CN101172501A - 具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆 - Google Patents

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马里奥·D·圣图奇
瓦尔特·罗塞利尼
奥诺利诺·迪坦纳
瓦伦蒂诺·马里奥蒂
斯特凡诺·巴尔托洛齐
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Abstract

具有两个前转向轮(16，18)的轮式车辆(10)，包括车架(14)、车把(20)、至少一个连接到发动机(22)的后驱动轮(12)、以及所述两个前轮(16，18)的转向运动系统，其中所述转向运动系统为纵向的，包括固定连接在转向控制杆(26)一端的两个平行的纵臂(36，38)，所述转向控制杆(26)的另一端通过两个球形铰链(24)连接到两个铰接四边形上，所述两个铰接四边形相对于所述车辆(10)也成纵向，其将所述两个前轮(16，18)可旋转地连接到所述车架(14)上，以便通过用户对所述车把(20)的旋转获得所述两个前轮(16，18)相对于所述车架(14)的转向。

Description

具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆
技术领域
本发明涉及轮式车辆，尤其涉及，但不限于，配备有两个并排的前转向轮和至少一个后驱动轮的摩托车。
背景技术
过去几年里，在三轮车领域内已经做出了多种方案，将轮式车轮设计为配备有两个前转向轮和单个后驱动轮，其中前转向轮优选通过插入悬架系统连接到车辆的车架上。
这种车辆配备有或未配备有发动机，其车身通常不封闭，以便能够落入自行车和摩托车的范畴，因而能够将典型四车轮的稳定性和两轮摩托车的易操作性组合在一起。特别地，现有整合了滚动和转向系统的这些车辆具有在转弯时允许车辆自身向一侧倾斜、未移动时允许支撑自身的优点，因此在长期停车期间不需要支架或其它地面支撑元件，在停车期间也无需骑车者不得不将他的脚放在地面上。
例如，在同一申请人提交的专利申请EP-1484239-A2中示出了上述形式的三轮轮式车辆，其设计成将铰接四边形的前滚动和转向组件相对于车辆移动方向横向布置。
但是，这种布置虽然车辆的前轮距(即两个前轮之间的距离)小于传统的四轮车辆，却需要足够大的尺寸，具有铰接四边形的横向滚动和转向组需具有足够长的臂，以允许必须布置在两个前轮之间的前轮所需的最大偏移。
发明内容
因此，本发明的目的是制作一种具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆，并且允许分别结合了典型汽车和典型摩托车有关稳定性和操作性的优点，同时允许非常窄的轮距，从而允许小的总宽度，因此落入特种车辆的范畴，尤其是摩托车的范畴，其中在要达到高速时，轮距对空气阻力的影响很大。
本发明的另一个目的是制作一种能够以完全类似于汽车领域的方式调整转向控制相对于骑车者位置的高度和倾斜度的轮式车辆。
本发明的再一个目的是制作一种能够配备有特别细长的整体式导流罩的紧凑型轮式车辆，例如那些常见的高性能运动型摩托车。
本发明的再一个目的是最后制作一种制造简单、成本低廉的轮式车辆。
根据本发明，这些目的通过制作如权利要求1所述的具有两个前向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆实现。
本发明的其它特征和优点由从属权利要求示出。
附图说明
参考附图，根据下面非限制性实例给出的描述，可更加清楚根据本发明的具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆的特征和优点，其中：
图1为根据本发明的具有两个前转向轮和后驱动轮的三轮轮式车辆的实施例处于静态的正面透视图；
图2a为图1的车辆的前轮总成的组件的正面透视图；
图2b为图1的车辆的前轮总成中限定了其转向和滚动运动的组件的正面透视图；
图3为图1的车辆的顶部侧视图；
图4为图1的车辆的运动系统的侧视图；
图5为图1的车辆的顶部正视图；
图6为图1的车辆的运动系统的正视图；
图7A、7B和7C示意性地示出了根据本发明的三轮轮式车辆的前悬架系统的三个不同实施例；以及
图8A、8B和8C示意性地示出了根据本发明的三轮轮式车辆的导向运动系统的三个不同实施例。
具体实施方式
特别参考图1至7，示出了根据本发明的具有两个前转向轮的轮式车辆的实施例，其总地由附图标记10表示。
应当理解，在附图和下面的描述中，由于一般车辆和摩托车上的某些组件属于本领域的公知常识，对于理解本发明的目的并不必要，因此不对其进行特别的图示或者根本没有详细描述。
还应当理解，虽然在附图和下面的描述中，公开了具有单个后驱动轮的车辆，但是本发明还可应用到来源于摩托车的四轮车辆。
特别地，关于用来获得滚动型四轮车辆的后轴所使用的运动学，可参考同一申请人的欧洲专利No.1694555，只参考有关后悬架的描述。
车辆10基本上包括具有连接到发动机22的固定轴的至少一个后驱动轮12、车架14以及一对前转向轮16和18。此外，通常具有车把20或其它转向元件，通过转向元件可作用在前转向轮16和18上。
从第一常规布置可清楚，某些元件，例如后悬架、发动机22和许多其它组件，可从任一批量生产的车辆上获取，就象用于向后轮传递运动(使用链条、万向节轴或其它)的系统。在相同方式下，从现有车辆获取的、以本发明新颖的原始的方式提供的完整组件，可用作前悬架的臂、前轮16和18和制动系统，这将在下文中更加详细地描述。
应当注意，车把20通过相当于转向装置的轴的圆柱形铰链24连接到车架14上。大致水平的转向控制杆26固定连接到铰链24上，因而能够与转向装置的轴一起旋转，当前轮16和18不转向时，转向控制杆26布置成垂直于车辆10的纵轴。更具体地，铰链24固定连接到转向控制杆26重心处。
沿着车辆10运动方向彼此基本平行布置的两个轴28和30的端部也铰接在转向控制杆26的端部。轴28和30的另一端通过各自的球窝接头32和34连接到臂36和38，将转向运动直接传递到两个前轮16和18，所述臂36和38可配备有或不配备有独立的悬架，将在下文中更加清楚地描述。
各轴28、30根据车把20是否转向左侧或右侧，并且根据其相对于前轮16和18的自身位移(稍后描述)，交替地用作拉杆或压缩元件，如图8A-8C的示意性平面图所示。
各前臂36和38也通过顶部横向构件42、46固定到车架上，两个前轮16和18并且可能还有制动单元的盘或鼓以公知的方式固定连接到各前臂36、38的底端，使得它们可旋转。实际上，各前轮16、18通过纵向布置(即平行于车辆10的运动方向)的铰接四边形连接到车架14上。
更具体地，布置在车辆10右手侧的铰接四边形，其两个长边由顶部右横向构件40和底部右横向构件42形成，两个短边由前右臂36的顶部部分和车架14的适当部分形成。类似地，布置在车辆10左手侧的铰接四边形，其两个长边由顶部左横向构件44和底部左横向构件46形成，两个短边由前左臂38的顶部部分和车架14的适当部分形成。
在本发明的优选实施例中，所有横向构件40、42、44和46的长度都大致相同，使得由它们形成的两个纵向铰接四边形作为铰接平行四边形更加准确地操作。
臂36和38通过球窝接头48、50和52、54连接到各自的纵向横向构件40、42和44、46，而相同的纵向横向构件40、42和44、46通过圆柱形铰链56、58和60、62连接到车架14上。
这样，左右两个铰接四边形通过各自的球形铰链64和66连接到两个基本垂直的右臂68和左臂60，然后通过中心摇臂72互相连接。该中心摇臂72相对于车辆10横向布置，并通过布置在车辆10自身中间的圆柱形铰链74固定到车架14上。因此，当车辆10在行驶期间倾斜时，两个独特的铰接平行四边形构成滚动运动学，通过使两个前轮16和18绕着摇臂72的铰链74旋转，允许这两个前轮都与路面接触。
关于前臂36和38的形状，应当理解，在二轮车领域内，可采用多种可行的实施方式。详细来说，可具有带传统前轮总成的运动系统，其中连接到车轮16的前臂36在所述车轮16的两侧分岔，以形成传统的臂叉，而如图8A-8C中所示，其能够有利地使用同样传统的单臂式前轮总成，车轮以悬臂形式安装，其中悬架的两个杆都位于车轮16的同一侧上。
对于车轮的该单臂方案，可预知各种可能的实施方式。
实际上，对于单轮的单臂技术，车把20给出的转向运动可以三种不同的方式传递到各单独的前轮16和18，如图8A-8C的示意图中所示出的。
在图8A中，控制转向的两个轴28和30位于两个前轮16和18的内侧，因此，例如对于转向右侧(沿箭头FA的方向)，轴30用作臂38的拉杆，而轴28为相对的臂36的压缩元件。拉杆/压缩元件系统在图8B所示的结构中颠倒过来，轴28和30都位于两个前轮16和18的外侧。在这种情况下，还是假设转向右侧的情形，如箭头FB所示，那么轴30用作压缩元件，轴28用作拉杆。
图8C示意性地示出了两个轴28和30相对于车辆10的纵轴都位于前轮16和18的同一侧(实例中为左侧)的情形。在这种情形下，当车轮10转向右侧(箭头FC的方向)时，两个轴28和30都用作压缩元件。
显然，在转向左侧的情况下，前面情形中用作拉杆的轴用作压缩元件，而前面情形中用作压缩元件的轴用作拉杆。同样，至于涉及到车辆10的前悬架系统，在不脱离本发明保护范围的情况下，也可采用不同的方案。
图7A至7C示出了该悬架系统的三个可能实施例，其展现了至少一个弹性组件(例如螺旋弹簧)与至少一个减震组件(例如，伸缩式液压减震器)常用组合形式。
图7A示出了其中各前臂36、38具有直接应用于两轮车辆的类型的独立悬架76的方案，具体包括都固定连接到各自前臂36、38的弹性组件和减震组件。
在另一方面，图7B示出了其中固定连接到各自铰接平行四边形的臂68和70由两轮车辆的公知传统减震器替代的方案。
最后，在图7C所示的方案中，在双摇臂的中间插入单个减震器。
然后，臂68和70以及摇臂72还可以任意方式和任意倾斜度连接到两个铰接平行四边形上，但不包括根据本发明的轮式车辆10的操作规则的方式。
从上面的描述及以各种位置对其示出的附图，可直接理解根据本发明的轮式车辆10的操作。因此可理解，根据本发明的这种具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆实现了前述目的，不只允许将汽车的稳定性与摩托车的操作性组合在一起，还允许通过几乎成对的轮子组成前轮总成，并且能够使两个车轮完美地保持彼此平行，在车辆任一使用情形下都等距间隔。
纵向定位、应用到如具有两个前转向轮的三轮轮式车辆的转向动力学真正允许车辆设有非常窄的轮距，由于为达到非常高的速度，轮距对空气阻力的影响非常大，从而对于车辆是很理想的。
此外，由于两个铰接平行四边形安装在车架上的方式以及其相互连接的系统，这两个铰接平行四边形之间的相对距离保持不变，从而在外观和结构简单上都具有优点。
对于这一类系统，车把相对于转向拉杆完全自由。这样，可制作以与汽车领域内应用的方案(转向轮和可调转向柱)相类似的方式调整高度和倾斜度的车把。
因此，本发明涉及的具有两个前转向轮和至少一个后驱动轮的轮式车辆可在任意情况下经过多种修改和变化，所有这些都由相同的发明概念来覆盖。
此外，在实际中，所使用的材料，以及它们的大小和组件，可以是根据技术需要的任一形式。

Claims (15)

1.具有两个前转向轮(16，18)的轮式车辆(10)，包括车架(14)、车把(20)、至少一个连接到发动机(22)的后驱动轮(12)、以及所述两个前轮(16，18)的转向运动系统，其特征在于：
所述转向运动系统为纵向的，包括固定连接在转向控制杆(26)一端的两个平行的纵臂(36，38)，通过圆柱形铰链(24)连接至所述车把(20)，所述转向控制杆(26)的另一端通过两个球形铰链(24)连接到两个铰接四边形上，所述两个铰接四边形相对于所述车辆(10)也成纵向，其将所述两个前轮(16，18)可旋转地连接到所述车架(14)上，以便通过用户对所述车把(20)的旋转获得所述两个前轮(16，18)相对于所述车架(14)的转向。
2.如权利要求1所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个平行四边形包括两个顶部横向构件(44，40)、两个底部横向构件(46，42)、以及带有两个所述前轮(16，18)的两个前连接臂(36，38)，其中所述顶部横向构件(44，40)一侧通过圆柱形铰链(56，60)连接至所述车架(14)，另一侧通过球窝接头(48，52)连接到所述前臂(38，36)上，并且其中所述底部横向构件(46，42)一侧通过圆柱形铰链(58，62)连接至所述车架(14)，另一侧通过球窝接头(40，54)连接到所述前臂(38，36)上。
3.如权利要求2所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个臂(36，38)通过所述两个球形铰链(32，34)连接到所述四边形的所述两个前臂(38，36)上。
4.如权利要求3所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个平行铰接四边形通过两个球形铰链(66，64)由摇臂(72)沿垂直方向连接在一起。
5.如权利要求4所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述摇臂包括将其通过所述两个球形铰链(66，64)连接到所述四边形的所述底部横向构件(46，42)的两个臂(68，70)。
6.如权利要求5所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述摇臂(72)通过大致设置在所述轮式车辆(10)对称位置的铰链(74)连接到所述车架上，以允许所述两个铰接四边形相对于所述车架(14)绕着所述铰链(74)的滚动旋转。
7.如权利要求6所述的轮式车辆(10)，其特征在于：分别连接到所述前轮(16，18)的所述前臂(36，38)在所述前轮(16，18)两侧分岔，以形成传统的臂叉。
8.如权利要求6所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述前臂(36，38)分别通过在所述前轮(16，18)一侧上的单臂连接到所述前轮(16，18)上。
9.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个前臂(36，38)都分别通过所述前轮(16，18)正外侧上的单臂连接到所述前轮(16，18)上。
10.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个前臂(36，38)都分别通过所述前轮(16，18)正内侧上的单臂连接到所述前轮(16，18)上。
11.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个前臂(36，38)都分别通过所述前轮(16，18)正右侧上的单臂连接到所述前轮(16，18)上。
12.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：所述两个前臂(36，38)都分别通过所述前轮(16，18)正左侧上的单臂连接到所述前轮(16，18)上。
13.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：各所述前臂(36，38)都直接应用到由弹性组件和减震组件组成的独立悬架(76)上，其中所述弹性组件和减震组件都固定连接到所述各前臂(36，38)上。
14.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：将所述摇臂(72)连接到所述四边形的所述底部横向构件(46，42)的所述臂(68，70)由两个减震器替代。
15.如权利要求8所述的轮式车辆(10)，其特征在于：包括插下所述摇臂(72)内的减震器。
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