CN108725661B - 倒立摆车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种倒立摆车(10)，该倒立摆车包括：主车轮(14)，该主车轮被构造成在倒立摆控制下被驱动；支撑所述主车轮的车身框架(30)；覆盖所述车身框架的外壳(12)；和车座(16)，该车座以可竖直调节的方式安装在所述车身框架上以供所述倒立摆车的骑乘者就座，其中，所述车座设置有沿着所述外壳的前侧从该车座向下延伸的延伸部(92)，并且所述车身框架设置有从所述车身框架向前突出并经过所述外壳的前部的突出部(102)，所述突出部设置有自由端，所述自由端被构造成与所述延伸部的后侧接触。

Description

倒立摆车

技术领域

本发明涉及一种倒立摆车，具体而言，涉及一种设置有用于骑乘者的车座或鞍座的倒立摆车。

背景技术

JP2014-234036A公开了一种倒立摆车，该倒立摆车包括在倒立摆控制原理下驱动的主车轮、支撑所述主车轮的车身框架、覆盖所述车身框架的外壳、以及设置在所述车身框架的上端部中的鞍座，所述鞍座用于供所述车辆的骑乘者就座从而在竖直方向上可调节。

在这种倒立摆车中，鞍座可以设置有沿着外壳前部向下延伸的延伸部，以便为骑乘者的腿在坐着时提供引导表面，并通过允许骑乘者用腿夹紧车的前部而为骑乘者提供稳定的乘坐。这种延伸部还可以改善车的外观。

然而，这种延伸部可能产生具有相对较低机械强度的部分。可能包括所述延伸部的车的前部比车的其他部分更可能与车周围的物体碰撞。施加到延伸部上的冲击可以传递到通常缺乏机械强度的外壳。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种倒立摆车，该倒立摆车配备有显示高机械强度的车座的前部延伸部。

本发明的第二目的是提供所述前部延伸，该前延伸部能够防止碰撞的冲击传送到车的外壳。

为了实现这样的目的，本发明提供了一种倒立摆车10，该倒立摆车包括：主车轮14，该主车轮被构造成在倒立摆控制下被驱动；支撑所述主车轮的车身框架30；覆盖所述车身框架的外壳12；和车座16，该车座以可竖直调节的方式安装在所述车身框架上以供所述倒立摆车的骑乘者就座，其中，所述车座设置有沿着所述外壳的前侧从该车座向下延伸的延伸部92，并且所述车身框架设置有从所述车身框架向前突出并穿过所述外壳的前部的突出部102，所述突出部设置有自由端，所述自由端被构造成与所述延伸部的后侧接触或以一定间隙对置。

在上述布置中，所述突出部从所述车身框架向前突出并且穿过所述外壳的前部，而与所述车座的延伸部的后侧接触或对置，这提高了所述延伸部的机械强度。此外，正面碰撞的冲击从所述延伸部传递到所述突出部，然后传递到车身框架。因此，防止冲击施加到外壳，从而可以避免损坏外壳。

所述突出部可以包括由金属管制成的主体102A和由弹性体材料制成并且附装至所述主体的自由端的插塞102B。

由此，所述主体(金属管)的前端受到弹性体插塞的保护，并且碰撞的冲击可以通过所述插塞的弹性变形而吸收。

根据本发明的优选实施方式，在所述外壳的前侧和所述延伸部之间设置有引导机构98、100，所述引导机构被构造成限制所述延伸部相对于所述外壳的横向运动并允许所述延伸部相对于所述外壳进行竖直运动

由此，所述引导机构不仅以稳定的方式支撑车座，而且还用作车座竖直调节引导件。典型地，所述车座设置有从该车座悬垂并且由所述车身框架可滑动地保持的鞍柱。

优选地，所述引导机构包括在所述外壳的前侧竖直地延伸的第一线性导轨98和与所述第一线性导轨对置地在所述延伸部上竖直延伸并且由所述第一线性导轨可滑动地接合的第二线性导轨。

由此，所述车座能够以稳定的方式由所述引导机构引导。

优选地，所述外壳设置有沿着其前侧竖直地延伸的一对肋，所述第一线性导轨由所述肋的侧表面形成，所述突出部定位在所述肋之间，并且突出超过所述肋条的前表面。

所述第一线性导轨可以以经济的方式设置，并且所述肋还额外地执行加强外壳的功能。

根据本发明的优选实施方式，所述倒立摆车进一步包括由所述车身框架支撑并从所述外壳的前部的两侧向前突出的一对支腿，并且所述突出部的位置和尺寸设定成使得所倒立摆车能够在所述车座从所述倒立摆车拆下时以稳定的方式在所述突出部和所述支腿处支撑在地面上。

由此，通过在由所述突出部和所述支腿所提供的三个点处支撑车辆，可以将车辆以稳定的方式放置在地面上以进行维修和其他目的。

根据本发明的车座的延伸部因此在正面碰撞时有利地保护车辆的前部。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的倒立摆车的立体图，其中车座降低；

图2是类似于图1的视图，其中车座升高；

图3是倒立摆车的后视立体图；

图4是与图1相似的视图，其中车座被移除；

图5是图4的一部分的放大图；

图6是车座的延伸部的局部立体图；

图7是示出了倒立摆车的内部结构的侧视图；

图8是倒立摆车的内部结构的局部正视图；

图9是示出了用于调节车座高度的过程的分解立体图；以及

图10是倒立摆车处于前侧向下位置时该倒立摆车的内部结构的侧视图。

具体实施方式

下面参照图1至图10描述根据本发明的倒立摆车的一个实施方式。

如图1至图3所示，倒立摆车10包括：外壳12；主车轮14，该主车轮14被外壳12覆盖，并且从外壳12的底部开口部分地向下突出以接合地面；鞍座16，该鞍座16设置在外壳12顶上并配置成供骑乘者就坐；一对搁脚板，这一对搁脚板从外壳12的两侧横向延伸出以支撑骑乘者的脚；以及从外壳12的下部向前突出的一对支腿20。

外壳12由塑料材料制成的薄壳体构成，并且如图1至图4所示，包括形成上壁22A和前壁22B的主构件22以及形成相应侧壁的一对侧构件24A。外壳12覆盖车身框架30和安装在车身框架30上用于驱动主车轮14的驱动机构。外壳12还包括覆盖主车轮14的大部分的底罩104。

车身框架30通常由金属材料制成，并且如图7所示包括：一对下侧板32，每个下侧板32由冲压成型金属板构成；一对主立柱34，每个主立柱34由具有连接至相应侧板32的下端并且竖直地延伸的管构件构成；上板36，该上板36连接在主支柱34的上端部之间；上管38，该上管在平面图中呈U字形状并且具有与上板36连接的分叉后端；以及一对侧管40，每个侧管40具有连接至在主支柱34的中间部之间连接的中间横向构件(未在图中示出)的相应端部并向前然后向下延伸的后端。车身框架30还包括：连接在侧管40的前部之间的前横管42；前中心管44，该前中心管44具有居中地连接至上管38的前端的上端和居中地连接至前横管42的下端；一对前侧管46，每个前侧管46都具有连接至相应下侧板32的后端以及连接至相应侧管40的下端部的前端；冲压成型第一后横管48，该第一后横管48具有在主车轮14后面横向延伸的横向件和从该横向件向前延伸并连接至相应侧板32的一对支腿；以及冲压成型第二后横管50，该第二后横管50具有在所述第一后横管48的横向件的正上方横向地延伸的横向件以及从该横向件件向前延伸并连接至相应主立柱34的中间部分的一对腿。

如图7和图8所示，下侧板32支撑横向延伸的圆盘支撑轴60的相应端部。圆盘支撑轴60以可单独旋转的方式支撑位于下侧板32的内侧的一对驱动圆盘63。

每个驱动圆盘62沿圆周方向支撑多个金属驱动辊64。驱动辊64的旋转中心线与驱动圆盘的旋转中心线成偏斜关系。两个驱动圆盘62是彼此的镜像。

每个驱动圆盘62以同轴关系在其外侧安装有大驱动带轮66。一对驱动单元68经由马达安装板52安装在上管38上。每个驱动单元68包括电动马达和齿轮减速机构，并且该齿轮减速机构的输出轴安装有小驱动带轮(未在图中示出)。齿形带69围绕每个从动带轮66和相应的驱动带轮缠绕，使得两个驱动圆盘62可以由各自的驱动单元68单独驱动。

主车轮14设置有金属环形构件70和可旋转地安装在环形构件70上的多个从动辊72。每个从动辊72设置有金属轮毂以及附装于金属轮毂的外周的橡胶轮胎。这些从动辊72以能够绕环形构件70的对应切线旋转的方式由环形构件70可旋转地支撑。

从动辊72插设在由相应的驱动圆盘62支撑的两组驱动辊64之间，使得主车轮14可旋转地保持在两个驱动圆盘62之间，而不需要旋转轴。

尾轮臂74枢转地连接至下侧板32，以便可围绕横向延伸的旋转中心线旋转。尾轮臂74具有字母U的形状，并设置有横向件和一对腿。这些腿的自由端枢转地连接至相应的下侧板32，并且横向件通过托架可旋转地支撑尾轮78。

电箱80安装在上管38的上端。电箱80容纳用于执行倒立摆控制的陀螺传感器和计算机以及用于在倒立摆控制下向驱动单元68供电的主车轮PDU(功率驱动单元)。用于向电箱80中的电子设备和驱动单元68供电的电池组82可拆卸地附装至车身框架30的后上端部。

因此，驱动单元68以这样的方式控制，即：使得倒立摆车10能够按照骑乘者朝向期望方向移动其身体重量发出的命令而沿着任何期望的方向行驶，同时维持直立姿态。

搁脚板18通过相应的搁脚板安装构件84附接至相应的下侧板32。

横向延伸的安装管88经由安装板86附装至侧管40的下端部。支腿20连接至安装管88的相应端部，并且在向下和向外的方向上延伸。支腿20的自由端分别装配有橡胶帽21。

鞍座16由模制的塑料构件制成，并且如图1和图2所示包括：主部90，该主部90形状类似于摩托车的鞍座，并且沿着外壳12的上壁22A基本在该上壁22A上方延伸以供骑乘者就坐；以及延伸部92，该延伸部92在基本向下方向上沿着外壳12的前壁22B在前壁22B的前方从主部90的前端一体地向下延伸。

鞍座主部90的下侧附装至可滑动地收纳在主立柱34中的一对鞍座柱94的上端。通过使用下文将描述的合适的锁定机构，鞍座主部90的竖直位置可以通过将鞍座柱94锁定到主立柱34而调整，从而使得鞍座16可以相对于车身框架30竖直地调整到图1所示的降低位置和图2所示的升高位置之间的任何位置。

电池安装板83固定地附接到车身框架30的后上端部，并且经由外壳12中的矩形开口朝向车辆10的后端暴露。电池组82(参见图3)可拆卸地附装至电池安装板83。电池安装板83设置有分别用于建立电连接和可拆卸地保持电池组82的电连接器和机械闩锁。

用于选择性地将鞍座柱94锁定到主立柱34的锁定机构包括一对螺纹螺栓85，这一对螺纹螺栓85穿过形成在电池安装板83中的开口83A并拧入形成在主立柱34中的螺纹孔中，从而使得可以通过将螺纹螺栓85的自由端抵靠在相应的鞍座柱94上而将使鞍座柱94相对于主立柱34固定。鞍座柱可以形成有合适的凹部，以确保每个螺纹螺栓85的自由端和相应鞍座柱94之间的可靠接合。电池安装板83的开口83A通常被电池组82隐藏，但是可以通过移除电池组82而接近。

如图1和图2所示，当如先前讨论的调整鞍座16的竖直位置时，延伸部92沿着外壳12的前壁22B竖直地移动。延伸部92设置有渐缩结构，使得横向尺寸和前突出部朝向其下端逐渐减小。延伸部92的横向侧92A适当地轮廓化，以便连续地连接至鞍座主部90的侧表面90A。具体而言，延伸部92的横向宽度朝向后侧逐渐增加，使得延伸部92的横向侧92A平滑地连接至外壳12的侧壁24A的表面的邻接部分。

因此，横向侧92A与鞍座主部90的侧表面90A的前部共同地不仅为骑乘者骑上车10和从车10下来时提供引导表面，而且还为在腿部之间夹紧延伸部92的骑乘者提供了支撑。

如图4和图5所示，外壳12的主构件22设置有从主构件22的前壁22B突出的竖直细长的中空突出部96。中空突出部96包括限定中空突出部96的相应侧部的一对肋，从而在肋之间限定竖直延伸的狭槽。这些肋形成第一线性导轨98。如图6所示，延伸部92的后侧一体地设置有形成第二线性导轨100的一对肋，使得这些肋的外侧100A与形成第一线性导轨98的肋的内侧98A滑动接合。

由于第一线性导轨98和第二线性导轨100之间的滑动接合，可以以稳定的方式实现延伸部92的竖直运动，并且防止延伸部92相对于外壳12横向移动。第一线性导轨98和第二线性导轨100之间的滑动接合还有助于与由主立柱34和鞍柱94提供的引导机构相协作地以顺畅方式进行鞍座16的竖直调节。特别是，可以有效地防止鞍座16围绕竖直轴线的扭转。突出部96可以设置有壁部，所述壁部将这些肋的上端连接至彼此，并且将这些肋的下端连接至彼此，从而沿着突出部96的整个圆周形成连续周壁。由此，能够有效地提高外壳12的刚度。第二线性轨道100用作延伸部92的加强肋。

车身框架30设置有从前中心管44向前突出的突出部102。突出部102包括由基端焊接到前中心管44的金属管制成的主体102A和装配到主体102A的自由端(前端)中的由橡胶等弹性体材料制成的插塞102B。主体102A穿过贯穿突出部96的底壁98B的开口99，并且突出超过突出部96的肋的前表面(第一线性导轨98的前表面)。插塞102B与延伸部92的后侧抵接或以小间隙对置。

因此，施加于延伸部92的正面碰撞的冲击被传递到由车身框架30牢固支撑的突出部102。这防止了冲击被传递到外壳12。由于突出部102的自由端102a是由软弹性体材料制成的，所以有利地保护了主体102a的自由端免受冲击，并且还防止延伸部92也受到损坏。突出部102还用作抵抗突出部96的横向挠曲的加强件。

如图10所示，当移除鞍座16时，通过前侧朝下地放下车10，车10可以以稳定的方式在三个点处或者说通过突出部102和支腿20而支撑在地面上。

通过以这种方式定位车10，能够以有利的方式附装和移除车10的底罩104和其它部件。

虽然已经根据本发明的优选实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (7)

1.一种倒立摆车，该倒立摆车包括：

主车轮，该主车轮被构造成在倒立摆控制下被驱动；

支撑所述主车轮的车身框架；

覆盖所述车身框架的外壳；和

车座，该车座以可竖直调节的方式安装在所述车身框架上以供所述倒立摆车的骑乘者就座；

其中，所述车座设置有沿着所述外壳的前侧从该车座向下延伸的延伸部，

其特征在于，

所述车身框架设置有从所述车身框架向前突出并穿过所述外壳的前部的突出部，所述突出部设置有自由端，所述自由端被构造成与所述延伸部的后侧接触或以一定间隙对置。

2.根据权利要求1所述的倒立摆车，其中，所述突出部包括由金属管制成的主体和由弹性体材料制成并且附装至所述主体的自由端的插塞。

3.根据权利要求1所述的倒立摆车，其中，在所述外壳的所述前侧和所述延伸部之间设置有引导机构，所述引导机构被构造成限制所述延伸部相对于所述外壳的横向运动并允许所述延伸部相对于所述外壳进行竖直运动。

4.根据权利要求3所述的倒立摆车，其中，所述引导机构包括在所述外壳的所述前侧竖直地延伸的第一线性导轨和与所述第一线性导轨对置地在所述延伸部上竖直延伸并且由所述第一线性导轨以可滑动的方式接合的第二线性导轨。

5.根据权利要求4所述的倒立摆车，其中，所述外壳设置有沿着其前侧竖直地延伸的一对肋，所述第一线性导轨由所述肋的侧表面形成，所述突出部定位在所述肋之间并且突出超过所述肋的前表面。

6.根据权利要求1所述的倒立摆车，所述倒立摆车进一步包括由所述车身框架支撑并从所述外壳的前部的两侧向前突出的一对支腿，并且所述突出部的位置和尺寸设定成使得所述倒立摆车能够在所述车座从所述倒立摆车拆下时以稳定的方式在所述突出部和所述支腿处支撑在地面上。

7.根据权利要求1所述的倒立摆车，其中，所述车座设置有从该车座悬垂并且由所述车身框架以可滑动的方式保持的鞍柱。

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