CN103192916A - 一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，属于载运工具技术领域。本发明包括前轮、上悬臂和下悬臂、前减震器、方向机、转向横拉杆、立柱、方向盘、转向柱、转向柱支座、万向节、伸缩拉杆、侧倾摆动导杆Ⅰ和侧倾摆动导杆Ⅱ、滑动环、车架、驱动后轮、后悬臂、后U型减震器、制动盘、制动钳、轮芯、前轮支架、引导杆26。本发明车身可以根据转弯所受离心力的大小而自动侧倾，以调整重心来增强车身的稳定性；具有车身和转向的自动回正功能；良好的减震功能。同时车身具有小巧、灵动的特点及经济和舒适的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，特别是一种转弯时可以随车身所受离心力大小而自动侧倾以抵消部分离心力的三轮太阳能车车架，属于载运工具技术领域。
背景技术
太阳能电动车依靠太阳能驱动，相比传统热机驱动的汽车，实现了真正的污染零排放，迎合了实现低碳生活的目标。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康；现在开发生产的电动汽车，虽然污染小于热机汽车，但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。而太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在蓄电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。但太阳能车由于受到太阳能电池功率的限制，使得太阳能车车身质量要求尽量轻，但较轻的车身在转弯时容易发生侧翻，舒适性也不好。所以，只要轻型太阳能车车身在转弯时可以自动侧倾，那样就可以调整太阳能车车身重心，从而也就增强了车身的稳定性，同时也提升了车辆的舒适性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车身紧凑、操作稳定的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，它可以保证车身在较轻的情况下，三轮太阳能车在转弯时，车身可以随着离心力大小而自动侧倾，使得车体重心有一个向内倾斜的角度，增加了车体转弯时的稳定性。
本发明的技术方案是：一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。
所述方向机5通过方向机座23固定在前轮支架22上。
所述转向柱9通过转向柱锁紧部件25来调整方向盘8的高度。
所述转向柱支座10和转向柱9的中心交点与侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b的圆心在同一水平线上，转向柱支座10通过两根引导杆26与车架15固定连接，使得方向盘8能够随着车架15同时同角度倾斜。
所述侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b通过侧倾摆动导杆座24固定于前轮支架22上，固定于车架15前端的两对滑动环14可以在侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上沿导杆自由摆动。其中两根侧倾摆动导杆的安放位置如图7所示，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b的正投影分别是以后轮接触点为圆心，以接触点到侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b的侧倾摆动导杆座距离为半径，所画出的两条弧线，由导杆的水平投影距离L和垂直投影高度H，得侧倾摆动导杆13与水平方向的夹角为arctanH/L，这样就可以分别求出侧倾摆动导杆Ⅰ13a与水平方向的夹角β=arctanH1/L1，侧倾摆动导杆Ⅱ13b与水平方向的夹角γ= arctanH2/L2。
所述前轮上悬臂2与前轮支架22之间通过前减震器4连接，驱动后轮16与车架15之间通过后悬臂17和后U型减震器18连接。
所述车架15后端装有电池匣27、其内装有电池28。
本发明的工作原理是：在转弯时，车架整体受到离心力的作用，车身有一个向外甩的趋势。由于前轮1与地面间存在摩擦力，与前轮1相互约束的前轮支架22不发生离心运动，固定于前轮支架22上的侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b和方向机5也不发生离心运动，但是车架15在离心力的作用下，沿侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b向外摆动；侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b与水平方向的夹角分别为β和γ（如图7所示），这样的结构使得车身随侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b向外摆动的同时，以驱动后轮16与地面的接触点为圆心，以接触点到侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b的侧倾摆动导杆座的距离为半径，做左右摆动的圆弧运动，摆动的同时，带动驱动后轮16与车架15同角度倾斜，这样车架重心会向内倾斜一个角度α（如图4所示），这时车体重心就提供一个与离心力相反的力F，F=mg/tanα，从而抵消了部分离心力（mv2/R- mg/tanα），增加了车辆行驶的稳定性。
在转向停止后，由于离心力消失，一方面车架15在重力的作用下，沿着侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b回到了最低点，这就使得车身具有自动回正功能；另一方面，前轮主销内倾8°、主销后倾2°、前轮外倾1°（如图3、6所示），使得转向也能够自动回正。两方面因素的叠加，使得车身方向具有良好的自动回正功能。
车辆在行驶过程中，由于地面的原因，车身会发生震动，在前轮上悬臂2和前轮支架22间安装有两个减震器4（如图3所示），在驱动后轮16与车架15的连接上也安装有一个U型减震器18（如图5所示），前后两组减震器的协调配合，使得车身行至复杂路面乘客和驾驶员也能感觉舒服。
本发明的有益效果是：1、车身可以根据转弯所受离心力的大小而沿着侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b向外摆动，使得车身能够自动侧倾，以调整重心来增强车身的稳定性，双导杆结构能避免了前轮支架22发生倒伏，使方向盘得到良好的固定，能有效保护驾乘着；2、车身和转向具有良好的自动回正功能；3、良好的减震功能；4、车身具有小巧、灵动的特点及经济和舒适的特性，车身具有真正具有实用化的结构。
附图说明
图1是本发明俯视结构示意图；
图2是本发明转弯时俯视结构示意图；
图3是本发明正向结构示意图；
图4是本发明转弯时正向结构示意图；
图5是本发明侧向结构示意图；
图6是本发明前轮主销后倾示意图；
图7是本发明两根侧倾摆动导杆与水平方向的夹角示意图；
图8是本发明结构示意图。
图中各标号为：1-前轮，2-上悬臂，3-下悬臂，4-前减震器，5-方向机，6-转向横拉杆，7-立柱，8-方向盘，9-转向柱，10-转向柱支座，11-万向节，12-伸缩拉杆，13a-侧倾摆动导杆Ⅰ，13b-侧倾摆动导杆Ⅱ，14-滑动环，15-车架，16-驱动后轮，17-后悬臂，18-后U型减震器，19-制动盘，20-制动钳，21-轮芯，22-前轮支架，23-方向机座，24-侧倾摆动导杆座，25-转向柱锁紧部件，26-引导杆，27-电池匣，28-电池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施方式一：如图1-8所示，一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。
所述方向机5通过方向机座23固定在前轮支架22上。
所述转向柱9通过转向柱锁紧部件25来调整方向盘8的高度。
所述转向柱支座10和转向柱9的中心交点与侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b的圆心在同一水平线上，转向柱支座10通过两根引导杆26与车架15固定连接。
所述侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b通过侧倾摆动导杆座24固定于前轮支架22上，固定于车架15前端的两对滑动环14可以在侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上沿导杆自由摆动。
所述前轮上悬臂2与前轮支架22之间通过前减震器4连接，驱动后轮16与车架15之间通过后悬臂17和后U型减震器18连接。
所述车架15后端装有电池匣27、其内装有电池28。
实施方式二：如图1-8所示，一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。
所述方向机5通过方向机座23固定在前轮支架22上。
所述转向柱9通过转向柱锁紧部件25来调整方向盘8的高度。
所述转向柱支座10和转向柱9的中心交点与侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b的圆心在同一水平线上，转向柱支座10通过两根引导杆26与车架15固定连接。
所述侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b通过侧倾摆动导杆座24固定于前轮支架22上，固定于车架15前端的两对滑动环14可以在侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上沿导杆自由摆动。
实施方式三：如图1-8所示，一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。
所述方向机5通过方向机座23固定在前轮支架22上。
所述转向柱9通过转向柱锁紧部件25来调整方向盘8的高度。
所述转向柱支座10和转向柱9的中心交点与侧倾摆动导杆Ⅰ13a、侧倾摆动导杆Ⅱ13b的圆心在同一水平线上，转向柱支座10通过两根引导杆26与车架15固定连接。
实施方式四：如图1-8所示，一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。方向机5通过方向机座23固定在前轮支架22上。转向柱9通过转向柱锁紧部件25来调整方向盘8的高度。
实施方式五：如图1-8所示，一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，包括前轮1、上悬臂2和下悬臂3、前减震器4、方向机5、转向横拉杆6、立柱7、方向盘8、转向柱9、转向柱支座10、万向节11、伸缩拉杆12、侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b、滑动环14、车架15、驱动后轮16、后悬臂17、后U型减震器18、制动盘19、制动钳20、轮芯21、前轮支架22、引导杆26；前轮1通过轮芯21顺次与制动盘19、制动钳20、立柱7连接，立柱7连接上悬臂2和下悬臂3，上悬臂2、下悬臂3与前轮支架22连接，减震器4连接上悬臂2和前轮支架22；方向机5固定于前轮支架22上，方向盘8顺次通过转向柱9、万向节11、伸缩拉杆12与方向机5连接，转向横拉杆6固定于方向机5两端并与立柱7连接，转向柱支座10固定于前轮支架22上，转向柱9固定于转向柱支座10上，转向柱支座10通过引导杆26与车架15连接；车架15前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上均装有滑动环14，同侧侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b上的滑动环14连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架15连接，侧倾摆动导杆Ⅰ13a和侧倾摆动导杆Ⅱ13b固定在前轮支架22上，驱动后轮16与车架15连接。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：包括前轮（1）、上悬臂（2）和下悬臂（3）、前减震器（4）、方向机（5）、转向横拉杆（6）、立柱（7）、方向盘（8）、转向柱（9）、转向柱支座（10）、万向节（11）、伸缩拉杆（12）、侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）和侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）、滑动环（14）、车架（15）、驱动后轮（16）、后悬臂（17）、后U型减震器（18）、制动盘（19）、制动钳（20）、轮芯（21）、前轮支架（22）、引导杆（26）；前轮（1）通过轮芯（21）顺次与制动盘（19）、制动钳（20）、立柱（7）连接，立柱（7）连接上悬臂（2）和下悬臂（3），上悬臂（2）、下悬臂（3）与前轮支架（22）连接，减震器（4）连接上悬臂（2）和前轮支架（22）；方向机（5）固定于前轮支架（22）上，方向盘（8）顺次通过转向柱（9）、万向节（11）、伸缩拉杆（12）与方向机（5）连接，转向横拉杆（6）固定于方向机（5）两端并与立柱（7）连接，转向柱支座（10）固定于前轮支架（22）上，转向柱（9）固定于转向柱支座（10）上，转向柱支座（10）通过引导杆（26）与车架（15）连接；车架（15）前端左右两侧的侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）和侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）上均装有滑动环（14），同侧侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）和侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）上的滑动环（14）连接后组成滑动环连接体，滑动环连接体与车架（15）连接，侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）和侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）固定在前轮支架（22）上，驱动后轮（16）与车架（15）连接。
2.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述方向机（5）通过方向机座（23）固定在前轮支架（22）上。
3.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述转向柱（9）通过转向柱锁紧部件（25）来调整方向盘（8）的高度。
4.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述转向柱支座（10）和转向柱（9）的中心交点与侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）、侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）的圆心在同一水平线上，转向柱支座（10）通过两根引导杆（26）与车架（15）固定连接。
5.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）、侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）通过侧倾摆动导杆座（24）固定于前轮支架（22）上，固定于车架（15）前端的两对滑动环（14）可以在侧倾摆动导杆Ⅰ（13a）和侧倾摆动导杆Ⅱ（13b）上沿导杆自由摆动。
6.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述前轮上悬臂（2）与前轮支架（22）之间通过前减震器（4）连接，驱动后轮（16）与车架（15）之间通过后悬臂（17）和后U型减震器（18）连接。
7.根据权利要求1所述的转弯可侧倾倒三轮太阳能车车架，其特征在于：所述车架（15）后端装有电池匣（27）、其内装有电池（28）。
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Application publication date: 20130710 Assignee: Yunnan Tongda Intelligent Pipeline Technology Co.,Ltd. Assignor: Kunming University of Technology Design and Research Institute Co.,Ltd. Contract record no.: X2023530000058 Denomination of invention: A three wheel solar powered vehicle frame that can turn and tilt sideways Granted publication date: 20150916 License type: Common License Record date: 20230914 Application publication date: 20130710 Assignee: YUNNAN SOUTHERN STAR TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. Assignor: Kunming University of Technology Design and Research Institute Co.,Ltd. Contract record no.: X2023530000057 Denomination of invention: A three wheel solar powered vehicle frame that can turn and tilt sideways Granted publication date: 20150916 License type: Common License Record date: 20230914 |
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