CN104627239B - 主动式载具可变倾角装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种主动式载具可变倾角装置及其应用方法。主动式载具可变倾角装置包含一线性滑送机构、两个纵向连动机构、一转向控制机构及一控制单元。其中线性滑送机构包含一往复动作元件，此往复动作元件可依施加在转向控制机构的一方向力矩产生一个横向位移，此横向位移带动两个纵向连动机构产生一个相反的纵向位移于载具上的两轮具而产生一倾角。利用主动式载具可变倾角装置可提供即时的倾角改变，增加载具过弯时的侧倾力以提高安全性。另外，载具静止时，可控制往复动作元件锁定在维持载具静平衡的位置以供驾驶人方便上、下载具。

Description

主动式载具可变倾角装置及其应用方法

技术领域

本发明是一种载具可变倾角装置及其应用方法，特别是一种利用转动方向来驱动横向位移，并同时带动两轮具产生相反的纵向位移而达到倾角改变的主动式载具可变倾角装置及其应用方法。

背景技术

一般人们所使用的机动性载具由两轮式发展至三轮式甚至四轮式载具，其中两轮式载具包括：单车及机车，其相较于三轮或四轮式载具可具有较佳的机动性，且在油耗、体积以及购买费用上更是低于三轮或四轮式载具。

由于两轮式载具仅具有前、后两个轮具，使得两轮式载具于驻立载具时必须使用驻车架或是驾驶人本身施加力量得以维持载具的驻立，这对于行动不便的驾驶人来说相当不方便。

于是载具便由两轮式发展至已知三轮式，而已知三轮式载具除了具有更宽敞的乘坐空间与骑乘舒适性外，更提供两轮式载具无法达成自行驻立载具的能力。由于已知三轮式载具采用三个轮具，其中两个轮具平行装载于载具上，三个轮具形成一平面三角配置，所以可使已知三轮式载具可在不另外施加力量下，在平地且静止的状态下具有一平稳的自行驻立能力。

由于已知三轮式载具并无具有侧倾功能的机构，因此，无论已知三轮式载具其平行的两轮具位处于载具前方或是后方，已知三轮式载具在过弯时皆无法像两轮式载具可经由驾驶人侧倾载具而提供侧倾力，无法防止载具在过弯时因离心力而容易发生翻覆的现象。

为了改善过弯时无法侧倾的缺点，已知三轮式载具在两平行轮具处各设有一个具有连动杆组的侧倾机构或悬吊机构，用以使载具重心及重量搭配产生侧倾的功能。但此侧倾机构或悬吊机构仍须透过驾驶本身体重施加一力矩来倾斜迫压载具，进而带动侧倾机构或悬吊机构达到侧倾载具的目的，因此已知三轮式载具的侧倾机构或悬吊机构仅能提供被动的载具倾斜辅助。

而且已知三轮式载具的两平行轮具的侧倾机构或悬吊机构式是彼此各自独立运作的系统，并无法达到两平行轮具即时与同步的倾角改变，使载具本身即时产生侧倾力以确保过弯时的安全性。

此外，已知三轮式载具虽然在载具静止时无须像两轮载具额外使用驻车架辅助载具的驻立，但其仍须驾驶人出力平衡车身后再以手动方式锁定侧倾机构或悬吊机构达成固定驻立载具的动作。这也造成了已知三轮式载具在静止时驻车的不便利性。

发明内容

综合上述，本发明目的是提供一种主动式载具可变倾角装置，其具有线性滑送机构、转向控制机构、控制单元与纵向连动机构利用转动转向控制机构的方式来控制载具倾角的改变，可即时与准确地提供三轮或四轮载具在过弯时的侧倾力，以提高载具过弯时的安全性。

本发明的一机构态样下的一实施方式，本发明是一种主动式载具可变倾角装置，其用于改变一载具的侧倾角度。此载具可为三轮具以上的车体。主动式载具可变倾角装置包含了一个线性滑送机构、两个纵向连动机构、一个转向控制机构、一个控制单元以及两轮具。其中线性滑送机构包含一个往复动作元件，此往复动作元件可受控制单元控制产生一横向位移。

两个纵向连动机构包含多个连动杆，且此往复动作元件的两端各连接一个纵向连动机构，两个纵向连动机构的另一端则各与载具的一个轮具连结。其转向控制机构与控制单元间电性连结，可透过转向控制机构的转动来使控制单元产生一电子信号，驱动线性滑送机构的往复动作元件作动而产生一个横向位移。透过此横向位移可同时带动两个纵向连动机构中的多个连动杆，进而连动载具上的两个轮具产生相反的纵向位移，并可以让载具形成一个倾角。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式中的一实施例，其中此线性滑送机构为一线性马达，且往复动作元件为此线性马达的动子。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式中的另一实施例，其中此线性滑送机构包含一马达，且往复动作元件为一滚珠螺杆。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式中的再一实施例，其中此线性滑送机构包含一马达及一齿轮，且往复动作元件包含一齿条。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式中的更一实施例，其中此转向控制机构在被施加一转动力矩后，使控制单元产生一电子信号传送至线性滑送机构，并控制往复动作元件即时产生一个对应转动力矩大小且方向与转动力矩相反的一个横向位移。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式中的另一实施例，此转向控制机构可为一个方向盘，用以转动方式产生一力矩并通过控制单元传送一电子信号控制往复动作元件的横向位移，并同时带动两个纵向连动机构及两轮具产生相反方向的纵向位移进而产生倾角。

借此，本发明可透过载具的方向盘转动控制轮具转向，并经控制单元传送一电子信号即时地驱动往复动作元件产生横向位移，能精确且同时地带动两个纵向连动机构，使两个纵向连动机构个别连结的轮具产生方向相反且距离相同的纵向位移，达到倾角改变并提高侧倾力。

依据本发明的一方法态样下的一实施方式，本发明是一种应用于主动式载具可变倾角装置的控制方法，其步骤包含：施加一个转动力矩于转向控制机构，控制单元传送一电子信号驱动线性滑送机构，驱动往复动作元件产生对应转动力矩大小及方向相反的横向位移，同时驱动两纵向连动机构连动多个连动杆，产生彼此相反的纵向位移于纵向连动机构，带动载具上两轮具产生相对应转动力矩大小的倾角。

借此，本发明利用施加一转动力矩于转向控制机构上并经由控制单元传送电子信号驱动与控制往复动作元件的横向位移，而横向位移同时驱动两纵向连动机构的连动杆带动两轮具产生相对应于转动力矩大小的倾角改变，可轻易的达到载具倾角改变的功效。

依据本发明一机构态样下的另一实施方式，本发明是一种载具倾角调整机构，其用于调整一载具的侧倾角度。此载具可为三轮具以上的车体。此载具倾角调整机构包含一个线性滑送机构、两个纵向连动机构、一个转向控制机构、一控制单元以及一个速度调整机构。其中线性滑送机构包含一个往复动作元件，并可受控制单元控制产生一个横向位移。两个纵向连动机构各包含多个连动杆，且各纵向连动机构两端与往复动作元件各一端及载具上的各一轮具连结。此转向控制机构利用转动方式使控制单元产生一电子信号来操控往复动作元件产生一个横向位移，并透过此横向位移同时带动两个纵向连动机构使此载具上的两轮具产生一个相反方向的纵向位移，并可以让载具形成一个倾角。另外，速度调整机构与控制单元电性连结，并可利用增加载具速度使控制单元产生一电子信号来控制往复动作元件产生额外增加的横向位移距离；以及减少载具速度而使控制单元产生另一电子信号控制往复动作元件产生额外减少的横向位移距离。

依据本发明的一机构态样下的另一实施方式下的一实施例，当转向控制机构受到一个转动力矩转动时，此速度调整机构改变速度时可透过控制单元产生一电子信号控制往复动作元件的横向位移。

借此，本发明在载具过弯时，利用速度调整机构改变载具速度，并透过控制单元来调整往复动作元件的横向位移量，使载具在过弯时可依不同速度使控制单元控制往复动作元件产生对应载具速度的横向位移，使纵向连动机构位移产生适当的倾角，可提高载具于不同速度过弯时的舒适性与安全性。

依据本发明的一机构态样下的另一实施方式下的另一实施例，其中控制单元在转向控制机构未作动与速度调整机构控制载具为静止状态时，控制单元可产生一电子信号锁定往复动作元件处在维持载具静平衡的位置，达成载具稳定驻车的状态。

借此，本发明于载具静止且未施加转动力矩于转向控制机构时，可利用控制单元锁定往复动作元件处在维持载具静平衡的位置，使载具不产生侧倾，达到载具稳定驻车功效。

依据本发明的另一方法态样下的一实施方式，本发明是一种应用于载具倾角调整机构的控制方法，其步骤包含：施加一转动力矩于转向控制机构上，控制单元传送一电子信号驱动线性滑送机构，驱动往复动作元件产生对应转动力矩大小及方向相反的纵向位移，同时驱动两个纵向连动机构产生彼此相反的纵向位移，带动两轮具产生相对应于转动力矩大小的倾角，控制速度调整机构改变载具速度，控制单元传送另一电子信号驱动线性滑送机构，驱动往复动作元件产生对应速度变化的额外增加/减少的横向位移，产生彼此相反的额外纵向位移于纵向连动机构，带动两轮具调整相对应速度变化的倾角，速度调整机构控制载具静止且转向控制机构未作动，控制单元控制往复动作元件锁定在维持载具静平衡的位置，使载具达成驻立效果。

借此，本发明在载具过弯时，可透过加速与减速使往复动作元件产生额外的横向位移，连动轮具产生额外的纵向位移而改变倾角与侧倾力。此外，本发明可于载具静止下及转向控制机构未作动时，锁定往复动作元件使载具无法侧倾，达成载具稳定驻车的效果。

附图说明

图1是绘示本发明一实施方式的主动式载具可变倾角装置的立体图；

图2是绘示本发明一实施方式中一实施例的立体图；

图2A是绘示根据图2的正视图；

图2B是绘示根据图2的线性马达元件的爆炸图；

图3是绘示本发明一实施方式中另一实施例的立体图；

图3A是绘示根据图3的正视图；

图3B是绘示根据图3的马达与滚珠螺杆的爆炸图；

图4是绘示本发明一实施方式中再一实施例的立体图；

图4A是绘示根据图4的正视图；

图4B是绘示根据图4的马达、齿条与滚珠螺杆的爆炸图；

图5是绘示中本发明一实施方式的另一实施例的示意图；

图6是绘示本发明一实施方式的控制方法的流程图；

图7绘示应用本发明一实施方式的主动式载具可变倾角装置于速度改变时往复动作元件动作的示意图；

图8是绘示本发明的另一实施方式中的一实施例的示意图；

图9是绘示本发明另一实施方式的控制方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是绘示本发明一实施方式的主动式载具可变倾角装置的立体图。前述附图应能充份说明本发明的结构细节。本发明的一机构态样下的一实施方式的主动式载具可变倾角装置100，其包含：线性滑送机构200、往复动作元件210、两个纵向连动机构300、转向控制机构400、控制单元800及两轮具500，相关结构细节如后。

依据本发明的一机构态样下的一实施方式，本发明是一种主动式载具可变倾角装置100，其利用转向控制机构400使载具(未图示)产生过弯时的倾角，本实施例中以具有两平行的前轮具500的三轮车做为载具加以叙述。

本发明主动式载具可变倾角装置100可装设于一三轮车的两平行轮具500之间，主动式载具可变倾角装置100内部包含了一个线性滑送机构200，其线性滑送机构200包含一个往复动作元件210，此往复动作元件210可接受与转向控制机构400连结的控制单元800以电子信号驱动产生一个横向位移于两平行轮具500之间；两个纵向连动机构300，其中左侧纵向连动机构310与右侧纵向连动机构320对称地连结在往复动作元件210的两端，两个纵向连动机构300各包含了多个连动杆(未图示)与往复动作元件210互相连结且并连动彼此。

多个连动杆中，左侧第一连动杆312的右侧端与往复动作元件210的左侧端连结，左侧第一连动杆312的左侧端与各左侧第二连动杆314的右侧端连结，左侧第二连动杆314的左侧端则与左侧第三连动杆316的右侧端连结，左侧第三连动杆316的左侧端则与左侧轮具510连结；右侧第一连动杆322的左侧端与往复动作元件210的右侧端连结，右侧第一连动杆322的右侧端与右侧第二连动杆324的左侧端连结，右侧第二连动杆324的右侧端则与右侧第三连动杆326的左侧端连结，右侧第三连动杆326的右侧端则各与右侧轮具520连结。

转向控制机构400可透过转动方式来使控制单元800产生一电子信号操控线性滑送机构200中的往复动作元件210产生横向位移，并透过此横向位移来同时带动两个纵向连动机构300中的多个连动杆动作，使两轮具500产生相反方向的纵向位移而形成倾角。

请一并参阅图2、图2A及图2B，图2是绘示本发明一实施方式中一实施例的立体图。其中线性滑送机构200为一线性马达220，且往复动作元件210为此线性马达220的动子230。动子230的横向位移是由线性马达220带动而产生。其线性马达220与动子230与转向控制机构400、控制单元800、纵向连动机构300及轮具500的连动关系如上一实施方式所述，故在此不再赘述。

请一并参阅图3、图3A及图3B，图3是绘示本发明一实施方式中另一实施例的立体图。其中线性滑送机构200为一马达240，且往复动作元件210为一滚珠螺杆250。滚珠螺杆250的横向往复移动是由马达240顺向及逆向转动而带动产生。其马达240、滚珠螺杆250与转向控制机构400、控制单元800、纵向连动机构300及轮具500的连动关系如上一实施方式所述，故在此不再赘述。

请一并参阅图4、图4A及图4B，图4是绘示本发明一实施方式中再一实施例的立体图。其中线性滑送机构200为一马达260搭配一齿轮270，且往复动作元件210为一齿条280。其中马达260带动齿轮270顺向或逆向转动而带动齿条280产生横向往复动作。其马达260、齿轮270、齿条280、转向控制机构400、控制单元800、纵向连动机构300及轮具500的连动关系如上一实施方式所述，故在此不再赘述。

请参阅图5，图5是绘示本发明一实施方式中更一实施例的示意图。其中转向控制机构400为一方向盘420，当方向盘420被施加一个方向向左的转动力矩后，控制单元800可传送一电子信号驱动线性滑送机构200中的往复动作元件210即时产生一个对应方向盘420所受转动力矩的大小且其动作方向往右的横向位移，使载具产生一个向左方的侧倾力，其方向盘420、往复动作元件210、控制单元800、纵向连动机构300及轮具500的连结关系如上一实施方式所述，故在此不再赘述。

借此，本发明可利用施加一转动力矩于方向盘420上后，透过控制单元800来控制往复动作元件210产生对应转动力矩大小及方向的横向位移，其中线性滑送机构200可采用线性马达220及其动子230组合、马达240及滚珠螺杆250组合以及马达260或齿轮270与齿条280组合，可达到对应于转动力矩的即时与准确的横向位移。此横向位移驱动左侧纵向连动机构310与右侧纵向连动机构320中个别的多个连动杆，分别带动左侧轮具510及右侧轮具520产生方向相反的纵向位移达成对应其转动力矩大小的倾角改变与载具侧倾的效果。

请参阅图6，图6是绘示本发明一实施方式的控制方法的流程图，其步骤包含：步骤901施加一个转动力矩于转向控制机构400，步骤902控制单元800传送一电子信号驱动线性滑送机构200，步骤903驱动往复动作元件210产生对应转动力矩大小及方向相反的横向位移，步骤904同时驱动两纵向连动机构300，步骤905连动多个连动杆，步骤906产生彼此相反的纵向位移于纵向连动机构300，步骤907带动载具上两轮具500产生相对应转动力矩大小的倾角。

请参阅图5及图7，图5绘示本发明另一实施方式的载具倾角调整机构的示意图，图7绘示本发明于速度改变时往复动作元件的动作示意图。本发明是一种载具倾角调整机构600，其用于调整一载具的侧倾角度。此载具可为三个轮具500以上的车体。此载具倾角调整机构600包含一个线性滑送机构200、两个纵向连动机构300、一个转向控制机构400、一个控制单元800以及一个速度调整机构700。其中线性滑送机构200包含一个往复动作元件210，可受控制产生一个横向位移。两个纵向连动机构300各包含多个连动杆(未图示)，且各纵向连动机构300两端各与往复动作元件210各一端及载具上的各一轮具500连结。此往复动作元件210可接受与转向控制机构400连结的控制单元800以电子信号驱动产生一个横向位移于两平行轮具500之间，并透过此横向位移同时带动两个纵向连动机构300，连动使此载具上的两轮具500产生一个彼此相反方向的纵向位移，形成一个倾角。

当转向控制机构400受到一个方向向左的转动力矩转动时，此速度调整机构700可透过控制单元800来调整往复动作元件210的横向位移，并带动调整纵向连动机构300的纵向移动量，达到载具倾角调整的功效。速度调整机构700可利用增加载具速度使控制单元800发送一电子信号来控制往复动作元件210产生额外向右增加的横向位移距离；以及减少载具速度而使控制单元800发送另一电子信号来控制往复动作元件210产生额外向左的横向位移距离。

借此，本发明在载具过弯时，可利用速度调整机构700透过控制单元800发送一电子信号来调整往复动作元件210的横向位移量，使左侧纵向连动机构310与右侧纵向连动机构320同时产生相对应于转动力矩大小且与转动力矩方向彼此相反的纵向位移，连动左侧轮具510与右侧轮具520产生对应的倾角，借以提高载具于不同速度过弯时的舒适性与安全性。

请参阅图8，图8是绘示本发明的另一实施方式中的一实施例的示意图。其中载具倾角调整机构600的转向控制机构为一方向盘420，当方向盘420未受一转动力矩控制且速度调整机构700控制载具为静止不动时，控制单元800可控制线性滑送机构200使往复动作元件210锁定在维持载具静平衡的位置，借以锁定纵向连动机构300位置，达成驻车的功效。

借此，本发明于载具静止且转向控制机构400未作动时，可利用控制单元800控制往复动作元件210锁定在可维持载具静平衡的位置，意即保持载具的车身向上，借此达成载具驻立的功效。

请参阅图9，是绘示本发明另一实施方式的流程图，其步骤包含：步骤911施加一转动力矩于转向控制机构400上，步骤912控制单元800传送一电子信号驱动线性滑送机构200，步骤913驱动往复动作元件210产生对应转动力矩大小及方向相反的纵向位移，步骤914同时驱动两个纵向连动机构300产生彼此相反的纵向位移，步骤915带动两轮具500产生相对应于转动力矩大小的倾角，步骤916控制速度调整机构700改变载具速度，步骤917控制单元800传送另一电子信号驱动线性滑送机构200，步骤918驱动往复动作元件210产生对应速度变化的额外增加/减少的横向位移，步骤919产生彼此相反的额外纵向位移于纵向连动机构300，步骤920带动两轮具500调整相对应速度变化的倾角，步骤921速度调整机构700控制载具静止且转向控制机构400未作动，步骤922控制单元800控制往复动作元件210锁定在维持载具静平衡的位置，步骤923使载具达成驻立效果。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种应用于主动式载具可变倾角装置的控制方法，且该主动式载具可变倾角装置包含一线性滑送机构、两纵向连动机构、一转向控制机构和一控制单元，该线性滑送机构包含一往复动作元件，两该纵向连动机构各包含多个连动杆，各该纵向连动机构两端分别与该往复动作元件一端及该主动式载具的两轮具之一连结，其特征在于，该控制方法的步骤包含：

施加一转动力矩于该转向控制机构；

于该控制单元产生一电子信号并传送至该线性滑送机构；

驱动该线性滑送机构的该往复动作元件产生一横向位移；

该往复动作元件同时驱动两该纵向连动机构产生一相反纵向位移；以及

该相反纵向位移移动该两轮具产生一相对应于该转动力矩大小的一倾角。

2.一种载具倾角调整机构，其特征在于，其包含：

一线性滑送机构，其包含一往复动作元件，该往复动作元件可受控产生一横向位移；

两纵向连动机构，各该纵向连动机构包含多个连动杆，各该纵向连动机构两端分别与该往复动作元件一端及该载具的两轮具之一连结；

一转向控制机构，其用以操控该往复动作元件产生该横向位移，该横向位移同时带动两该纵向连动机构使该两轮具产生一相反纵向位移；

一速度调整机构，该速度调整机构增速控制该往复动作元件的该横向位移距离增加，该速度调整机构减速控制该往复动作元件的该横向位移距离减少；以及

一控制单元，其用以接受该转向控制机构与该速度调整机构控制产生一电子信号驱动该线性滑送机构动作。

3.根据权利要求2的载具倾角调整机构，其特征在于，该转向控制机构受一转动力矩时，该速度调整机构改变该载具速度使该控制单元控制该往复动作元件的该横向位移。

4.根据权利要求2的载具倾角调整机构，其特征在于，该转向控制机构未作动且该速度调整机构控制该载具为静止状态时，该控制单元发送一电子信号锁定该往复动作元件处于维持该载具静平衡的位置以达成该载具驻立。

5.一种应用于权利要求2的载具倾角调整机构的控制方法，其步骤包含：

施加一转动力矩于该转向控制机构；

控制该控制单元产生一电子信号；

带动该往复动作元件产生该横向位移；

该横向位移同时驱动两该纵向连动机构产生该相反纵向位移；

该相反纵向位移移动该两轮具产生一相对应于该转动力矩大小的一倾角；

控制该速度调整机构改变该载具速度；

控制该控制单元产生一电子信号；

带动该往复动作元件产生一额外横向位移；

该额外横向位移同时驱动两该纵向连动机构产生一额外相反纵向位移；

该额外相反纵向位移同时移动该两轮具调整该倾角的角度；

该转向机构未作动时控制该速度调整机构使该载具处于静止状态；

控制控制单元产生一电子信号；以及

锁定该往复动作元件处于维持该载具静平衡的位置以达成载具驻立。