CN104691681B - 坐式个人运输载具 - Google Patents

Abstract

本发明是一种坐式个人运输载具，其包含底盘、车轮、支撑架构、支撑致动器、结合架、辅助轮架构、辅助轮致动器、辅助轮及座椅；底盘与支撑架构的前连杆组、后连杆组及支撑平台形成四连杆机构，结合架与辅助轮架构的上连杆组、下连杆组及辅助轮臂形成四连杆机构；三轮模式切换至两轮模式时，首先支撑致动器推动支撑架构以移动座椅的重心，同时辅助轮致动器推动辅助轮架构使辅助轮保持抵靠于地面；之后辅助轮致动器拉动辅助轮架构以收起辅助轮；移动重心时，辅助轮仍抵靠于地面，因此在切换模式的过程中，使用者仍可乘坐在座椅上而方便使用。

Description

坐式个人运输载具

技术领域

本发明涉及一种运输载具，尤其指一种可两轮或三轮使用的坐式个人运输载具。

背景技术

现有技术的个人运输载具，请参阅图10所示，其包含有一底盘91、两车轮92、一支撑架构93、一支撑致动器94、一座椅95、一辅助轮臂96及一辅助轮97；两车轮92分别设于底盘91的左右两侧；支撑架构93枢设于底盘91上，并与底盘91共同形成平行四连杆机构；支撑致动器94设于底盘91与支撑架构93之间；座椅95设于支撑架构93的顶面；辅助轮臂96的一端与支撑架构93相枢设；辅助轮97设于辅助轮臂96的另一端。

使用时，辅助轮97可抵靠于地面形成三轮模式，以使用于状况不佳的路面，并达到稳定车身及提升安全性的功效；请参阅图11所示，或是辅助轮97可离开地面而形成两轮模式，在车辆行驶状况稳定时，提升灵活性及机动性。

请参阅图10及图11所示，然而，前述的个人运输载具虽可切换成两种模式，但是在切换过程中，若使用者仍坐在座椅上则可能会发生危险；以三轮模式切换成两轮模式为例，切换时，支撑致动器94会将支撑架构93向前拉动，而支撑架构93会斜向上地向前拉动辅助轮臂96，以使辅助轮97离地；然而，三轮模式时，座椅95的重心位于轮轴后方，而随着支撑致动器94拉动支撑架构93，座椅95的重心也会逐渐向前移动，直到最后重心移动至轮轴的上方而达到稳定的两轮状态；但是，前述过程中，支撑致动器94向前拉动支撑架构93的瞬间，辅助轮97便会立刻离地，但此时重心仍离轮轴有一段距离，因此若这时使用者仍坐在座椅上，则使用者的体重便会立刻产生一极大的向后力矩，而可能会导致车子后仰翻覆；而从两轮模式切换成三轮模式时亦是如此。

因此，前述的个人运输载具于切换模式时，使用者势必要先起身站立，待切换完毕后始能坐回座椅，而此举便造成使用上的不便。

发明内容

有鉴于前述的现有技术的缺点及不足，本发明提供一种坐式个人运输载具，以可让使用者坐在座椅上切换模式。

为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为设计一种坐式个人运输载具，其中包含：

一底盘，该底盘的两侧分别设有一车轮；

一支撑架构，其设于底盘的顶面，且包含有一前连杆组、一后连杆组及一支撑平台，支撑平台与底盘相互平行，且底盘、前连杆组、后连杆组及支撑平台形成四连杆机构；

一支撑致动器，其两端分别枢设底盘与支撑架构；

一座椅，其设于支撑平台上；

一结合架，其设于底盘的顶面；

一辅助轮架构，其设于结合架上，且包含有一上连杆组、一下连杆组及一辅助轮臂，辅助轮臂与结合架位于相对两侧，且结合架、上连杆组、下连杆组及辅助轮臂形成四连杆机构；

一辅助轮致动器，其两端分别枢设支撑架构及辅助轮架构；

一辅助轮，其设于辅助轮臂上。

本发明的优点在于，从三轮模式切换至两轮模式时，重心移动及辅助轮移动系分成两个不同阶段进行，首先重心移动时，支撑致动器推动支撑架构的四连杆机构，以移动座椅的重心，同时辅助轮致动器推动辅助轮架构，使辅助轮保持抵靠于地面；待支撑架构移动到定位后，接着支撑致动器不动，而辅助轮致动器拉动辅助轮架构，以将辅助轮收起；藉此移动重心时，辅助轮仍抵靠于地面，因此纵使使用者乘坐于座椅上，亦可稳固地移动重心，而当辅助轮离开地面时，座椅的重心已调整至轮轴的上方并保持不动，进而避免使用者的体重造成过大的力矩而导致本发明翻覆；本发明藉此在切换模式的过程中，使用者仍可乘坐在座椅上而无需起身站立，进而方便使用。

附图说明

图1是本发明的立体外观图。

图2是本发明的另一角度的部分立体外观图。

图3是本发明的电子装置及驱动装置的示意图。

图4是本发明部分元件的三轮模式的侧视示意图。

图5是本发明部分元件的模式切换的侧视示意图。

图6是本发明部分元件的两轮模式的侧视示意图。

图7是本发明部分元件的两轮模式时前倾的侧视示意图。

图8是本发明部分元件的两轮模式时后倾的侧视示意图。

图9是本发明搭配操控杆时的侧视示意图。

图10是现有技术的坐式个人运输载具的三轮模式的侧视示意图。

图11是现有技术的坐式个人运输载具的两轮模式的侧视示意图。

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1及图2所示，本发明的坐式个人运输载具包含有一底盘10、两车轮21、一支撑架构30、一支撑致动器41、一结合架50、一辅助轮架构60、一辅助轮致动器42、一辅助轮22、一座椅71、一背靠72及两扶手73。

请参阅图1至图3所示，前述的底盘10为一矩形板体，且底盘10顶面设有一控制单元80，控制单元80包含有一陀螺仪、一加速度计、一电子罗盘、复数编码器、一主控制器、一左轮毂马达驱动器及一右轮毂马达驱动器等电子装置及驱动装置，陀螺仪、加速度计、电子罗盘、编码器系可输出讯号至主控制器，主控制器处理后，再将讯号输出至支撑致动器41、辅助轮致动器42、左轮毂马达驱动器及右轮毂马达驱动器等元件。

前述的两车轮21分别设于底盘10的两侧，且分别连接左轮毂马达驱动器及右轮毂马达驱动器，两车轮21的轮轴同轴设置。

请参阅图1、图2及图4所示，前述的支撑架构30设于底盘10的顶面，且包含有一支撑平台33、一前连杆组31及一后连杆组32；支撑平台33相互平行地位于底盘10的上方；前连杆组31包含有两前连杆311及两前横杆312，两前连杆311相互平行且横向间隔设置，各前连杆311的两端分别枢设底盘10及支撑平台33，前横杆312设于两前连杆311之间，以强化结构；后连杆组32间隔设于前连杆组31的后方，后连杆组32包含有两后连杆321及一后横杆322，两后连杆321相互平行且横向间隔设置，各后连杆321的两端分别枢设底盘10及支撑平台33，后横杆322设于两后连杆321之间，以强化结构；底盘10、前连杆组31、后连杆组32及支撑平台33形成四连杆机构；而不论此四连杆机构如何作动，支撑平台33、底盘10及地面皆会保持相互平行(如图4至图8所示)。

前述的支撑致动器41的两端分别枢设底盘10与支撑架构30，支撑致动器41可为现有技术的电动缸、油压缸、气压缸或马达搭配减速齿轮机构等，支撑致动器41可提供底盘10及支撑架构30之间具有可相对移动的自由度；在本实施例中，支撑致动器41为一电动缸，且包含有一缸体411及一致动杆412，致动杆412可移动地穿设于缸体411中，缸体411端部枢设于底盘10上，致动杆412的端部枢设于后连杆组32的后横杆322(如图2所示)；当致动杆412相对缸体411伸长或缩回时，即可带动支撑架构30移动。

前述的结合架50设于底盘10的顶面，在本实施例中，结合架50包含有两立架51，该两立架51横向间隔设置于底盘10邻接后侧处。

前述的辅助轮架构60设于结合架50上，且包含有一辅助轮臂63、一上连杆组61及一下连杆组62；辅助轮臂63与结合架50位于相对两侧；上连杆组61包含有两上连杆611及一上横杆612，两上连杆611相互平行且横向间隔设置，各上连杆611的两端分别枢设其中一立架51及辅助轮臂63，各上连杆611为一弯折的杆体，上横杆612设于两上连杆611之间，以强化结构；下连杆组62间隔设于上连杆组61的下方，下连杆组62包含有两下连杆621，两下连杆621相互平行且横向间隔设置，各下连杆621的两端分别枢设其中一立架51及辅助轮臂63；结合架50、上连杆组61、下连杆组62及辅助轮臂63形成四连杆机构。

前述的辅助轮致动器42的两端分别枢设支撑架构30与辅助轮架构50，辅助轮致动器42可为现有技术的电动缸、油压缸、气压缸或马达搭配减速齿轮机构等，辅助轮致动器42可提供支撑架构30与辅助轮架构50之间具有可相对移动的自由度；在本实施例中，辅助轮致动器42为一电动缸，且包含有一缸体421及一致动杆422，致动杆422可移动地穿设于缸体421中，缸体421端部枢设于支撑平台33上，致动杆422的端部枢设于上连杆组61的上横杆612(如图1所示)；当致动杆422相对缸体421伸长或缩回时，即可带动辅助轮架构50移动。

前述的辅助轮22设于辅助轮臂63的端部。

请参阅图1及图2所示，前述的座椅71设于支撑平台33上。前述的背靠72设于座椅71的后侧。前述的两扶手73分别设于座椅71的两侧上方。

请参阅图1至图3及图9所示，在本实施例中，本发明进一步设有一操控杆74，其设于底盘10顶面，且包含有一下段操控杆741、一上段操控杆742及两握把743；下段操控杆741枢设于底盘10上；上段操控杆742的底端枢设于下段操控杆741的顶端，因此上段操控杆742形成一相对下段操控杆741的摇杆；两握把743分别设于上段操控杆742的顶端的两侧，并且握把743上设有数位按钮及切换开关，数位按钮及切换开关连接底盘10内的主控制器，并用以控制本发明的模式切换等动作；使用时，使用者推动上段操控杆742，以调整本发明的速度及前后移动方向，并藉由左右转动上段操控杆742，以达到转弯的功效；此外，于握把743或扶手73上可进一步配置有LCD萤幕及扬声器。

在其他实施例中，操控杆74亦可设于其中一扶手73上，而数位按钮及切换开关除可同样设于操控杆74的握把743外，亦可改设于两扶手73上。

请参阅图4及图5所示，本发明使用时，从三轮模式切换成两轮模式时，首先移动座椅71的重心，支撑致动器41的致动杆412伸长以向前推动支撑架构30的四连杆机构，进而移动支撑平台33，而枢设支撑平台33的辅助轮致动器42随着支撑平台33一同移动，但其致动杆422同时伸长以推动辅助轮架构60，使辅助轮22保持抵靠于地面；请参阅图5及图6所示，待支撑架构30的前连杆组31及后连杆组32皆相对底盘10垂直时，座椅71的重心位于轮轴的上方，接着支撑致动器41不动，而辅助轮致动器42的致动杆422缩回以拉动辅助轮架构60，并进而将辅助轮22收起。

请参阅图4及图5所示，藉此移动座椅71的重心时，辅助轮22仍抵靠于地面，因此纵使在这过程中使用者乘坐于座椅71上，亦可透过三个轮体21、22抵靠于地面而得以稳固地移动重心；请参阅图5及图6所示，而当辅助轮22要离开地面时，座椅71及使用者的重心已调整至轮轴的上方，即已调整至两轮模式时的位置，并且保持不动，因此此时辅助轮22离开地面对于整体的影响便已大幅降低；藉此从三轮模式切换成两轮模式时，使用者可全程坐在座椅71上。

请参阅图5及图6所示，而从两轮模式切换成三轮模式时，则反向进行上述的动作，首先辅助轮致动器42使辅助轮22抵靠于地面，请参阅图4及图5所示，接着支撑致动器41与辅助轮致动器42同动以移动座椅71的重心；由于重心移动时，本发明已透过三个轮体21、22抵靠于地面，因此可避免座椅71上的使用者的体重产生过大的力矩而造成翻覆。

本发明藉此在切换模式的过程中，使用者可乘坐在座椅上而无需起身站立，并且亦可保持整体的平衡，进而方便使用。

此外，本发明除了手动切换模式之外，亦可设置自动切换，即当车速高于设定值之后，两轮模式便会被自动切换成三轮模式，藉以提高行使的稳定性及安全性；三轮模式除了高速行驶之外，亦可用于状况不佳的路面、电力不足、省电模式或速度变化较大时，或者是，三轮模式亦可在车辆不行驶时使用，藉此关闭电源后，车辆仍可稳定位于直立状态；而于较佳的路面状况或是于较狭窄的空间时，则可改用灵活性及机动性较佳的两轮模式。

请参阅图6、图7及图9所示，另外，因两轮模式的稳定性不若三轮模式来的优异，因此两轮模式进一步设有缓冲的机制以提升稳定性，如下：当使用者透过数位按钮或推动操控杆74而欲使本发明前进时，支撑致动器41会使支撑架构30及座椅71稍微向前移动，接着整体才开始向前移动，藉由让座椅71及其上的使用者稍微前移，以可缓冲本发明从静止状态到开始移动时所产生的瞬间冲力；此外，支撑致动器41作动时，辅助轮致动器42亦会同时作动以使辅助轮22保持在原来的位置；而本发明开始移动后，支撑致动器41及辅助轮致动器42便会使各元件移回原位。

请参阅图6及图8所示，当本发明欲后退时，亦有同样的机制先使座椅71及其上的使用者稍微后移，以同样达到缓冲的功效。

请参阅图1、图3及图4所示，接下来介绍本发明的控制流程，当本发明启动时，主控制器会侦测为两轮模式、三轮模式或驻车模式，并因此分别进行「两轮模式控制」、「三轮模式控制」及结束控制流程。

进行「两轮模式控制」时，依序包含有「前后方向调整」及「左右方向调整」；「前后方向调整」依序包含有「支撑致动器41调整」及「辅助轮致动器42调整」；「支撑致动器41调整」：首先侦测操控杆74的上段操控杆742是否于前后方向上偏离中立位置，否的话则进行「辅助轮致动器42调整」，是的话则侦测偏离值是否大于中立位置，以判断是前倾或后倾，并因此分别进行侦测上位极限开关或下位极限开关是否被触发，该等极限开关被触发的话，则支撑致动器41会调整座椅71的位置，并藉由座椅71调整的角度计算车轮21向前或向后的转矩，调整完毕后，或是未触发的话，则进行「辅助轮致动器42调整」；「辅助轮致动器42调整」：首先侦测辅助轮22角度是否偏离目标位置，否的话则结束「辅助轮致动器42调整」，并进行「左右方向调整」，是的话则侦测偏离值是否大于目标位置，以判断是前倾或后倾，并因此分别进行侦测上位极限开关或下位极限开关是否被触发，该等极限开关被触发的话，则辅助轮致动器42会调整辅助轮臂63的位置，调整完毕后，或是未触发的话，则结束「辅助轮致动器42调整」，并进行「左右方向调整」；「左右方向调整」：首先侦测操控杆74的下段操控杆741是否于左右方向上偏离中立位置，否的话则结束「左右方向调整」，并重新回到「前后方向调整」，是的话则侦测偏离值是否大于中立位置，以判断是左倾或右倾，并因此分别计算车轮21向左或向右的转矩；之后结束「左右方向调整」，并重新回到「前后方向调整」。

进行「三轮模式控制」时，依序包含有「前后方向调整」及「左右方向调整」；「前后方向调整」：首先侦测操控杆74的上段操控杆742是否于前后方向上偏离中立位置，否的话则进行「左右方向调整」，是的话则侦测偏离值是否大于中立位置，以判断是前倾或后倾，并因此分别计算车轮21向前或向后的转矩；之后进行「左右方向调整」；「左右方向调整」：首先侦测操控杆74的下段操控杆741是否于左右方向上偏离中立位置，否的话则结束「左右方向调整」，并重新回到「前后方向调整」，是的话则侦测偏离值是否大于中立位置，以判断是左倾或右倾，并因此分别计算车轮21向左或向右的转矩；之后结束「左右方向调整」，并重新回到「前后方向调整」。

在其他实施例中，前连杆组亦可仅包含单一前连杆，其同样可使支撑架构发挥四连杆机构的功效，而后连杆组、上连杆组及下连杆组亦是如此。

在其他实施例中，辅助轮架构上亦可进一步设置避震器，其可提升使用时的舒适度。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

附图标记列表

10底盘 21车轮

22辅助轮 30支撑架构

31前连杆组 311前连杆

312前横杆 32后连杆组

321后连杆 322后横杆

33支撑平台 41支撑致动器

411缸体 412致动杆

42辅助轮致动器 421缸体

422致动杆 50结合架

51立架 60辅助轮架构

61上连杆组 611上连杆

612上横杆 62下连杆组

621下连杆 63辅助轮臂

71座椅 72背靠

73扶手 74操控杆

741下段操控杆 742上段操控杆

743握把 80控制单元

91底盘 92车轮

93支撑架构 94支撑致动器

95座椅 96辅助轮臂

97辅助轮

Claims (10)

1.一种坐式个人运输载具，包含：

一底盘，该底盘的两侧分别设有一车轮；

一支撑架构，其设于底盘的顶面，且包含有一前连杆组、一后连杆组及一支撑平台，支撑平台与底盘相互平行，且底盘、前连杆组、后连杆组及支撑平台形成多个四连杆机构；

一支撑致动器，其两端分别枢设底盘与支撑架构；

一座椅，其设于支撑平台上；

一结合架，其设于底盘的顶面；

一辅助轮架构，其设于结合架上，且包含有一上连杆组、一下连杆组及一辅助轮臂，辅助轮臂与结合架位于相对两侧，且结合架、上连杆组、下连杆组及辅助轮臂形成四连杆机构；

一辅助轮致动器，其两端分别枢设支撑架构及辅助轮架构；

一辅助轮，其设于辅助轮臂上。

2.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中支撑致动器枢设于支撑架构的后连杆组。

3.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中辅助轮致动器的两端分别枢设于支撑架构的支撑平台及辅助轮架构的上连杆组。

4.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中：

支撑架构的前连杆组包含有两前连杆及至少一前横杆，两前连杆平行间隔设置，前横杆设于两前连杆之间；

支撑架构的后连杆组包含有两后连杆及一后横杆，两后连杆平行间隔设置，后横杆设于两后连杆之间。

5.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中：

辅助轮架构的上连杆组包含有两上连杆及一上横杆，两上连杆平行间隔设置，上横杆设于两上连杆之间；

辅助轮架构的下连杆组包含有两下连杆，两下连杆平行间隔设置。

6.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中进一步包含有一操控杆，其设于底盘顶面，且包含有一下段操控杆、一上段操控杆及两握把；下段操控杆枢设于底盘上；上段操控杆及下段操控杆相互枢设；两握把分别设于上段操控杆的两侧。

7.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中进一步包含有一背靠及两扶手；背靠设于座椅的后侧；两扶手分别设于座椅的两侧上方。

8.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中支撑致动器为一电动缸，且包含有一缸体及一致动杆，支撑致动器的致动杆可移动地穿设于支撑致动器的缸体中。

9.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中辅助轮致动器为一电动缸，且包含有一缸体及一致动杆，辅助轮致动器的致动杆可移动地穿设于辅助轮致动器的缸体中。

10.如权利要求1所述的坐式个人运输载具，其中底盘内设有一控制单元，控制单元包含有一陀螺仪、一加速度计、一电子罗盘、复数编码器、一主控制器、一左轮毂马达驱动器及一右轮毂马达驱动器，左轮毂马达驱动器连接所述车轮的左车轮及右轮毂马达驱动器连接所述车轮的右车轮。