CN103253077B - 一种轮距可调的单人车及轮距调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮距可调的单人车及轮距调整方法，所述单人车的后轮为双层轮毂结构，内外轮毂通过花键可滑动套接，轮胎设置在外轮毂的外圆周面上，内轮毂的中心与驱动轴的一端固定连接，驱动轴内靠近内轮毂的一端设有伸缩轴，伸缩轴的一端与外轮毂固定连接，驱动轴内还设有带油道的联接轴，联接轴与伸缩轴之间设有液压腔，液压腔通过油道与车载液压轮距控制机构连接，内轮毂与外轮毂的轮辐面之间设有拉簧。它有效地解决了现有单人车由于轮距小而容易导致在转向时发生侧翻、造成人身伤害事故的问题，本发明结构简单，可以根据车速自动调整轮距，从而有效提高单人车行驶的稳定性，减少人身伤害事故的发生。

Description

一种轮距可调的单人车及轮距调整方法

技术领域

本发明涉及一种单人车，尤其涉及轮距可调的单人车及轮距调整方法。

背景技术

随着经济的发展，人们生活水平的提高，小型的单人车将逐步取代自行车、电动自行车而成为人们在市内代步的重要交通工具。单人车由于车体窄、轮距小，因此稳定性相对较差，虽然单人车速度不高且不能在高等级公路上行驶，但在大角度转向时也容易发生侧翻事故，尤其是在车速相对较快的时候则更容易造成人身伤害。如果在车速相对较快的时候适当增加轮距，则可大大提高单人车的温度性，减少侧翻事故的发生，减少人身伤害。公开日为2012年7月11日，公开号为CN102555714A的中国专利文件公开了一种应用于汽车悬架下摆臂上的轮距可调装置，包括下摆臂主体和与下摆臂主体一端相连的球头总成，在下摆臂主体与球头总成之间设有能使球头总成靠近或远离下摆臂主体且能与下摆臂主体锁紧的调节机构。它解决了现有技术的下摆臂主体与球头总成刚性连接，不能实现调节轮距的问题。该装置的调节固定片可以在连接端上作横向滑动，在调整到所需的距离后，通过一个或多个定位孔配合紧固件使调节固定片固定在下摆主体上，从而实现轮距调节的目的，该装置可在不更换副车架和悬架左右下摆臂总成的基础上调节前轮距，节约新车型的开发周期，节约模具开发成本。但该装置在车辆行驶过程中只能对轮距进行微量调节，对改善车辆行驶的稳定性影响不大。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有单人车由于轮距小而容易导致在转向时发生侧翻、造成人身伤害事故的问题而提供一种轮距可调的单人车及轮距调整方法。

本发明的为了实现上述技术目的而采用的具体技术方案是：一种轮距可调的单人车，所述单人车的后轮为双层轮毂结构，包括内轮毂及外轮毂，所述内轮毂的外圆周面上设有内花键，外轮毂的内圆周面上设有与内花键适配的外花键，轮胎设置在外轮毂的外圆周面上，所述外轮毂通过花键与内轮毂可滑动套接，内轮毂的中心与驱动轴的一端固定连接，驱动轴的另一端连接驱动机构，所述的驱动轴为中空结构，驱动轴内靠近内轮毂的一端设有可以相对于驱动轴滑动的伸缩轴，伸缩轴的一端为自由端，另一端与外轮毂固定连接，驱动轴内远离内轮毂的一端设有联接轴，联接轴内设有油道，联接轴靠近内轮毂的一端与伸缩轴的自由端之间设有液压腔，液压腔通过油道与车载液压轮距控制机构连接，内轮毂与外轮毂的轮辐面之间设有若干拉簧。本发明的单人车后轮为双层轮毂结构，包括内轮毂及外轮毂，外轮毂通过花键与内轮毂可滑动套接，内轮毂的中心与驱动轴固定连接，驱动轴为中空结构，驱动轴内设有可以相对于驱动轴滑动的伸缩轴，伸缩轴的一端与外轮毂固定连接，伸缩轴的另一端与车载液压轮距控制机构连接；当车速较高需要增加轮距以提高单人车的稳定性时，车载液压轮距控制机构通过液压装置将车子两侧的伸缩轴及外轮毂向外顶出，从而使轮距增加，大大提高了单人车的稳定性，由于轮胎设置在外轮毂的外圆周面上，而内外轮毂之间通过花键连接，内轮毂上的驱动力可以通过花键传递到外轮毂的轮胎上；当车速较低或道路较窄或停车入库需要减小轮距以缩小单人车的宽度时，只需将液压腔泄压，内外轮毂上轮辐面之间设置的拉簧会将外轮毂拉回到与内轮毂靠近的初始位置，从而使轮距与车体适配，以便于通过较窄的道路或入库收藏。

作为优选，液压轮距控制机构包括油箱、液压泵及泄流阀，液压泵通过一单向阀连接所述的油道，油道通过泄流阀、回油管连接油箱。当需要增加轮距时，液压泵通过单向阀、油道向液压腔泵入油液，将轮胎向外顶出；当需要减少轮距时，只需打开泄流阀，液压腔内的油液通过泄流阀、回油管回流油箱，液压腔内的压力消失或减小，内外轮毂上轮辐面之间设置的拉簧会将外轮毂拉回，从而实现轮距调节。

作为优选，驱动轴通过轴承或轴套与底盘联接，驱动轴靠近内轮毂的一端设有刹车盘。本发明的驱动轴可以通过轴承或轴套与单人车的底盘联接，刹车机构上的刹车盘可以设置在驱动轴上，刹车机构上的卡钳等可以设置在靠近刹车盘的底盘等固定结构上，由于刹车机构设置在内轮毂内侧，因此外轮毂向外移动不会影响刹车系统的正常工作。

作为优选，内轮毂的轮辐面上设有通孔，通孔上远离外轮毂轮辐面的一侧设有筒状拉簧罩，拉簧的一端固定在筒状拉簧罩的底部，另一端与外轮毂的轮辐面固定。由于拉簧具有一定的原始长度，拉簧罩的设置可以将呈收缩状态的拉簧收藏到拉簧罩内，从而使内外轮毂可以更加靠近，增加轮距的可调节范围。

作为优选，伸缩轴为阶梯轴结构，内轮毂的轮辐面中间设有与所述阶梯轴对应的伸缩轴限位结构。伸缩轴的阶梯结构可以限制伸缩轴的滑动距离，避免内外轮毂过分远离，使内外轮毂上花键的接合长度过短，影响动力传递，同时也可以防止内外轮毂分离。

作为优选，联接轴及伸缩轴的外壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有密封圈。密封圈可以确保液压腔的密封。

作为优选，内轮毂的外圆周面上还设有安全胶圈，安全胶圈的宽度小于外轮毂外圆周面上的轮胎宽度，安全胶圈的外径小于外轮毂外圆周面上的轮胎外径。安全胶圈可以采用实心的耐磨橡胶圈结构，其作用与轮胎类似，因此也可以使用普通的轻型橡胶轮胎作为安全胶圈。安全胶圈可以在轮胎故障（比如爆胎或脱落）时临时代替轮胎用于支撑车体，从而确保单人车的安全，由于单人车通常车体较小，重量较轻，因此采用较窄的安全胶圈可以满足对车体临时性的支撑要求，由于轮胎正常工作时安全胶圈不起作用，因此安全胶圈的外径略小于外轮毂外圆周面上的轮胎外径，使得轮胎工作正常时安全胶圈不与地面接触（一般单人车在行驶时安全胶圈离地面距离为1厘米左右），这样可以避免磨损，延长安全胶圈的使用寿命。

作为优选，安全胶圈与轮胎之间设有伸缩膜。伸缩膜的设置可以将内外轮毂之间的花键结构与外界隔离，避免花键结构受到路面沙子尘土影响，影响滑动性能。

作为优选，驱动轴远离内轮毂的一端设有外齿，外齿与差速器上的输出齿轮啮合。由于本发明在驱动轴内设置了联接轴，因此驱动轴不能以常规方式连接差速器，本发明采用驱动轴通过外齿与差速器上的输出齿轮啮合的方式完成动力传输，差速器通常固定在单人车的底盘上。

本发明单人车的轮距调整方法，液压轮距控制机构包括油箱、液压泵及泄流阀，液压泵通过一单向阀连接所述的油道，油道通过泄流阀、回油管连接油箱，所述的液压轮距控制机构还包括轮距自动控制器、轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接液压泵及泄流阀，其轮距调整方法包括以下步骤：

a.设定轮距调整的下限车速及上限车速；

b.轮距自动控制器根据车速传感器检测的车速数据并结合轮距传感器检测的轮距数据通过液压泵或泄流阀控制轮距：

当车速小于等于设定的下限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最小值；

当车速大于等于设定的上限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最大值；

当车速在设定的下限车速与上限车速之间时，轮距自动控制器控制轮距与车速成正比。

本发明的单人车在车速较低时，采用正常的轮距行驶，当车速上升到一定值时，为了增加行驶的稳定性，可以根据车速的增加适当增加轮距，这样可以兼顾单人车的稳定性及窄小道路的通过能力，当车速高于一定值后，才采用最宽的轮距行驶，由于单人车的最高车速相对较小，因此这样可以充分发挥单人车小巧灵活的优势。这里的轮距与车速成正比是指轮距的可变化范围与上下限值之间的车速变化范围相对应，比如轮距的变动范围为100厘米至130厘米，而设定的上下限车速分别是40公里/小时和20公里/小时，则当车速小于等于20公里/小时时，轮距自动控制器控制轮距为100厘米；当车速大于等于40公里/小时时，轮距自动控制器控制轮距为130厘米；当车速在20公里/小时与40公里/小时之间时，轮距自动控制器控制轮距在100厘米至130厘米之间，且当车速为30公里/小时时，对应的轮距为115厘米。

另外，本发明的轮距调整是在车子行驶过程中完成的，停车时由于车身压住轮子，此时调整轮距不但需要很高的压力，而且轮胎容易磨损，而在轮胎滚动时调整轮距，则所需的压力相对较低，同时轮子的磨损也大大降低，车速越高，调整越方便。

本发明的有益效果是：它有效地解决了现有单人车由于轮距小而容易导致在转向时发生侧翻、造成人身伤害事故的问题，本发明结构简单，可以根据车速自动调整轮距，从而有效提高单人车行驶的稳定性，减少人身伤害事故的发生。

附图说明

图1是本发明实施例1轮距最小时的一种车轮结构示意图；

图2是本发明实施例1轮距最大时的一种车轮结构示意图；

图3是本发明实施例2轮距最小时的一种车轮结构示意图；

图4是本发明实施例2轮距最大时的一种车轮结构示意图。

图中： 1.内轮毂，2.外轮毂，3.内花键，4.外花键，5.轮胎，6.驱动轴，7.伸缩轴，8.联接轴，9.油道，10.液压腔，11.拉簧，12.油箱，13.液压泵，14.泄流阀，15，单向阀，16.轴承，17.刹车盘，18.拉簧罩，19.限位结构，20.安全胶圈，21.伸缩膜，22.外齿，23.差速器，24.输出齿轮。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1图2所示的实施例1中，一种轮距可调的单人车，所述单人车的后轮为双层轮毂结构，包括内轮毂1及外轮毂2，内轮毂的外圆周面上设有内花键3，外轮毂的内圆周面上设有与所述内花键适配的外花键4，外轮毂通过花键与内轮毂可滑动套接，轮胎5设置在外轮毂的外圆周面上，内轮毂与外轮毂的轮辐面之间设有六个沿轮毂径向均匀分布的拉簧11，内轮毂的轮辐面上设有通孔，通孔上远离外轮毂轮辐面的一侧设有筒状拉簧罩18，所述拉簧的一端固定在筒状拉簧罩的底部，另一端与外轮毂的轮辐面固定。

内轮毂的中心与驱动轴6的一端固定连接，驱动轴的另一端连接驱动机构，所述的驱动轴为中空结构，驱动轴内靠近内轮毂的一端设有可以相对于驱动轴滑动的伸缩轴7，伸缩轴为阶梯轴结构，内轮毂的轮辐面中间设有与所述阶梯轴对应的伸缩轴限位结构19，伸缩轴的一端为自由端，另一端与外轮毂固定连接；驱动轴内远离内轮毂的一端设有联接轴8，联接轴内设有油道9，联接轴及伸缩轴的外壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有密封圈，联接轴靠近内轮毂的一端与伸缩轴的自由端之间设有液压腔10，液压腔通过油道与车载液压轮距控制机构连接，液压轮距控制机构包括油箱12、液压泵13及泄流阀14，液压泵通过一单向阀15连接所述的油道，油道通过泄流阀、回油管连接油箱。所述的液压轮距控制机构还包括轮距自动控制器、轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接液压泵及泄流阀。

驱动轴外套设有轴承16，轴承安装在单人车底盘上，驱动轴通过轴承与底盘联接，驱动轴靠近内轮毂的一端设有刹车盘17，刹车机构上的卡钳设置在靠近刹车盘的底盘上。驱动轴远离内轮毂的一端设有外齿22，外齿与差速器23上的输出齿轮24啮合，差速器固定在单人车的底盘上，差速器两侧的输出齿轮、驱动轴、伸缩轴、刹车盘及内外轮毂等均为对称结构。

实施例2

在如图3图4所示的实施例2中，内轮毂的外圆周面上还设有安全胶圈20，安全胶圈采用一普通的轻型橡胶轮胎，安全胶圈的宽度为外轮毂外圆周面上的主轮胎宽度的30%，安全胶圈的外径比外轮毂外圆周面上的主轮胎外径小2厘米，安全胶圈与主轮胎之间设有波纹层叠结构的伸缩膜21，伸缩膜的一边与内轮毂固定，另一边与外轮毂固定，其余和实施例1相同。

本发明工作时，预先设定轮距调整的下限车速及上限车速，轮距自动控制器根据轮距传感器所测的实时轮距数据及车速传感器所测的实时车速数据，通过控制液压泵及泄流阀对轮距进行实时调整：当车速小于等于设定的下限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最小值；当车速大于等于设定的上限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最大值；当车速在设定的下限车速与上限车速之间时，轮距自动控制器控制轮距与车速成正比。例如轮距的变动范围为100厘米至130厘米，而设定的上下限车速分别是40公里/小时和20公里/小时，则当车速小于等于20公里/小时时，轮距自动控制器控制轮距为100厘米；当车速大于等于40公里/小时时，轮距自动控制器控制轮距为130厘米；当车速在20公里/小时与40公里/小时之间时，轮距自动控制器控制轮距在100厘米至130厘米之间，且当车速为30公里/小时时，对应的轮距为115厘米。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮距可调的单人车，其特征在于：所述单人车的后轮为双层轮毂结构，包括内轮毂（1）及外轮毂（2），所述内轮毂的外圆周面上设有内花键（3），外轮毂的内圆周面上设有与内花键适配的外花键（4），轮胎（5）设置在外轮毂的外圆周面上，所述外轮毂通过花键与内轮毂可滑动套接，内轮毂的中心与驱动轴（6）的一端固定连接，驱动轴的另一端连接驱动机构，所述的驱动轴为中空结构，驱动轴内靠近内轮毂的一端设有可以相对于驱动轴滑动的伸缩轴（7），伸缩轴的一端为自由端，另一端与外轮毂固定连接，驱动轴内远离内轮毂的一端设有联接轴（8），联接轴内设有油道（9），联接轴靠近内轮毂的一端与伸缩轴的自由端之间设有液压腔（10），液压腔通过油道与车载液压轮距控制机构连接，内轮毂与外轮毂的轮辐面之间设有若干拉簧（11）；内轮毂的外圆周面上还设有安全胶圈（20），安全胶圈的宽度小于外轮毂外圆周面上的轮胎宽度，安全胶圈的外径小于外轮毂外圆周面上的轮胎外径，安全胶圈与轮胎之间设有伸缩膜（21）。

2.根据权利要求1所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：液压轮距控制机构包括油箱（12）、液压泵（13）及泄流阀（14），液压泵通过一单向阀（15）连接所述的油道，油道通过泄流阀、回油管连接油箱。

3.根据权利要求1所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：驱动轴通过轴承（16）或轴套与底盘联接，驱动轴靠近内轮毂的一端设有刹车盘（17）。

4.根据权利要求1所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：内轮毂的轮辐面上设有通孔，通孔上远离外轮毂轮辐面的一侧设有筒状拉簧罩（18），拉簧的一端固定在筒状拉簧罩的底部，另一端与外轮毂的轮辐面固定。

5.根据权利要求1所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：伸缩轴为阶梯轴结构，内轮毂的轮辐面中间设有与所述阶梯轴对应的伸缩轴限位结构（19）。

6.根据权利要求1所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：联接轴及伸缩轴的外壁上设有环形凹槽，环形凹槽内设有密封圈。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种轮距可调的单人车，其特征在于：驱动轴远离内轮毂的一端设有外齿（22），外齿与差速器（23）上的输出齿轮（24）啮合。

8.根据权利要求1所述单人车的轮距调整方法，所述的液压轮距控制机构包括油箱、液压泵及泄流阀，液压泵通过一单向阀连接所述的油道，油道通过泄流阀、回油管连接油箱，所述的液压轮距控制机构还包括轮距自动控制器、轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接轮距传感器及车速传感器，轮距自动控制器连接液压泵及泄流阀，其特征在于单人车的轮距调整方法包括以下步骤：

a.设定轮距调整的下限车速及上限车速；

b.轮距自动控制器根据车速传感器检测的车速数据并结合轮距传感器检测的轮距数据通过液压泵或泄流阀控制轮距：

当车速小于等于设定的下限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最小值；

当车速大于等于设定的上限车速时，轮距自动控制器控制轮距为最大值；

当车速在设定的下限车速与上限车速之间时，轮距自动控制器控制轮距与车速成正比。