專利名稱：帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有兩個(gè)前輪的車輛，該兩個(gè)前輪具有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中存在具有阿克曼(ACKERMAN)轉(zhuǎn)向幾何的三輪車輛，但都沒有利用構(gòu) 造為具有中性轉(zhuǎn)向和當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)將車輛質(zhì)量下移和移向內(nèi)轉(zhuǎn)向輪的匹配的上部和下部A形 框架臂。 三輪車輛的統(tǒng)一 的轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)在動力驅(qū)動或其他的三輪和四輪車輛上的雙 前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域中滿足長期需要。本發(fā)明以獨(dú)特和新穎的構(gòu)造利用和結(jié)合已知的和新的 技術(shù)以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的當(dāng)車輛急劇或高速轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生的車輛翻滾或滑行的問題。

發(fā)明內(nèi)容
將在隨后更詳細(xì)地描述的本發(fā)明的總體目的是提供一種用于三輪和四輪車輛的 兩前輪轉(zhuǎn)向的方法，其在仍利用已知轉(zhuǎn)向技術(shù)(其允許內(nèi)輪比外輪轉(zhuǎn)向更急劇以允許內(nèi)輪 相比外輪以更小直徑的圓行駛)的同時(shí)能夠使轉(zhuǎn)向車輛的質(zhì)量下移(下降)并且更靠近內(nèi) 轉(zhuǎn)向輪。這嚴(yán)重違背了常規(guī)的轉(zhuǎn)向幾何，但具有注重更高速度的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)且因此非常適合 比賽車輛。特別是，當(dāng)比賽車輛進(jìn)入拐角時(shí)，車輛質(zhì)量轉(zhuǎn)移到外輪且減輕的內(nèi)輪試圖抬離地 面。為了補(bǔ)償這種作用，賽道在拐角處傾斜以便外輪相對于內(nèi)輪處于更高的高度。
通過本發(fā)明，轉(zhuǎn)向更安全且可以在更高速度下完成。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛質(zhì)量下移且移 向內(nèi)時(shí)，具有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。第一，內(nèi)輪不太可能會抬離地面且車輛不太可能會翻滾離開拐 角。第二，當(dāng)在極其急劇的拐角處時(shí)，這種質(zhì)量下降且向內(nèi)的轉(zhuǎn)移允許車輛輪胎上的力作用 線相對于地面具有更小的銳角。這對諸如摩托車的具有薄車輪的車輛特別有吸引力。當(dāng)薄 車輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，他們的傾斜導(dǎo)致更多的輪胎側(cè)壁接觸地面。由于側(cè)壁不能像胎面那樣好的抓 住地面，所以會在拐角處發(fā)生磨損(側(cè)向滑移或滑動)。由于力作用線的銳角較小，所以更 多的質(zhì)量壓在了車輪的胎面部分，因此增強(qiáng)了車輪的"抓握"能力。這使輪胎溫度和側(cè)壁應(yīng) 力保持在較低的水平。第三，車輛通過中性操作條件響應(yīng)，其中，在轉(zhuǎn)彎期間車輛運(yùn)動的圓 形路徑具有與通過其車輪指向的方向指示的圓相同的半徑(由于沒有磨損)。
本發(fā)明具有許多上述優(yōu)點(diǎn)及許多新穎的特征，這導(dǎo)致不是由任何現(xiàn)有技術(shù)單獨(dú)的 或以任何組合可以預(yù)見、顯而易見、啟示、或甚至暗示的新發(fā)明。 根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種改 的雙前輪整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其在轉(zhuǎn)彎時(shí)使車輛質(zhì)量向內(nèi)和向下轉(zhuǎn)移。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的雙前輪轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠整合現(xiàn)有的具有ACKERMAN轉(zhuǎn)向幾何的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的三輪車輛，其能夠通過將力施加在車輛的
車把和腳踏桿上而相對于車輛轉(zhuǎn)移騎車人的身體位置的組合來進(jìn)行轉(zhuǎn)向和傾斜。 本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的雙前輪轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其加入一套匹配
的上部和下部A形臂，不使用輾軋角，利用ACKERMAN轉(zhuǎn)向幾何，且具有正的后傾角。 本說明書的結(jié)束部分特別指出且明顯要求了本發(fā)明的主題。但是，參考以下說明
并結(jié)合附圖可以最好的理解本發(fā)明的構(gòu)造與操作方法，以及其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和目的，附圖
中相似的附圖標(biāo)記代表相似的元件。本發(fā)明的其他目的、特征和方面將在以下更加詳細(xì)的討論。


圖1是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的透視圖； 圖2是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的正視圖； 圖3是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的側(cè)視圖； 圖4是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的俯視圖； 圖5是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛向右轉(zhuǎn)的正視圖； 圖6是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛向左轉(zhuǎn)的正視圖； 圖7是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛向右轉(zhuǎn)的俯視圖； 圖8是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛向左轉(zhuǎn)的俯視圖； 圖9是帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛的后透視圖；禾口 圖IO是關(guān)于雙A形框架的轉(zhuǎn)向部件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
因此，已經(jīng)對本發(fā)明的比較重要的特征進(jìn)行了相當(dāng)廣泛地概述，以便可以更好的理解下面的詳細(xì)描述以及可以更好的理解本發(fā)明對于本領(lǐng)域所做的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，存在本發(fā)
明的附加特征，其將在下文中描述并構(gòu)成后附權(quán)利要求的主題。 在這方面，在詳細(xì)說明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明不會在其應(yīng)用中限于以下描述中提出的或附圖中圖示的構(gòu)造細(xì)節(jié)和部件安排。此處描述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如適用于此處描述的三輪車輛一樣適用于四輪車輛。為了圖示清晰而選擇三輪實(shí)施例。本發(fā)明可以有其他實(shí)施例且可以以多種方式實(shí)施和執(zhí)行。同樣，應(yīng)該理解的是，此處使用的措辭和術(shù)語以描述為目的而不應(yīng)被視為限制。 本發(fā)明允許轉(zhuǎn)彎車輛的重心向下轉(zhuǎn)移(低于直行位置)并移向內(nèi)輪，這與常規(guī)車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)遇到的效果相反。這防止內(nèi)輪在極端車輛轉(zhuǎn)向操縱條件下抬離地面，防止車輪磨損，使輪胎側(cè)壁應(yīng)力和熱累積最小化，并且允許中性車輛操作條件。比賽時(shí)，所有這些屬性都是相當(dāng)吸引人的特征。 車輛具有將分別討論的轉(zhuǎn)向、傾斜和懸架功能。這些功能可以獨(dú)立地操作(即，在轉(zhuǎn)向、直行或者當(dāng)靜止時(shí)，可以傾斜但不轉(zhuǎn)向前輪，轉(zhuǎn)向但不傾斜前輪，同時(shí)轉(zhuǎn)向和傾斜前輪以及啟動懸架系統(tǒng)。)。操作一致導(dǎo)致在允許前輪懸架系統(tǒng)獨(dú)立起作用的同時(shí)，車輛的質(zhì)量在轉(zhuǎn)彎時(shí)向下和向內(nèi)移動向內(nèi)輪。這在仍允許平穩(wěn)行駛的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了上述三種效果。
從圖3中可以看出，三輪車2具有主框架4，其以常規(guī)方式支撐轉(zhuǎn)向桿6、座椅桿8和座椅組件10、可樞轉(zhuǎn)連接的后叉裝置(或擺臂)12和后驅(qū)動輪與輪軸組件13、可選的曲柄臂裝置14、電池15。樞軸板17鄰近曲柄臂裝置14剛性地固定至框架4上且可樞轉(zhuǎn)地連接至擺臂12以當(dāng)車輛橫穿不平地帶時(shí)適應(yīng)擺臂12的位移。(見圖9)存在連接在擺臂12與框架4之間的單一減震器裝置16，其通過消除在擺臂12與框架4之間的相對位置或所包括的角度中的任意差異而使行駛平穩(wěn)。前垂直支柱18從主框架4剛性地延伸并且通過上部撐桿21和下部撐桿22與后垂直支柱19保持平行構(gòu)造。(見圖10)下部A形框架臂58與上部A形框架臂60保持平行構(gòu)造。上部撐桿21剛性地連接至形成上部A形框架臂的兩個(gè)管子的中點(diǎn)。下部撐桿22剛性地連接至形成下部A形框架臂的兩個(gè)管子的中點(diǎn)。這兩個(gè)撐桿21和22每個(gè)使A形框架臂能在樞軸連接件25上樞轉(zhuǎn)運(yùn)動。樞軸連接件25通過孔插入裝配到撐桿兩端的每一端中的內(nèi)部套管，以便A形框架能繞插入套管的樞軸連接件25轉(zhuǎn)動，如本領(lǐng)域中公知的那樣且此處未詳細(xì)示出，其中該孔通過前垂直支柱18且進(jìn)入后垂直支柱19形成。(見圖9) A形框架臂的外側(cè)端部可樞轉(zhuǎn)地連接至右側(cè)A形框架臂撐桿32的上端和下端以及連接至大體相似的左側(cè)A形框架臂撐桿28的上端和下端。該樞軸連接通過將法蘭軸承插入套管完成，該套管插入每個(gè)A形框架臂撐桿的上端和下端，每個(gè)A形框架臂撐桿的上端和下端接觸U形支架27的內(nèi)表面，該U形支架以機(jī)械方式固定至每個(gè)A形框架臂的外側(cè)端部。(見圖9和10)保持螺栓29連接該可樞轉(zhuǎn)組件，其未詳細(xì)示出，因?yàn)檫@樣的可樞軸組件在行業(yè)中公知。 右側(cè)A形框架臂撐桿32和左側(cè)A形框架臂撐桿28每個(gè)以機(jī)械方式連接至與其關(guān)聯(lián)的右側(cè)懸架管子31和左側(cè)懸架管子33。如本領(lǐng)域中公知的，懸架管子可以是利用活塞、加壓氣體或流體的常規(guī)減震器，或者可以是夾在同心管子組之間的簡單的壓縮彈簧。不管類型，右側(cè)懸架管子31具有右側(cè)內(nèi)減震臂35以及左側(cè)懸架管子33具有左側(cè)內(nèi)減震臂37，其每個(gè)具有適于容納和支撐車輪軸39的內(nèi)側(cè)端部的下部J形構(gòu)造。(見圖5和1)無論其設(shè)計(jì)，懸架裝置約束在減震臂與懸架管子之間。內(nèi)減震臂可以在懸架管子中轉(zhuǎn)動和垂直移動以獨(dú)立地適應(yīng)車輪的轉(zhuǎn)向和緩沖車輪的垂直運(yùn)動。 內(nèi)減震臂的J形構(gòu)造還每個(gè)具有從其延伸的二級轉(zhuǎn)向臂，其可樞轉(zhuǎn)地連接至轉(zhuǎn)向拉桿36的一端。這起作用以同時(shí)轉(zhuǎn)向兩前輪。可以在圖4中看到右側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂26和左側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂24。 車把48可轉(zhuǎn)動地安裝在轉(zhuǎn)向桿6中。固定至在桿6下延伸的車把部分的上部萬向接頭56連接至轉(zhuǎn)向軸的頂部。該萬向接頭的上軛固定至車把，且下軛固定至轉(zhuǎn)向軸。轉(zhuǎn)向軸是具有上部內(nèi)部帶花鍵的轉(zhuǎn)向軸50和可延伸的下部外部帶花鍵的(匹配地符合)轉(zhuǎn)向軸52的兩部分的組件，下部萬向接頭57的上軛固定至可延伸的下部外部帶花鍵的轉(zhuǎn)向軸的底端。(見圖5、8和10)下部萬向接頭的下軛固定至與轉(zhuǎn)向支撐件61可樞轉(zhuǎn)地連接的初級轉(zhuǎn)向臂59。轉(zhuǎn)向支撐件61通過臂63剛性地連接至框架4。(見圖1)初級轉(zhuǎn)向臂59通過鏈接臂44連接至左側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂24 (但是作為替換，其可以連接至右側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂26)。
機(jī)動的后驅(qū)動輪轂80存在于后輪組件82中，且其速度由安裝在車把48上的致動器84控制，如在行業(yè)中公知的。
轉(zhuǎn)向功能 —起參見圖1(透視圖)、圖2(正視圖)、圖4(俯視圖)和圖9(后透視圖)可以 最好的看到本發(fā)明的轉(zhuǎn)向部件及其構(gòu)造。具有一對鏡像二級轉(zhuǎn)向臂，即一個(gè)左側(cè)二級轉(zhuǎn)向 臂24和一個(gè)右側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂26。左側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂24的內(nèi)側(cè)端部剛性地連接至左側(cè)內(nèi)減震 臂37的下部J形構(gòu)造，該左側(cè)內(nèi)減震臂可延伸地容納在左側(cè)懸架管子33中。左側(cè)內(nèi)減震 臂37還可轉(zhuǎn)動地容納了左前輪30的輪軸。相似地，右側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂26的內(nèi)側(cè)端部剛性地 連接至右側(cè)內(nèi)減震臂35的下部J形構(gòu)造，該右側(cè)內(nèi)減震臂可延伸地容納在右側(cè)懸架管子31 中。右側(cè)內(nèi)減震臂35可轉(zhuǎn)動地容納了右前輪34的輪軸。兩個(gè)二級轉(zhuǎn)向臂的外側(cè)端部通過 剛性拉桿36相互可樞轉(zhuǎn)地連接，該剛性拉桿在其每一端通過諸如行業(yè)中已知的主銷38的 樞軸連接件聯(lián)接至二級轉(zhuǎn)向臂。這些形成了兩前輪轉(zhuǎn)向的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)。應(yīng)該注意的是，主銷38 允許雙軸樞轉(zhuǎn)以適應(yīng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向和傾斜。存在本領(lǐng)域中已知的多種允許雙軸樞轉(zhuǎn)并且 可以代替主銷38的機(jī)械連接件，例如球接頭，其中球頭螺栓通過帶有匹配相符的球形內(nèi)表 面的可連接主體部分地容納。其他實(shí)施例利用球接頭的形式，其中具有在其中形成的凹孔 的平的構(gòu)件環(huán)繞球形桿的外部平的部分匹配接合。 二級轉(zhuǎn)向臂不相互平行。二級轉(zhuǎn)向臂的內(nèi)側(cè)端部(其連接至內(nèi)減震臂的下部J形 構(gòu)造的地方)比外側(cè)端部(其連接至轉(zhuǎn)向拉桿36的地方)靠得更近。幾何構(gòu)造為使兩條直 線從兩主銷38畫出，穿過二級轉(zhuǎn)向臂的線性軸線且至后輪軸40的中心。通過這種設(shè)置，以 任何轉(zhuǎn)向角度，所有輪子所遵循軌跡的所有圓的中心點(diǎn)都會落在共同點(diǎn)上。這樣，轉(zhuǎn)向時(shí)， 內(nèi)輪比外輪轉(zhuǎn)向更急劇。這解決了轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)輪和外輪軌跡為不同半徑圓的問題。由于這種 轉(zhuǎn)向設(shè)置使得轉(zhuǎn)向時(shí)，一個(gè)主銷38在中心下，另一個(gè)主銷38在中心上，所以車輛轉(zhuǎn)向方向 側(cè)的車輪比另一側(cè)車輪轉(zhuǎn)向更急劇。 初級轉(zhuǎn)向臂59和左側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂24通過在鏈接臂44的任何一端的樞軸連接來 鏈接，如上所述。這些樞軸連接都具有允許雙軸樞轉(zhuǎn)的構(gòu)造以適應(yīng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向和傾斜。 如上所述，初級轉(zhuǎn)向臂59的另一端剛性地與車把48相互連接。 當(dāng)車把48在一個(gè)方向轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向軸的頂端轉(zhuǎn)動以使其底端沿車把的方向移動 且轉(zhuǎn)動初級轉(zhuǎn)向臂59，以便將轉(zhuǎn)向力通過鏈接臂44施加至左側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂24，同時(shí)該左 側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)動左輪30，且通過拉桿36將相應(yīng)的力傳遞至右側(cè)二級轉(zhuǎn)向臂26和右前輪 34。 上部轉(zhuǎn)向軸50可轉(zhuǎn)動地支撐在位于轉(zhuǎn)向桿6中的一組軸承上。上部轉(zhuǎn)向軸50和 下部轉(zhuǎn)向軸52形成能夠伸長和縮短的可延伸轉(zhuǎn)向軸以適應(yīng)三輪車的傾斜?？磮D4可以看 到7度正后傾角。這就是說，通過任一前叉裝置的縱向軸線畫出的線的角度不會延伸通過 但會超過前輪與地面接觸的點(diǎn)。在該線和垂直線之間的角度大約7度，實(shí)驗(yàn)所示其對于轉(zhuǎn) 向具有自我對中的良好平衡。當(dāng)車輪在轉(zhuǎn)向軸線后面時(shí)，車輛具有更好的方向穩(wěn)定性和減 少的偏離趨勢，使整個(gè)轉(zhuǎn)向過程舒適。
傾斜功能 共同地看圖1、2、5和6可以最好的看到傾斜功能部件。下部A形框架臂58和同 樣且平行的上部A形框架臂60在他們的中點(diǎn)處可樞轉(zhuǎn)地連接至前垂直支柱18和后垂直支 柱19。每個(gè)A形框架臂具有前管子和后管子，它們在外側(cè)端部合并在一起并逐漸分開至它
7們的撐桿所位于的它們的中點(diǎn)處的最大距離。A形框架臂的外側(cè)端部可樞轉(zhuǎn)地連接至A形 框架臂撐桿32以及懸架管子的上端和下端，如上所述且如圖9和10所示。
最重要的是，上部A形框架臂60與前垂直支柱18的中點(diǎn)樞軸連接位于沿著以機(jī) 械方式固定至下部A形框架臂58的外側(cè)端部的U形支架27的保持螺栓29之間的水平線。 腳轉(zhuǎn)向踏桿20在其中點(diǎn)處固定至A形框架臂樞轉(zhuǎn)撐桿32的底部，但作為替換，它們可安置 在下部A形框架臂58上。踏桿20在這種位置下將隨車輪的任意傾斜而成角度。由于上部 和下部A形框架臂相同且平行，所以上部和下部A形框架臂在其各自框架臂撐桿上的外側(cè) 端部之間的距離與上部和下部A形框架臂的中點(diǎn)樞軸連接之間的距離相同。在這種方式 下，框架臂撐桿(以及相連的懸架管子，內(nèi)減震臂和車輪)的縱向軸線始終保持平行。
在操作時(shí)，為了傾斜前輪，騎車人通過傾斜腰部使其重量轉(zhuǎn)移到車輛的一側(cè)，這使 得框架4的頂端離開車輛中線移動且向騎車人正傾斜的方向移動，或者可選擇地，騎車人 把其腿部抵靠在腳轉(zhuǎn)向踏桿20上以迫使框架4的底端離開車輛的中線和離開騎車人想要 傾斜車輛的方向。雖然現(xiàn)在支柱相對于垂直位置成銳角，但是在任何這些操作中，下部A形 框架臂的中點(diǎn)與上部A形框架臂的中點(diǎn)(下部或上部撐桿連接的A形框架臂上的位置)保 持分開相同的距離，固定在前垂直支柱18和后垂直支柱19上。重要的是注意，上部A形框 架臂的中點(diǎn)與下部A形框架臂的外側(cè)臂在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)給定的傾斜范圍內(nèi)保持相當(dāng)緊密的水 平對準(zhǔn)。 如圖5所示，當(dāng)前垂直支柱18向右移動時(shí)(騎車人的視角)，上部A形框架臂60 推動右側(cè)框架臂撐桿33的頂端且拉左側(cè)框架臂撐桿32的頂端，同時(shí)下部A形框架臂58推 動左側(cè)框架臂撐桿32的底端且拉右側(cè)框架臂撐桿33的底端。這使得右側(cè)和左側(cè)框架臂撐 桿都在U形支架27內(nèi)樞轉(zhuǎn)且以和前垂直支柱18相同的相對于垂直方向的銳角傾斜。
當(dāng)車輛傾斜時(shí)，下部轉(zhuǎn)向軸52可伸縮地從上部轉(zhuǎn)向軸50延伸而使組件伸長以補(bǔ) 償轉(zhuǎn)向桿6和初級轉(zhuǎn)向臂59之間距離的增加。下部萬向接頭42和上部萬向接頭56的使 用允許通過車把48對初級轉(zhuǎn)向臂59進(jìn)行連續(xù)的非約束的轉(zhuǎn)動。以這種方式，車輪能夠通 過車把轉(zhuǎn)向保持不受影響且獨(dú)立于傾斜功能。 如果沒有使用不允許在兩條軸線的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動的主銷38，當(dāng)車輛傾斜時(shí)，拉桿36也 傾斜且在其外側(cè)端部處擠壓或變形。諸如主銷或常規(guī)的球接頭的雙軸式旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 使用允許轉(zhuǎn)向和傾斜功能獨(dú)立或同時(shí)起作用。 參見圖6可以最好的理解組合的傾斜和轉(zhuǎn)向功能?？梢钥闯?，車輛的質(zhì)量如方向 箭頭70指示的向下和如方向箭頭72指示的向內(nèi)移動。這個(gè)特征有助于保持中性轉(zhuǎn)向，避 免車輪在急轉(zhuǎn)彎時(shí)磨損，降低輪胎側(cè)壁應(yīng)力和熱累積，且使得當(dāng)急劇或高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)輪抬 離地面的可能性最小化。 由于該系統(tǒng)增強(qiáng)的中性轉(zhuǎn)向，三輪車車輪可以發(fā)生傾斜而三輪車不轉(zhuǎn)向任何一
側(cè)，并且當(dāng)越過隆起時(shí)不轉(zhuǎn)向任何一側(cè)。如前所述，車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向和傾斜獨(dú)立工作，
但是當(dāng)二者組合起來時(shí)，可以在急劇或快速轉(zhuǎn)彎時(shí)顯著地增強(qiáng)車輛穩(wěn)定性。 本發(fā)明的三輪車2利用由中心安裝電源72驅(qū)動的機(jī)動驅(qū)動輪轂68 ，其通過控制桿
70控制車輛的速度。(參考圖7)這種類型的驅(qū)動構(gòu)造在本領(lǐng)域中是公知的。 為了幫助保持車輛的垂直姿態(tài)，盤簧組件81環(huán)繞下部撐桿22并且具有兩個(gè)向外
延伸的彈簧臂，這兩個(gè)彈簧臂與剛性地固定至前垂直支柱18的兩個(gè)中心板相接觸并在其
8上施加向外的壓力。(見圖1和圖10)
懸架系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)包括獨(dú)立的前輪懸架，其通過內(nèi)減震臂響應(yīng)直接連接至內(nèi)減震臂的下部J 形構(gòu)造的任意前輪的垂直位置在懸架管子內(nèi)的獨(dú)立垂直行程調(diào)節(jié)。后輪懸架利用單一減震 器裝置16，其通過消除在擺臂12和框架4的相對位置內(nèi)的任何差異而使行駛平穩(wěn)。
如上所述，當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛的質(zhì)量如方向箭頭70所示的向下和如方向箭頭72所示 的向內(nèi)移動，如圖6所示。由于前輪每個(gè)具有它們自身的懸架系統(tǒng)，轉(zhuǎn)彎時(shí)質(zhì)量的轉(zhuǎn)移就會 在轉(zhuǎn)向方向上在車輪的內(nèi)減震臂上施加較大的載荷，這將使得車輛下移(下沉)且進(jìn)一步 增加車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性。這是對現(xiàn)有技術(shù)的重大提高。 上述描述使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能制造和使用本發(fā)明。這也提出了實(shí)施本發(fā)明的最 好的模式。在已經(jīng)披露本發(fā)明的一般原則下，存在對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講也是顯而易 見的許多其變化和修改。這樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可以很容易的利用本公開 基于的構(gòu)思作為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，重要的 是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的限度下，權(quán)利要求被視為包括這樣的等同結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種適于與三輪或四輪車輛一起操作的改進(jìn)的雙前輪轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，包括車輛框架；前支柱，該前支柱從所述車輛框架垂直延伸；后支柱，該后支柱從所述車輛框架垂直延伸且與所述前支柱平行設(shè)置；手動轉(zhuǎn)向構(gòu)件；轉(zhuǎn)向桿，該轉(zhuǎn)向桿從所述前支柱延伸且可轉(zhuǎn)動地支撐所述轉(zhuǎn)向構(gòu)件；可轉(zhuǎn)動可伸縮的轉(zhuǎn)向柱，該可轉(zhuǎn)動可伸縮的轉(zhuǎn)向柱包括上部轉(zhuǎn)向柱和可延伸的下部轉(zhuǎn)向柱；主轉(zhuǎn)向臂；第一萬向接頭，該第一萬向接頭將所述上部轉(zhuǎn)向柱與所述手動轉(zhuǎn)向構(gòu)件連接；第二萬向接頭，該第二萬向接頭將所述可延伸的下部轉(zhuǎn)向柱與所述主轉(zhuǎn)向臂連接；主轉(zhuǎn)向臂支撐件，該主轉(zhuǎn)向臂支撐件從下部A形框架臂延伸且可轉(zhuǎn)動地支撐所述主轉(zhuǎn)向臂；上部A形框架臂，該上部A形框架臂具有兩個(gè)外側(cè)端部和第一中點(diǎn)撐桿構(gòu)件，每一個(gè)該外側(cè)端部可樞轉(zhuǎn)地連接至A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件的上端，該第一中點(diǎn)撐桿構(gòu)件可樞轉(zhuǎn)地連接所述前和后支柱之間的所述上部A形框架臂；下部A形框架臂，該下部A形框架臂具有兩個(gè)外側(cè)端部和第二中點(diǎn)撐桿構(gòu)件，每一個(gè)該外側(cè)部端可樞轉(zhuǎn)地連接至A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件的下端，該第二中點(diǎn)撐桿構(gòu)件可樞轉(zhuǎn)地連接所述前和后支柱之間的所述下部A形框架臂；兩個(gè)懸架構(gòu)件，該兩個(gè)懸架構(gòu)件與所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件剛性連接且平行于所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件設(shè)置；兩個(gè)車輪輪軸，該兩個(gè)車輪輪軸每個(gè)連接至所述懸架構(gòu)件的不同的一個(gè)；兩個(gè)前輪，該兩個(gè)前輪每個(gè)可轉(zhuǎn)動地安裝在所述輪軸的不同的一個(gè)上；兩個(gè)二級轉(zhuǎn)向臂，該兩個(gè)二級轉(zhuǎn)向臂每個(gè)剛性地安裝至不同的所述懸架構(gòu)件上；拉桿，該拉桿具有第一端和第二端，每端可樞轉(zhuǎn)地連接至不同的二級轉(zhuǎn)向臂；轉(zhuǎn)向鏈接桿，該轉(zhuǎn)向鏈接桿具有可樞轉(zhuǎn)地連接至所述主轉(zhuǎn)向臂的第一端，和可樞轉(zhuǎn)地連接至二級轉(zhuǎn)向臂的第二端；以及兩個(gè)腳轉(zhuǎn)向踏桿，其中每一個(gè)剛性地安裝至A形框架外側(cè)撐桿構(gòu)件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述第一中點(diǎn)撐桿構(gòu)件到所述支柱的樞軸連接與所述下部A形框架臂的外側(cè)端部到該A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件上的樞軸連接位于共同平面內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述上部A形框架臂和所述下部A形框架臂相互平行設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述懸架構(gòu)件具有上部殼體和可延伸的下部減震臂，所述上部殼體部分地約束懸架裝置，所述可延伸的下部減震臂具有在所述減震臂下端形成的J形延伸部，所述二級轉(zhuǎn)向臂固定到所述J形延伸部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述下部和上部A形框架臂的外側(cè)端部每個(gè)在其上具有U形支架，該U形支架部分地容納所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件，且被構(gòu)造為通過機(jī)械緊固件樞軸連接至所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述手動轉(zhuǎn)向設(shè)備是一套車把。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述上部A形框架臂和所述下部A形框架臂相互平行設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述上部A形框架臂和所述下部A形框架臂相互平行設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述懸架構(gòu)件具有上部殼體和可延伸的下部減震臂，所述上部殼體部分地約束懸架裝置，所述可延伸的下部減震臂具有在所述減震臂下端形成的J形延伸部，所述二級轉(zhuǎn)向臂固定到所述J形延伸部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述下部和上部A形框架臂的外側(cè)端部每個(gè)在其上具有U形支架，該U形支架部分地容納所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件，且被構(gòu)造為通過機(jī)械緊固件樞軸連接至所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，其中所述手動轉(zhuǎn)向設(shè)備是一套車把。
12. —種適于與三輪或四輪車輛一起操作的改進(jìn)的雙前輪車輛轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，包括車輛框架；前支柱，該前支柱從所述車輛框架垂直延伸；后支柱，該后支柱從所述車輛框架垂直延伸且與所述前支柱平行設(shè)置；手動轉(zhuǎn)向構(gòu)件，該手動轉(zhuǎn)向構(gòu)件由所述框架可轉(zhuǎn)動地支撐；可轉(zhuǎn)動可伸縮的轉(zhuǎn)向柱，該可轉(zhuǎn)動可伸縮的轉(zhuǎn)向柱在上端連接至所述轉(zhuǎn)向構(gòu)件；主轉(zhuǎn)向臂，該主轉(zhuǎn)向臂連接至所述轉(zhuǎn)向柱的下端；主轉(zhuǎn)向臂支撐件，該主轉(zhuǎn)向臂支撐件從下部A形框架臂延伸，且可轉(zhuǎn)動地支撐所述主轉(zhuǎn)向臂；上部A形框架臂，該上部A形框架臂具有兩個(gè)外側(cè)端部和第一中點(diǎn)撐桿構(gòu)件，每一個(gè)該外側(cè)端部可樞轉(zhuǎn)地連接至A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件的上端，該第一中點(diǎn)撐桿構(gòu)件可樞轉(zhuǎn)地連接所述前和后支柱之間的所述上部A形框架臂；下部A形框架臂，該下部A形框架臂具有兩個(gè)外側(cè)端部和第二中點(diǎn)撐桿構(gòu)件，每一個(gè)該外側(cè)部端可樞轉(zhuǎn)地連接至A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件的下端，該第二中點(diǎn)撐桿構(gòu)件可樞轉(zhuǎn)地連接所述前和后支柱之間的所述下部A形框架臂；兩個(gè)懸架構(gòu)件，該兩個(gè)懸架構(gòu)件與所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件剛性連接且平行于所述A形框架臂外側(cè)撐桿構(gòu)件設(shè)置；兩個(gè)前輪，該兩個(gè)前輪每個(gè)可轉(zhuǎn)動地安裝在分開的輪軸上，每個(gè)輪軸連接至所述懸架構(gòu)件之一且由所述懸架構(gòu)件之一支撐；兩個(gè)二級轉(zhuǎn)向臂，該兩個(gè)二級轉(zhuǎn)向臂每個(gè)剛性地安裝至不同的所述懸架構(gòu)件上；拉桿，該拉桿具有第一端和第二端，每端可樞轉(zhuǎn)地連接至不同的二級轉(zhuǎn)向臂；轉(zhuǎn)向鏈接桿，該轉(zhuǎn)向鏈接桿具有可樞轉(zhuǎn)地連接至所述主轉(zhuǎn)向臂的第一端，和可樞轉(zhuǎn)地連接至二級轉(zhuǎn)向臂的第二端；以及兩個(gè)腳轉(zhuǎn)向踏桿，該兩個(gè)腳轉(zhuǎn)向踏桿剛性地安裝至所述A形框架外側(cè)撐桿構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有改進(jìn)的整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)的車輛。三輪車輛具有改進(jìn)的雙前輪整合轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許通過臂部和腿部轉(zhuǎn)向運(yùn)動的結(jié)合和前端傾斜對車輛進(jìn)行操作，前端傾斜使車輛質(zhì)量的中心向下轉(zhuǎn)移且轉(zhuǎn)移至內(nèi)輪。質(zhì)量的這種轉(zhuǎn)移抵消常規(guī)轉(zhuǎn)彎車輛將其質(zhì)量拋擲到外輪和將內(nèi)輪抬離地面的趨勢，并且改變通過輪胎施加的力的作用線的角度，和增強(qiáng)車輛在地面上的抓牢。當(dāng)急劇轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛具有降低了的滑動量和翻轉(zhuǎn)的可能。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與傳統(tǒng)的ACKERMAN轉(zhuǎn)向幾何相容，其中內(nèi)輪相比外輪以更小直徑的圓轉(zhuǎn)向。
文檔編號B62K25/04GK101792002SQ20101010426
公開日2010年8月4日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者萊德·吉恩·亨德森 申請人:萊德·吉恩·亨德森