CN112312871B - 机动车辆 - Google Patents

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Abstract

机动车辆可包括车架、第一枢转臂、第二枢转臂和悬架组件。第一枢转臂可联接到车架且联接到驱动轮。第二枢转臂可联接到车架且联接到地面接合脚轮。悬架组件可以联接到车架。悬架组件可包括第一弹簧组件和第二弹簧组件。第一弹簧组件可绕第一弹簧轴线设置并且联接到第一枢转臂。第二弹簧组件可绕第二弹簧轴线设置并且联接到第二枢转臂。当机动车辆在水平地面上操作时，第一弹簧轴线和第二弹簧轴线可以相对于彼此以不大于约150°的角度设置。

Description

机动车辆
技术领域
本发明总体上涉及一种机动车辆，并且更具体地涉及一种具有悬架组件的机动车辆。
发明内容
在一个实施例中，机动车辆包括车架、联接到车架且联接到驱动轮的第一枢转臂、联接到车架且联接到地面接合脚轮的第二枢转臂、以及联接到车架的悬架组件。所述悬架组件可以包括：第一弹簧组件，所述第一弹簧组件绕第一弹簧轴线设置并且联接到所述第一枢转臂；以及第二弹簧组件，其绕第二弹簧轴线设置，并且联接到第二枢转臂。当机动车辆在水平地面上操作时，第一弹簧轴线和第二弹簧轴线可以相对于彼此以不大于约150度的角度设置。
第一枢转臂可以包括防倾翻元件。第一枢转臂构造和定尺寸成当第一枢转臂枢转时使防倾翻元件相对于驱动轮轴线移动。第一枢转臂可在第一杆处联接到车架，第一杆从车架的左侧延伸到车架的右侧，并且第二枢转臂可在第二杆处联接到车架，第二杆从车架的左侧延伸到车架的右侧，第一杆和第二杆中的每一个在加强车架的构造中固定地附接到车架。第一轴线可比第二弹簧轴线更接近水平。
在另一实施例中，机动车辆可以包括从第一杆到第二杆设置的加强桥接件。加强桥接件可以是车架的最外侧点。第二枢转臂可包括第一基本线性的臂段，该臂段至少从第二枢转臂可被联接到车架的点延伸通过第二枢转臂可被联接到第二弹簧组件的点。第二枢转臂可以包括从线性臂段延伸到至少脚轮杆轴线的第二臂段。当机动车辆在基本水平的地面上时，第二弹簧轴线可以近似垂直于第一基本线性段。第一线的水平投影可以穿过a）第一弹簧组件联接到车架的点和b）第二弹簧组件联接到车架的点、可以与第二线的水平投影相交，第二线的水平投影穿过c）第一弹簧组件联接到第一枢转臂的点和d）第二弹簧组件联接到第二枢转臂的点。
第一线的水平投影和第二线的水平投影的交点相比于第二枢转臂可以更靠近第一枢转臂。第一弹簧组件和第二弹簧组件中的至少一个可以包括围绕同轴阻尼器设置的弹簧。机动车辆的重心可以大致定位在穿过第一弹簧组件联接至车架的点的竖直线与穿过第二弹簧组件联接至车架的点的竖直线之间的中点处。
附图说明
当结合示例性实施例的附图阅读时，将更好地理解机动车辆的实施例的前述概要以及以下详细描述。然而，应当理解的是，本发明不限于所示的精确布置和手段。例如，尽管本文没有明确陈述，但是一个或多个各种公开的实施例的特征可以并入到其他公开的实施例中。
在附图中：
图1是根据本发明的示例性实施例的机动车辆的透视图；
图2是图1的机动车辆的右侧视图，其中一些元件被移除；
图3是图1的机动车辆的顶部右侧透视图，其中一些元件被移除；
图5是图1的机动车辆的右侧视图，其中一些元件被移除；
图6是图1的机动车辆的第一弹簧组件和第二弹簧组件的右侧视图；
图7是图1的机动车辆的底部透视图；以及
图8是本发明的示例性实施例中的示例性车架22的透视图；
图9是示出前轮和后轮相对于车架枢转的示例性竖直行进距离与减震器压缩距离的关系的曲线图。
具体实施方式
详细参考附图，其中相似的附图标记始终表示相似的元件，图1-图7示出了根据本发明的示例性实施例的机动车辆，总体上用20表示。在一些实施例中，机动车辆是轮椅。
在一些实施例中，机动车辆20包括车架22。车架22可以是两件式焊接车架。在一个实施例中，车架22包括左侧22a和右侧22b。车架22还可以包括具有底面板（例如，由左侧22a和右侧22b形成）、左面板23a和右面板23b的三面箱形车架。在一个实施例中，左面板23a以及底面板的左侧22a是单一连续材料。在一些实施例中，右面板23b和右侧22b是单一连续材料。在一些实施例中，底面板21包括前面板21a和后面板21b。在一些实施例中，前面板21a和21b由间隙21c分开。在一些实施例中，一个或多个驱动轮24联接到车架22。在一些实施例中，马达26联接到驱动轮24以使驱动轮24绕驱动轮轴线52旋转。在一些实施例中，机动车辆20包括两个驱动轮24，其中马达26联接到每个驱动轮24，使得每个驱动轮可独立于另一驱动轮24被控制。在一些实施例中，马达是具有单级齿轮箱的有刷DC马达（例如Linix双极马达）。
在一些实施例中，马达26连接到控制器（未示出），该控制器被构造成接收来自用户的输入（例如，经由操纵杆、吹吸控制器（sip and puff controller）或语音命令）。在一些实施例中，控制器被构造为响应于从用户接收移动机动车辆20的信号而向马达26发送信号。在一些实施例中，机动车辆20不包括马达，并且驱动轮是手动驱动的（例如，用手旋转轮或转动联接到驱动轮的曲柄）。
参考图3-图4，为了便于讨论，机动车辆20被示出为移除了驱动轮24。在一些实施例中，第一枢转臂28联接到车架22和驱动轮24。在一些实施例中，第一枢转臂28可移动地联接到车架22。在一些实施例中，第一枢转臂28可相对于车架22枢转。在一些实施例中，第一枢转臂28可以相对于车架22绕第一枢转臂28联接到车架22的点65枢转。在一些实施例中，第一枢转臂28可以相对于车架22枢转以考虑不平坦的地形（例如，通过将座位保持在大致水平取向中），并且与不包括第一枢转臂的机动车辆相比，为机动车辆20的用户提供更平稳的乘坐。
在一些实施例中，第一枢转臂28的长度以及因此驱动轮24到机动车辆20的中点的距离可以被选择以向机动车辆20提供稳定性（例如，更长的距离可以提供更稳定的机动车辆）。在一些实施例中，第一枢转臂28的长度被选择为提供具有相对小的占用面积的机动车辆。在一些实施例中，第一枢转臂28联接到齿轮箱88，并且齿轮箱88联接到马达26。在一些实施例中，齿轮箱88是单级齿轮箱。在一些实施例中，齿轮箱88包括联接到驱动轮24以使驱动轮旋转的轮轴。在一些实施例中，挡泥板90被联接至第一枢转臂28以防止驱动轮24和外物之间的意外接触。
在一些实施例中，第一枢转臂28包括防倾翻元件50 （例如，轮）。在一些实施例中，驱动轮24定位在防倾翻元件50与机动车辆20的中点之间。在一些实施例中，防倾翻元件50被构造为定位成当机动车辆20在水平地面上时避免与地面接触。在一些实施例中，第一枢转臂28被构造和定尺寸成当第一枢转臂28相对于车架22枢转时，使防倾翻元件50相对于驱动轮轴线52移动。在一些实施例中，防倾翻元件50可拆卸地联接到第一枢转臂28 （例如，经由螺纹连接器、磁体或铆钉）。
在一些实施例中，第一枢转臂28包括第一板92和联接到第一板92的第二板94（图3）。在一些实施例中，第一板92和第二板94是一体构造。在一些实施例中，第一板92构造成联接到齿轮箱52，并且第二板94构造成联接到防倾翻元件50。在一些实施例中，第二板94相对于第一板92的取向是可调节的。
在一些实施例中，机动车辆20包括脚轮（caster wheel）30，其被构造为绕脚轮杆轴线68（图4）和脚轮轴线71旋转。在一些实施例中，脚轮30被构造为在机动车辆20的操作期间接合地面。在一些实施例中，第二枢转臂32被联接到车架22和脚轮30。在一些实施例中，第二枢转臂32可相对于车架22绕第二枢转臂32被联接到车架22的点62 （图4）枢转。在一些实施例中，第二枢转臂32可独立于第一枢转臂28相对于车架22枢转。在一些实施例中，机动车辆20包括多个脚轮30和第二枢转臂32。在一些实施例中，多个脚轮30和第二枢转臂32中的每者可独立于多个脚轮30和第二枢转臂32中的另一者枢转。
在一些实施例中，第一枢转臂28在第一杆58处联接到车架22（图7）。在一些实施例中，第一杆58从车架22的右侧延伸到车架22的左侧。在一些实施例中，机动车辆20的左侧上的第一枢转臂28和机动车辆20的右侧上的第一枢转臂28均联接到第一杆58。在一些实施例中，第一杆58相对于车架22固定，使得第一杆58在第一枢转臂28相对于车架22旋转时不旋转。
在一些实施例中，第二枢转臂32在第二杆60处连接到车架22。在一些实施例中，第二杆60从车架22的右侧延伸到车架22的左侧。在一些实施例中，机动车辆20的左侧上的第二枢转臂32和机动车辆20的右侧上的第二枢转臂32都联接到第二杆60。在一些实施例中，第二杆60相对于车架22固定，使得第二杆60不随第二枢转臂32相对于车架22的旋转而旋转。在一些实施例中，第一杆58和第二杆60中的至少一个以加强车架22的构造固定地附接到车架22 （例如经由焊接）。在一些实施例中，第一杆58和第二杆60联接到车架22，使得每个杆58、60的纵向轴线都在车架22的底面板下方。在一些实施例中，桥接件66（例如加强桥接件）从第一杆58到第二杆60设置。在一些实施例中，桥接件66是车架22的最外侧点。在一些实施例中，桥接件66和第一枢转臂28是共平面的。在一些实施例中，桥接件66被构造成提供独特的装饰性形状。
在一些实施例中，机动车辆20包括悬架组件38。在一些实施例中，悬架组件38联接到车架22。在一些实施例中，悬架组件38包括减震器（shock）、阻尼器或避震构造（coil-over configuration）中的至少一种。在一些实施例中，悬架组件38包括第一弹簧组件40和第二弹簧组件42。在一些实施例中，第一弹簧组件40联接到第一枢转臂28 （例如，经由螺纹锚固件、销钉或轴）。在一些实施例中，第一弹簧组件40以可旋转或可枢转构造联接到第一枢转臂28。第一弹簧组件40可以可相对于第一枢转臂28旋转。在一些实施例中，第二弹簧组件42联接到第二枢转臂32 （例如，经由螺纹锚固件、销钉或轴）。在一些实施例中，第二弹簧组件42以可旋转或可枢转的构造联接到第二枢转臂32 （例如，使得其可相对于第二枢转臂32旋转或枢转）。在一些实施例中，第一弹簧组件40和第二弹簧组件42中的至少一个包括围绕阻尼器56设置的弹簧54。在一些实施例中，阻尼器56具有线性阻尼率。在一些实施例中，阻尼器56具有在压缩中为轻（例如，大约1至1.5 lbf·s/in）以及在回弹中为中轻（例如，大约12至18 lbf·s/in）的阻尼率。在一些实施例中，弹簧54和阻尼器56是同轴的。在一些实施例中，弹簧54围绕阻尼器56同轴设置。
在一些实施例中，驱动轮24和/或脚轮30与第一弹簧组件40和第二弹簧组件42中的相应一个相对于车架的竖直行进距离的比率为约1:1。在一些实施例中，在驱动轮和/或脚轮中的一个或多个的整个运动过程中，前述比率基本上是线性的。图9示出了驱动轮24（与第一弹簧组件40相比）和脚轮30 （与第二弹簧组件42相比）的前述比率的实施例。在一些实施例中，如图9中所示，弹簧组件中的一个被构造成比另一弹簧组件产生更硬的响应。如图9中所示，第二弹簧组件42构造成对脚轮30的竖直运动产生比第一弹簧组件40响应于驱动轮24的竖直运动而产生的响应更硬的响应。即使在第二弹簧组件42和第一弹簧组件40基本相同的情况下，刚度性能的这种差异也可能是真实的。这种情况下的差异归因于当相应的弹簧组件联接到其相应的枢转组件时相应的弹簧组件的构造。在一些实施例中，当可枢转轮绕车架枢转（例如，分别绕点65或62）时，第一可枢转轮（例如，驱动轮24或脚轮30）相对于车架22的竖直行进距离TDV与相应弹簧组件（例如，分别为弹簧组件40或42）的压缩SAC的比率为约1:1。在一些实施例中，TDV：SAC的比率约为3:4。在一些实施例中，前枢转轮/弹簧组件组合与后枢转轮/弹簧组件组合相比，比率TDV：SAC不同。在一些实施例中，针对前轮/弹簧组件或后轮/弹簧组件中的一者或两者的TDV：SAC为约0.5:1；约0.6:1；约0.7:1；约0.8:1；约0.9:1；约1.1:1；约1.2:1或约1.3:1。在一些实施例中，针对前轮/弹簧组件或后轮/弹簧组件中的一者或两者的TDV：SAC高达1.3:1；高达1.2:1；高达1.1:1：高达1:1；高达0.9:1。在一些实施例中，第一弹簧组件40和/或第二弹簧组件42被构造成通过驱动轮24或脚轮30沿弧的运动提供一致的阻尼率（例如，阻尼率在相应枢转轮的整个行进长度上基本上恒定）。
下面再现的表1反映了示例性前部悬架和后部悬架的性能。
在一些实施例中，第一弹簧组件40或第二弹簧组件42具有大约1英寸、大约1.5英寸、大约2英寸、大约3英寸、大约4英寸、大约5英寸或大约6英寸的沿着弹簧轴线的最大行进距离。
在一些实施例中，第一弹簧组件40绕第一弹簧轴线44设置，并且第二弹簧组件42绕第二弹簧轴线46设置（图6）。在一些实施例中，第一弹簧轴线44和第二弹簧轴线46相对于彼此以约90°至约100°、约100°至约110°、约110°至约120°、约120°至约130°、约130°至约140°、约140°至约150°、约150°至约160°、约160°至约170°、约170°至约180°、不大于120°、不大于130°、不大于135°、不大于140°、不大于150°、不大于160°、不大于170°或不大于180°的角度48设置。在一些实施例中，第一弹簧轴线44比第二弹簧轴线46更接近水平。在一些实施例中，第二弹簧轴线46比第一弹簧轴线44更接近水平。
在一些实施例中，第二枢转臂32包括第一臂段34和第二臂段36 （图4）。在一些实施例中，第一臂段34是基本上线性的。在一些实施例中，第一臂段34至少从第二枢转臂32联接到车架22的点62延伸通过第二枢转臂32联接到第二弹簧组件42的点64。在一些实施例中，第二臂段36至少从第二枢转臂32联接到第二弹簧组件42的点64延伸到脚轮杆轴线68。
在一些实施例中，第二臂段36从第一臂段34延伸到至少脚轮杆轴线68。在一些实施例中，当机动车辆20在基本水平的地面上时，第二弹簧轴线46近似垂直于第一臂段34。在一些实施例中，第二弹簧轴线46基本上与将由点64绕点62枢转的平移形成的弧相切。在一些实施例中，第二弹簧轴线46与将由点64绕点62枢转的平移形成的弧的切线成一角度。在一些实施例中，所形成的角度高达5度、高达10度、高达15度、约1度、约2度、约5度、约10度或约15度。
在一些实施例中，机动车辆20 （其中用户坐在完成的车辆上）的重心大致定位在穿过第一弹簧组件40联接到车架22的点78的竖直线70与穿过第二弹簧组件42联接到车架22的点80的竖直线72之间的中点处。在一些实施例中，机动车辆20的重心在机动车辆20处于水平地面上时定位在线70和线72之间，并且所述重心在机动车辆20处于上坡或下坡时不在线70和线72之间。
在一些实施例中，第一线74的水平投影（例如，如图4中所示）穿过点78和点80。在一些实施例中，第二线76的水平投影穿过第一弹簧组件40联接到第一枢转臂28的点82以及点64。在一些实施例中，第一线74的水平投影与第二线76的水平投影在交点84处相交。在一些实施例中，相比于第二枢转臂32，交点84更靠近第一枢转臂28。在一些实施例中，第一线74的水平投影与第二线76的水平投影之间的角度86为约1°、约5°、约10°、约20°、约30°、约40°、约50°、约0°至约10°、约10°至约20°、约20°至约30°或约30°至约40°。
本领域技术人员将理解的是，在不偏离本发明的广义发明构思的情况下，可以对上面示出和描述的示例性实施例进行改变。因此，应当理解的是，本发明不限于所示和所述的示例性实施例，而是旨在涵盖由权利要求限定的本发明的精神和范围内的修改。例如，示例性实施例的具体特征可以是或可以不是所要求保护的发明的一部分，并且所公开的实施例的各种特征可以组合。词语“右”、“左”、“下”和“上”表示所参考的附图中的方向。除非在本文具体地阐述，术语“一（a）”、“一个(an)”和“所述”不限于一个元件，而是应该被理解为表示“至少一个”。
应当理解的是，本发明的至少一些附图和描述已经被简化以集中于与清楚理解本发明相关的元件，同时为了清楚起见，去除了本领域普通技术人员将理解的也可以构成本发明的一部分的其它元件。然而，因为这些元件在本领域中是公知的，并且因为它们不一定有助于更好地理解本发明，所以本文不提供对这些元件的描述。
此外，在本发明的方法不依赖于本文所阐述的特定步骤顺序的程度上，所述特定步骤顺序不应被解释为对权利要求的限制。涉及本发明的方法的任何权利要求不应限于以所写的顺序执行它们的步骤，并且本领域技术人员可以容易地理解，这些步骤可以改变并且仍然保持在本发明的精神和范围内。

Claims (11)

1.一种机动车辆，包括：
车架；
第一枢转臂，所述第一枢转臂联接到所述车架并且联接到驱动轮；
第二枢转臂，其联接到所述车架并且联接到地面接合脚轮；以及
悬架组件，其联接到所述车架，所述悬架组件包括：
第一弹簧组件，所述第一弹簧组件绕第一弹簧轴线设置，并且联接到所述第一枢转臂；以及
第二弹簧组件，其绕第二弹簧轴线设置，并且联接到所述第二枢转臂；
其中，所述第一枢转臂在从所述车架的左侧延伸到所述车架的右侧的第一杆处被联接到所述车架，并且所述第二枢转臂在从所述车架的左侧延伸到所述车架的右侧的第二杆处被联接到所述车架，所述第一杆和所述第二杆中的每一个以用于加强所述车架的构造被固定地附接到所述车架；以及
其中，桥接件从所述第一杆到所述第二杆设置。
2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述第一枢转臂包括防倾翻元件。
3.根据权利要求2所述的机动车辆，其中，所述第一枢转臂构造和定尺寸成当所述第一枢转臂枢转时使所述防倾翻元件相对于驱动轮轴线移动。
4.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，当所述机动车辆在水平地面上操作时，所述第一弹簧轴线和所述第二弹簧轴线相对于彼此以不大于150度的角度设置。
5.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述第一弹簧轴线比所述第二弹簧轴线更接近水平。
6.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述桥接件是加强桥接件并且设置在所述车架的最外侧点处。
7.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述第二枢转臂包括：
第一基本线性的臂段，所述第一基本线性的臂段至少从所述第二枢转臂联接到所述车架的点延伸通过所述第二枢转臂联接到所述第二弹簧组件的点；以及
第二臂段，所述第二臂段从所述线性的臂段延伸到至少脚轮杆轴线；当所述机动车辆在基本水平的地面上时，所述第二弹簧轴线近似垂直于第一基本线性段。
8.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，穿过a)所述第一弹簧组件与所述车架联接的点和b)所述第二弹簧组件与所述车架联接的点的第一线的水平投影与穿过c)所述第一弹簧组件与所述第一枢转臂联接的点和d)所述第二弹簧组件与所述第二枢转臂联接的点的第二线的水平投影相交。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其中，所述第一线的水平投影和所述第二线的水平投影的交点相比于所述第二枢转臂更靠近所述第一枢转臂。
10.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述第一弹簧组件和所述第二弹簧组件中的至少一个包括围绕同轴阻尼器设置的弹簧。
11.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述机动车辆的重心大致定位在穿过所述第一弹簧组件联接至所述车架的点的竖直线与穿过所述第二弹簧组件联接至所述车架的点的竖直线之间的中点处。
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