垂直方向摆动，且这种摆动是不会产生前轮相对于地面摆动或倾斜的失稳式的摆动，用以实现车的含后轮部分在车的含前轮部分及地面上的动态平衡；
[0014]车的转向操作在车的含后轮部分，车的转向运动能够传递到车的含前轮部分的转向轮上实现转向，并且车的转向操作与车的含后轮部分相对于车的含前轮部分及地面的摆动互不影响；具体地，
[0015]所述车的含后轮部分为车身，所述车的含前轮部分为前轮座，所述车身与前轮座之间的连接装置为摆动装置，实现车的转向操作的装置为转摆装置，所述车身通过摆动装置相对于前轮座及地面在沿车行进的垂直方向摆动设置，所述摆动的摆动轴线是固定的或
随摆动动作在一定范围内移动的；所述转摆装置是一种使车身的摆动与车的转向运动相互不影响的转向装置，车的转向操作由车身上发出，通过转摆装置从车身传递到前轮座的转向轮实现转向，在这个过程中车身的摆动不影响车的转向，车的转向操控也不影响车身的摆动；
[0016]所述车身在行驶的过程中不借助任何外力动态平衡地立于前轮座及地面之上，感受所述动态平衡状态、然后调整并维持这种动态平衡状态的主体是驾车人或电子平衡控制系统，驾车人在驾车过程中利用人体自身的平衡感知和操控动作使车身在前轮座及地面上处于动态平衡状态，或者使用电子平衡控制系统使车身在前轮座及地面上处于动态平衡状态。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倒三轮动平衡车，包括车的含前轮部分和车的含后轮部分，所述车的含前轮部分含有两只前轮(32)，且两只前轮(32)为转向轮，所述车的含后轮部分含有一只后轮(12)，整车呈三轮触地的倒三轮状态；其特征在于：所述车的含后轮部分能够相对于所述车的含前轮部分及地面在沿车行进的垂直方向摆动，且这种摆动是不会产生前轮(32)相对于地面摆动或倾斜的失稳式的摆动，用以实现车的含后轮部分在车的含前轮部分及地面上的动态平衡；车的转向操作在车的含后轮部分，车的转向运动能够传递到车的含前轮部分的转向轮上实现转向，并且车的转向操作与车的含后轮部分相对于车的含前轮部分及地面的摆动互不影响；具体地，所述车的含后轮部分为车身(1)，所述车的含前轮部分为前轮座(3)，所述车身(1)与前轮座(3)之间的连接装置为摆动装置(2)，实现车的转向操作的装置为转摆装置(4)，所述车身(1)通过摆动装置(2)相对于前轮座(3)及地面在沿车行进的垂直方向摆动设置，所述摆动的摆动轴线(z1)是固定的或随摆动动作在一定范围内移动的；所述转摆装置(4)是一种使车身(1)的摆动与车的转向运动相互不影响的转向装置，车的转向操作由车身(1)上发出，通过转摆装置(4)从车身(1)传递到前轮座(3)的转向轮实现转向，在这个过程中车身(1)的摆动不影响车的转向，车的转向操控也不影响车身(1)的摆动；所述车身(1)在行驶的过程中不借助任何外力动态平衡地立于前轮座(3)及地面之上，感受所述动态平衡状态、然后调整并维持这种动态平衡状态的主体是驾车人或电子平衡控制系统，驾车人在驾车过程中利用人体自身的平衡感知和操控动作使车身(1)在前轮座(3)及地面上处于动态平衡状态，或者使用电子平衡控制系统使车身(1)在前轮座(3)及地面上处于动态平衡状态。2.根据权利要求1所述的一种倒三轮动平衡车，其特征在于：所述摆动装置(2)的摆动轴线(z1)经过所述车身(1)的后轮触地点；或者，所述摆动装置(2)的摆动轴线(z1)位于摆动装置(2)的中心与车身(1)的后轮触地点连线的上方或下方的一个小角度范围内，并且若定义包含驾乘人员在内的整车重心所在的点为M点，M点所在的横截面与摆动轴线(z1)的交点为O点，MO连线与地面的交点为N点，则摆动轴线(z1)的确定原则为：在车身(1)摆动的全角度范围内N点始终落在三个车轮触地点连线构成的三角形区域内，且O点越低越好。3.根据权利要求1所述的一种倒三轮动平衡车，其特征在于：所述摆动装置(2)采用滚动式摆动装置(2c)，该滚动式摆动装置(2c)包括摆动上部构件(2c1)和摆动下部构件(2c2)，所述摆动上部构件(2c1)与车身(1)连接，所述摆动下部构件(2c2)与前轮座(3)连接，所述摆动上部构件(2c1)滚动放置于摆动下部构件(2c2)上，且摆动上部构件(2c1)和摆动下部构件(2c2)之间具有防滑结构或相互啮合的齿形结构，所述摆动上部构件(2c1)能够在摆动下部构件(2c2)上左右来回滚动，形成车身(1)相对于前轮座(3)的左右摆动。4.根据权利要求3所述的一种倒三轮动平衡车，其特征在于：所述滚动式摆动装置(2c)的摆动上部构件(2c1)和摆动下部构件(2c2)为软接触，所述摆动上部构件(2c1)和摆动下部构件(2c2)之间的接触件采用可形变的柔性材料制成或者制成可充气结构。5.根据权利要求1所述的一种倒三轮动平衡车，其特征在于：所述转摆装置(4)为刚性传动式摆动转向装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊华，司强，吴振宏，周皞，
申请(专利权)人：常州工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：