專利名稱：三輪載具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種三輪載具。
背景技術：
美國專利3,237961號公開了一種三輪載具，其后輪擺臂可以相反方向移動，因此可由駕駛者控制該三輪載具，因為其可通過兩控制桿以隨把手的旋轉動作而移動。然而，此載具是設計用以幼兒使用的三輪載具。假若在高速狀態(tài)進行轉彎，在外輪位置會發(fā)生大的力量，這
樣的力量需要由駕駛者在把手處進行補償。要讓駕駛者可以施加對應的杠桿作用，把手必須要是非常地寬，或是連接到液壓轉向輔助裝置。
美國專利第4,887,829號公開了一種三輪載具，其后輪結合至可以相反方向移動的后輪擺臂。此三輪載具以單軌載具的方式進入彎道，接著在把手處產(chǎn)生轉向脈沖。 一搖動組件設置于載具框架，并作為平衡組件，使得后輪擺臂產(chǎn)生反向移動。在與載具框架的關系部分，后輪擺臂可自由移動，而且假若載具沒有兩個輪子，而只有一個很大的后輪，容易使得負載平均分配在兩個后輪之間。因此，駕駛者只能通過如同單軌載具上那樣靠向彎道，以抵抗在增加速度時曲度所發(fā)生的向心力， 一直到達到傾斜極限。如果駕駛者突然靠向急彎，平衡組件由于自由移動的緣故，會立即向彎道的外側傾斜，因此造成內(nèi)輪被舉起，即便是還沒達到傾斜極限。假若一機械止動器限制了平衡組件的作用，也會發(fā)生一種類似的不穩(wěn)定駕駛狀態(tài)當外輪減少地面接觸時，載具在內(nèi)輪的推助之下會更加地傾斜。因此本身需要在彎道時增加速度，而其增加是由體重和向心力的合力朝向外輪接觸點所造成，但是這樣的技巧必需是如同雜耍一般，因為無法控制后輪擺臂。此外，也不可能通過移動體重進行轉向而不產(chǎn)生轉向脈沖，因此后輪不會共同轉向。
國際專利號WO2006/008569 Al號敘述一種斜躺的三輪載具，其中載具一開始的中點位置是通過手把或是轉向手把，以及加上在轉向
頭位置的輔助扭力彈簧所維持。然而，由于有限的視野以及有限的轉向能力，這種載具在一般的道路交通運用方面僅能作部分用途。
此外，在許多現(xiàn)有技術之中，已知有許多三輪載具的計算機化液壓傾斜系統(tǒng)。具有相符合裝備的載具可以使得重量與向心力的合力朝向外輪的接觸點移動，直到載具以一傾斜位置偏移或是向外傾斜。然而，由于太過復雜，這些系統(tǒng)并不適用于由人力或電動馬達所驅動的
輕量、便宜載具。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的之一是設計一種輕量三輪載具，其具有提供清楚視野的座位位置、節(jié)能的推進系統(tǒng)，以及可控制的傾斜機構，并可通過以移動體重而增加在傾斜位置處在彎道中的速度增加。
本發(fā)明可應用于設施或是運動載具，并可在站立或是直線駕駛時自動達到中間、水平的基本位置。依據(jù)本發(fā)明，下述目的是由權利要求1至4的特征所實現(xiàn)。因此本發(fā)明的核心是在駕駛座下的載具框架設置具有剛性驅動組件的轉向頭。此轉向頭通過控制組件的裝置將載
具框架傾斜與后輪擺臂的反向移動結合，用以控制載具傾斜并且將后輪轉向。此外，本發(fā)明將后輪擺臂的旋轉軸設置于控制柱的插座與后輪底座之間，以使載具框架的側向向下傾斜造成內(nèi)后輪的向上移動。通過踏腳桿以將后輪擺臂自后輪擺臂的旋轉軸延伸超過控制柱的插座，以承接可協(xié)助控制后輪擺臂向上及向下移動的腳踏。在載具框架上，在可轉向前輪載體的垂直轉向軸之后的區(qū)域設置一導輪，此導輪將人力驅動的前輪的鏈條驅動以相對于行進方向的后退方向重新導引，以使踏板曲柄軸承位于較低位置。
以下通過具體實施例配合所附的圖式詳細說明，以更容易理解本發(fā)明的目的、技術內(nèi)容、特點及其所實現(xiàn)的效果。


圖1為—-側視圖，顯示具有人力前輪驅動的三輪載具。
圖2為-^上視圖，顯示三輪載具的后輪擺臂。
圖3為—^后視圖，顯示在傾斜位置的三輪載具。
圖4為一j側視圖，顯示具有風雨防護的三輪載具。
圖5為一M則視圖，顯示設置有履帶及滑橇的三輪載具。
圖6為—-側視圖，顯示前輪具有踏板曲柄的幼兒三輪載具。
圖7為-^上視圖，顯示前輪具有踏板曲柄的幼兒三輪載具。
圖8為--側視圖，顯示具有全懸架以及電動驅動的三輪載具。
圖9為—M則視圖，顯示具液壓踏板控制的三輪載具。
圖10為一側視圖，顯示具液壓把手三輪載具。
圖11為一斜角側視圖，顯示具有剛性前輪載體的三輪載具。圖12顯示一斜角后視圖，顯示具有剛性前輪載體的三輪載具。圖13為一側視圖，顯示具完整外殼的三輪載具。
圖14為一側視圖，顯示具有剛性踏腳桿的三輪載具。
圖15為一側視圖顯示具有包括彈簧的腳踏桿的三輪載具。圖16為一側視圖，顯示具有步進器的助力載具。
具體實施例方式
以下將參照相關附圖，說明本發(fā)明的實施例。這些實施例是用來闡明本發(fā)明的原理，而不應解釋為限制本發(fā)明的范圍。
在一個實施例中，本發(fā)明的三輪載具包含一前輪；在后輪擺臂5a、5b上的可反向移動的兩后輪； 一駕駛座2，其固定于載具框架1上；以及一操縱桿6。本發(fā)明可設計為運動設備，其具有剛性前輪載體4，其為載具框架1的一部分。而如果搭載可轉向前輪載體3，例如可設置為前輪叉，本發(fā)明也可作為傳統(tǒng)的路行載具之用，其中曲線半徑以及載具的傾斜程度彼此獨立控制。
本發(fā)明的特點在于，載具框架1是以可旋轉的方式設置于駕駛座2下方的轉向頭7上，并且當載具向側邊傾斜時，后輪能夠馬上改變方向。此外，驅動組件8a、 8b設置于轉向頭7并連接控制柱lla、 llb，該控制柱lla、 llb連結載具框架1的旋轉運動與后輪擺臂5a、 5b的反向移動。后輪擺臂5a、 5b的旋轉軸30設置于控制柱lla、 llb的插座28a、 28b與后輪底座29a、 29b之間。因此，舉例來說，當右控制柱lla向下移動時，右后輪將向上移動。
由于駕駛座2設置于轉向頭7之上，因此通過駕駛改變駕駛座2的水平位置，并且通過駕駛的體重，將駕駛座2與載具框架1形成一杠桿。只要此桿桿維持在內(nèi)側，如圖3所示，剛性驅動組件8a、 8b將阻止后輪擺臂5a、 5b繼續(xù)反向移動。因此載具在傾斜時將不會被舉起，并且輪胎也不會向外傾斜。因此，當載具在彎道的速度增加時，重量與離心力的合成將通過后輪與地面的接觸點。由于此傾斜機制具有適時阻止傾斜的設計而使載具框架1與前輪不會向側邊傾斜超過45度，
7雖然后輪傾斜程度小于前輪，載具將在極限狀態(tài)(extremecase)下轉向。
載具在彎道中的速度越快，駕駛者將施以更大的氣力控制操縱桿6，并且駕駛者的身體將朝向駕駛座2移動更多距離，以迫使載具框架1轉向彎道并阻止后輪擺臂5a、 5b反向移動。然而，駕駛者最終只要施以相當于載具框架1旁的邊車內(nèi)乘客體重的力。針對無踏板曲柄9的快速電動載具或結合踏板曲柄9與輪轂電動機25的混合功能載具用以增加在彎道時的速度，可通過踏腳桿輔助控制后輪擺臂5a、 5b，如圖14與圖15所示。為此，后輪擺臂5a、 5b以踏腳桿33a、 33b延伸超過控制柱lla、 11b的插座28a、 28b，其踏腳桿33a、 33b的末端設置腳踏32a、 32b。除了通過身體的重量，駕駛者也可以握緊操縱桿6并將踏腳桿33a、 33b用力向內(nèi)側下方推，讓載具框架1維持在所需位置。只要駕駛者維持踏腳桿33a、 33b與腳踏32a、 32b之間的張立，即使駕駛者的身體并非有效的移動，后輪擺臂5a、 5b也無法反向移動。基于不同的駕駛風格，踏腳桿33a、 33b可設計為具有雙接榫，其中兩嚙合的齒輪使其運動方向相反，駕駛者便要施以外側向下的壓力。例如在不平的地形上發(fā)生震動的負荷可被位于踏腳桿33a、 33b上的彈簧34a、34b所吸收。當駕駛通過彎道，能夠對腳踏32a、 32b施以更大壓力時，此裝置對駕駛者會離開駕駛座2的運動型載具特別有效用。
原則上，在踏板10或轉向橫桿12上的液壓減速系統(tǒng)可對后輪擺臂5a、 5b施以額外的壓力，如圖9與圖IO所示。液壓系統(tǒng)并非必備裝置，因為具有不同直徑的液壓缸13足以應付各種狀況。電子致動器也可合理地取代液壓組件。
由于本發(fā)明利用人力鏈條驅動，非常適合作為鍛煉之用。針對平衡訓練，舉例來說，止動器25可設置為液壓卡鉗止動器(hydraulic caliperbrake),阻擋位于駕駛座2下方的轉向頭7。在阻擋狀態(tài)下，載具如同剛性三輪載具。在剛啟動的時候，當加速中的載具利用輪胎的回轉力
8平衡穩(wěn)定時，駕駛者可釋放止動器橫桿。雖然起始水平位置仍然由回動彈簧18所實現(xiàn)，但在接下來的直線駕駛中，駕駛本發(fā)明的體驗與傳統(tǒng)的兩輪載具是相同的。
在一個實施例中，本發(fā)明可僅用于運動用途的載具，其具有剛性前輪載體4，由于轉向與傾斜的施力控制，以提供給駕駛者動態(tài)的彎道
行為，稱之為"搖擺"。位于駕駛座2下方的轉向頭7的轉向軸14與路面的夾角介于25度至45度之間為佳。在具有可轉向前輪載體3的載具中，其夾角為3度至25度即可，視可達到的最高速度而定，因為曲線半徑可通過與載具傾斜程度相獨立的可轉向前輪載體3進行修正。
基本上，在慢速得人力鏈條驅動載具中，后輪的轉向是非常重要的，而為了節(jié)約成本，必須驅動前輪而非兩后輪。為了降低在轉向時驅動鏈條所產(chǎn)生的力矩，需將鏈條承載轉帶15自前輪轂16引導至載具框架1上的一點，該點盡量靠近可轉向前輪載體3的垂直轉向軸17。由于在轉向時，鏈條與輪胎將彼此快速地接觸，因此在操作現(xiàn)有的前輪驅動的腳踏車時，轉向將頗受限制。然而，本發(fā)明的三輪載具通過共同轉向的后輪而使得載具得以完成緊貼的回轉圈。
鏈條驅動的重新引導也是非常重要的。在人力前輪驅動的情況下，因為踏板曲柄的軸承設置高于前輪，通常假設駕駛者以略微斜躺的坐姿接觸踏板。為了讓駕駛者在本發(fā)明的三輪載具以坐姿駕駛，并維持前輪的牽引力，以及在利用前輪止動器讓載具止動時維持最小的翻覆可能性，在載具框架1并且在可轉向前輪載體3的垂直轉向軸17之后的區(qū)域中設置一導輪18。通過適當設置的鏈條張力器31的幫助，鏈條承載轉帶15可由前輪轂16向上引導至與可轉向前輪載體3的垂直轉向軸17平行的車輛框架1，再自此處向下引導至踏板曲柄9的鏈輪。踏板曲柄9的鏈輪位于低處并且位于可達到最大功效的位置，在轉向時無須過多的施力便可再次歸位。
9假設載具自動位于初始水平的位置，回動彈簧18a、 18b設置于駕駛座2下方的轉向頭7與后輪擺臂5a、 5b之間?；貏訌椈?8a、 18b對后輪擺臂5a、 5b施以相同的壓力，并迫使后輪擺臂5a、 5b位于平衡位置。整合在轉向頭7內(nèi)的扭轉彈簧或扭轉桿也能達到相同功效。
對于可反向移動的后輪擺臂5a、 5b的彈簧機制，可以利用中央支柱19實現(xiàn)。為此，轉向頭7也以可移動的方式設置于旋轉接頭20上，該旋轉接頭20設置在橫切于載具的行進方向上，并且與中央支柱19連接，舉例來說，旋轉接頭20可配置一張力彈簧。
由于本發(fā)明具有簡單的傾斜操控機制，因此本發(fā)明也可設置于幼兒專用載具上，如圖6與圖7所示。同樣地，舉例來說，也可應用在由輪轂電動機25驅動并設置風雨防護組件21的城市載具，如圖4所示，以及由硬頂26和側向滑動門27所包覆的載具上，如圖13所示。以上所述的載具還能在駕駛座后方或前方額外地設置一座位。
如果將本發(fā)明的輪胎更換為雪地履帶22或滑橇23，則可用于冬季運動中，如圖5所示。
此外，將本發(fā)明應用在作為運動用途的助力載具上也是可行的，其中乘客握緊設置在駕駛座2上的橫桿37，并利用歩進器驅動后輪，如圖16所示。在此情況下，設置回動彈簧38a、 38b的腳踏板35a、 35b以可移動的方式設置在每一后輪擺臂5a、 5b的內(nèi)側或外側，其中乘客的腳左右交互地向推動腳踏板35a、 35b施力，這樣， 一螺旋狀鏈輪36a、36b，其設置自轉機制并凸出于兩后輪其中之一輪的輪轂，通過鏈條起重器31a、 31b旋繞一導輪39a、 3%?；貏訌椈?8a、 38b將單個的腳踏板35a、 35b拉進初始位置時，螺旋狀鏈輪36a、 36b也同樣回到初始位置。如此，當駕駛者利用踏板曲柄9驅動前輪時，乘客可利用歩進
10器驅動后輪。
原則上，傾斜接榫(inclinationjoint)也可用在前方，如圖17所示，其中鋼纜40可作為轉向阻尼(steering damper)。
以上所述的實施例僅僅是為了說明本發(fā)明的技術思想及特點，其目的在使本領域技術人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，而不能以此限定本發(fā)明的專利范圍，S卩，凡是根據(jù)本發(fā)明所公開的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種三輪載具，具有一載具框架(1)、一駕駛座(2)以及可以反向移動的兩個后輪擺臂(5a，5b)，其特征在于一具有剛性驅動組件(8a，8b)的轉向頭(7)，其設置于在所述駕駛座(2)之后的所述載具框架(1)上，該轉向頭通過控制組件的方式將該載具框架(1)傾斜與該些后輪擺臂(5a，b)的反向移動相結合，以控制該三輪載具傾斜并且使后輪轉向。
2. —種三輪載具，具有一載具框架(l)、一駕駛座(2)以及可以反向移動的兩個后輪擺臂(5a, 5b)，其特征在于所述后輪擺臂(5a, 5b)的旋轉軸(30)設置于控制柱(lla, llb)的插座 (28a, 28b)與后輪底座(29a, 29b)之間，以使該載具框架(l)的側向傾斜造 成內(nèi)后輪的向上移動。
3. —種三輪載具，具有一載具框架(l)、一駕駛座(2)以及可以反向移動的兩個后輪擺臂(5a， 5b)，其特征在于通過踏腳桿(33a, 33b)將后輪擺臂自后輪擺臂(5a， 5b)的旋轉轉軸 (30)延伸超過控制柱(lla， 11b)的插座(28a, 28b)，以承接可協(xié)助控制后 輪擺臂(5a， 5b)向上和向下移動的腳踏(32a, 32b)。
4. 一種三輪載具，具有一載具框架(l)、一駕駛座(2)以及可以反向移動的兩個后輪擺臂(;5a, 5b)，其特征在于一導輪(18)設置于載具框架(1)上位于可轉向前輪載體(3)的垂直轉 向軸(17)之后的區(qū)域，該導輪將人力驅動的前輪的鏈條驅動為相對于行 進方向的后退方向重新導引，以使踏板曲柄軸承(24)位于較低位置。
5. 如權利要求1至4所述的三輪載具，其特征在于具有回動彈簧(38a, 38b)的腳踏板(35a, 35b)設置于后輪擺臂(5a, 5b)，該腳踏板通過鏈條起重器(31a, 31b)以及螺旋狀鏈輪(36a, 36b)裝 置驅動后輪。
6. 如權利要求1至5所述的三輪載具，其特征在于 回動彈簧(18a, 18b)系設置于駕駛座(2)之后設置的轉向頭(7)，該回動彈簧通過迫使后輪擺臂(5a, 5b)達到平衡的中間位置以穩(wěn)定該三輪載 具的水平位置。
7. 如權利要求1至6所述的三輪載具，其特征在于 一中央支柱(19)系結合于駕駛座(2)之后設置的該轉向頭(7)及該載具框架(l)之間。
8. 如權利要求1至7所述的三輪載具，其特征在于 一液壓缸(13)設置于在駕駛座(2)之后設置的該轉向頭(7),該液壓缸可再對該些后輪擺臂(5a, 5b)的反向移動進行額外控制。
9. 如權利要求1至8所述的三輪載具，其特征在于 一止動器(25)設置于在駕駛座(2)之后設置的該轉向頭(7)，可通過該止動器(25)阻擋旋轉動作。
10. 如權利要求1至4所述的三輪載具，其特征在于 接收孔設置于可以相反方向移動的所述兩個后輪擺臂(5a, 5b)、以及該前輪載體，雪地履帶(22)或滑橇(23)可安裝于該接收孔。
11. 如權利要求1至IO所述的三輪載具，其特征在于 屋頂狀的風雨防護組件(21)設置于該載具框架(1)。
全文摘要
一種輕量三輪載具，其具有提供清楚視野的座位位置、節(jié)能的推進系統(tǒng)，以及可控制的傾斜機構，并且可通過移動體重而增加在傾斜位置的在彎道中的速度增加。可用作設施或是運動載具，并可在站立或是直線駕駛時自動達到中間、水平基本位置。
文檔編號B62K5/06GK101557977SQ200780040527
公開日2009年10月14日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權日2006年10月30日
發(fā)明者賀克特·史丹喜伯 申請人:賀克特·史丹喜伯