[发明专利]移动椭圆形驱动的装置和转向机构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请引用2009年7月15日提交且共同待决的美国专利申请号61/225,776以及2010年5月21日提交且共同待决的美国专利申请号12/785,147的优先权。本申请通过引用整体地并入美国专利申请号61/225,776和美国专利申请号12/785,147中。

发明背景

A.技术领域

本发明公开的领域是转向机构，包括转向机构的车辆以及使用前面二者的方法。

B.背景技术

轮式车辆固有地在转弯过程中不稳定。进入弯道的移动车辆由于其线性动量被通常称为离心力(实际是惯性力)推向弯道外侧，这可以导致车辆侧翻、侧滑以及操作人员失去控制。离心力随着车辆速度增加而增加并随着弯道角度增加而增加，因此往往导致负面结果。

使用多种机构来抵消转弯过程中的离心力。一些车辆能够倾斜进入弯道，最常见的示例是自行车和摩托车。具有三个或更多个车轮的车辆无法如此容易地倾斜，因为倾斜可能导致这些车轮中的至少一个失去与地面的接触。车轮外倾、零偏距转向和阿克曼转向也改进转弯过程中的循迹。转弯过程中的不稳定性在轻型车辆、平衡中心高的车辆和车轮轴距较短的车辆中更为严重。转弯过程中的稳定性对于具有两个以上车轮的人力车辆一直是特别难以解决的问题，尤其是操作人员在操作期间必须保持直立的那些车辆。因此，本领域中存在早就认识到但未解决的需要：增加转弯过程中轮式车辆的稳定性而无需车辆被设计成实际比轻型动力车辆(例如，人力车辆)更大或更重。

发明概要

提供一种转向机构，其能够改变车轮的前束角连同车轮的外倾角。该转向机构的一些实施方案可以通过使直立构件倾斜来控制。后倾角控制响应使直立构件倾斜而发生的前束角与外倾角的比例。在转向机构的一些实施方案中，可以调整后倾角以提供响应使直立构件倾斜的前束角与外倾角的变化的比例。该调整可以由操作人员来执行，或可以响应传感器数据自动实现。还提供包括该转向机构的车辆，以及提供使车辆转弯的方法。

这些功能以及其它功能通过提供一种转向机构来实现，该转向机构包括车轮总成和被构造为相对于车轮总成倾斜的直立构件，该车轮总成包括：车轮，该车轮具有旋转轴、前束角和外倾角；紧固于车轮的转向节，该转向节包括转向臂；具有旋转轴、后倾角和主销倾角(“KPI”)的主销，该主销设置在转向节内以使转向节绕旋转轴自由旋转；承托主销的主销托架；具有内侧端和外侧端的转向杆系，该外侧端以控制转向节绕旋转轴旋转的程度的构造紧固于转向臂，该内侧端在第一连接点处紧固于直立构件；以支承方式紧固于主销托架的支承构件；以及后倾点，该后倾点是车轮旋转轴与主销的旋转轴的交点。

还提供一种包括车架的移动装置，该车架包括基本水平朝向的纵向车架构件、与纵向构件成基本法线朝向连接的基本水平朝向的横向车架构件，以及在所述横向构件尾部位置处连接到纵向构件的直立车架构件。横向车架构件的任一端上是前轮，且由驱动总成驱动的后轮以旋转方式连接到所述纵向车架构件的后端。

该移动装置可以包括一对沿着纵向车架构件的任一侧基本水平设置的细长跨越构件，其中每个跨越构件的尾端以旋转方式连接到一对相对曲柄中的每个相对曲柄的外端。朝向分开180°的该对相对曲柄中的每个相对曲柄的内端被构造成当曲柄旋转时沿着后轮旋转轴对后轮施加旋转运动。在移动装置的一个实施方案中，所述曲柄的外端在旋转时限定与后轮旋转轴同心的路径。在一些实施方案中，一对直立臂杠杆以枢转方式连接到直立车架构件，以使臂杠杆的上端和下端可绕枢轴点前后往复运动，其中每个直立臂杠杆具有上把手端和下枢转端。每个臂杠杆的下枢转端以枢转方式连接到跨越构件之一的前端。该驱动总成的一些实施方案包括以旋转方式连接到曲柄中的至少一个的内端的链环、啮合到链环的驱动链和啮合到驱动链且被构造为沿着后轮旋转轴对后轮施加旋转运动的链轮。该驱动总成的一些实施方案包括毂体、旋转轮轴(曲柄臂的内端与之连接)以及将所述轮轴的旋转传递到毂体的内部齿轮系。该装置还可包括用于本文公开的转向的任何机构，以及刹车和多个齿轮传动。

附图简介

图1转向机构的实施方案的前视图。

图2 0°后倾角的转向机构的实施方案的前视图。

图3 30°后倾角的转向机构的实施方案的前视图。

图4 60°后倾角的转向机构的实施方案的前视图。