CN1539659A - 一种机动车辆及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车辆及其运行方法，尤其是一种单轴两轮机动车辆。包括：一个具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；能提供与车身滑动联接、及所含驱动器能与线操控系统联结的走行部件；该走行部至少包括一个接触地面的零件及轮轴；该走行部的驱动机构被驱动时，能实现含车身、走行部件和有效载荷在内的系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的。本发明实现了人员的乘坐驾驶，减小了迎风面积，有利于提高车速与保护人员的有益效果；另外，本发明减少了传统汽车的装备总重，有利于乘用车在新能源应用开发上的突破。

Description

一种机动车辆及其运行方法

[技术领域]

本发明是一种可运送人员的机动车辆及其运行方法，尤其涉及一种单轴两轮的机动车辆，属于交通运载工具领域。

[背景技术]

日常的陆上轮式车辆是双轮轴或更多轮轴的，是三车轮、四车轮或更多车轮的，其车辆重心始终垂向落在各轮与地面接触点围成的面积之内，因此这种车辆始终是静态稳定的；而诸如摩托车、自行车等双轮轴二轮车，在静止时靠支架保持静态稳定，在运行时靠驾驶者的操作转动前导向轮，控制移动重心接近二轮触地点连线而保持平衡。另外，已面世的单轴两轮车在日本专利特开昭第63-305082(18)号与美国专利第US 6302230及US 6367817号有所揭示；该日本专利所揭示的单轴两轮车处于实验阶段，而美国专利所揭示的单轴两轮车已处于应用阶段，它们的轮轴都安装在车身上，通过根据车身(连同站立其上的人)前后平面内的倾斜方向与程度，来决定车轮驱动力矩方向与大小，以驱动反力矩抵消重心的偏移而实现车辆的动态平衡；同时利用站立人体的前后倾斜来驾驶车辆的前进后退。这样一来，不可避免地增加了车辆行驶时的迎风面积，限制了车速的提高，同时缺乏高车速下对乘坐人体的保护。

[发明内容]

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提出一种可实现驾驶人员以坐姿驾驶，从而减少车辆迎风面积，提高车速和乘员安全系数的单轴两轮机动车辆，特别是轮轴与车身分离式的单轴两轮车辆。

本发明的另一目的在于提供一种与上述特征相对应的单轴两轮机动车辆运行方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种机动车辆，特别是一种单轴两轮机动车辆，其整车及所含的载荷可被分离成为上、下两个组成部分；在上的是移动部分，在下的是着地部分，着地部分的驱动结构被驱动时，能实现含移动部分、着地部份和有效载荷在内的整车系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的；其特征在于：该机动车辆的移动部分与着地部分之间采用滑动联接。

更具体地说：本发明的技术特征包括：

A.一种单轴两轮机动车辆，至少包括一个具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；一可与线操控系统执行器联结的走行部；该走行部至少包括一个接触地面零件和一个驱动装置；该走行部的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部和有效载荷在内的系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的；其特征在于：所述走行部与车身间采用滑动联接。

其中该走行部是一对分离的部件总称；分离的走行部各自滑动联接于车身的一侧；类似于汽车的独立悬架。包括一对单轴的车轮，或一对单轴的车轮组以应对松软的地面或楼梯，或一对单轴的异型轮(组)以应对特殊的地面。

进一步地，该走行部内轮轴与支撑车身的滑动件之间设置包括弹性元件、阻尼元件的悬架结构。

B.一种单轴两轮机动车辆，包括具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身，能提供与车身滑动联接、可与线操控系统执行器联结、及含驱动装置的走行部；其上的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统自动平衡；驱动结构未被驱动时，系统是不稳定的；此驱动装置具有一当前输出功率和一特定的最大输出功率，在操作状态时，产生由驱动装置最大输出功率和当前输出功率之间的差值所确定的净余差；此动力装置中的能源装置具有一当前输出功率和一当前允许最大输出功率，在操作状态时，产生由能源装置当前允许最大输出功率和当前输出功率之间的差值所确定的另一净余差；在线操控系统中设置此两个净余差的监视器，用于产生净余差的特征信号；一与净余差监视器连接的报警器，用于接收净余差的特征信号，并在净余差下降到低于特定的界限时发出报警；可视、或可听见的报警；该报警同时自动进行操作上的调整。

C.一种单轴两轮车辆，包括具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；能提供与车身滑动联接、可与线操控系统执行器联结的、及含驱动装置的走行部；其上的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统自动平衡；驱动结构未被驱动时，系统是不稳定的；地面与车轮之间当前接触状态具有一当前附着力，如其小于当前驱动力时，会产生车轮滑转；在线操控系统中设置一此附着状态监视器，用于产生附着状态的特征信号；一与附着状态监视器连接的报警器，用于接收附着状态的特征信号，并在附着状态下降到低于特定的界限时发出报警；可视、或可听见的报警；该报警同时自动进行操作上的调整。

D.一种单轴两轮机动车辆，包括具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；能提供与车身滑动联接、可与线操控系统执行器联结、及含驱动装置的走行部；其上的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统自动平衡；驱动结构未被驱动时，系统是不稳定的；在线操控系统中设置一具有第一操作模式和第二操作模式的操作模式控制器。第一操作模式为车身以设定的倾斜状态行驶，含重心自动补偿功能，第二操作模式为整车以三轮车状态行驶；在线操控系统中设置一用户输入控制器。在第一操作模式操作模式的情况下，可通过用户输入控制器调整车身特定倾斜量的设定；启动重心自动补偿功能；在第二操作模式的情况下，释放车身倾斜量控制的同时，后移走行部，放下车头收放式万向随动轮；关闭重心自动补偿功能。

E.一种单轴两轮机动车辆，具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；能提供与车身滑动联接、可与线操控系统执行器联结、及含驱动装置的走行部；其上的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统自动平衡；驱动结构未被驱动时，系统是不稳定的；在线操控系统中设置一用户转向操作器及自动导向器。

本发明提出的另一的目的则由以下技术方案来加以实现：

A.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

人员乘坐在车身内，车身通过滑动联接结构连接到走行部上，走行部至少一个触地零件支撑整车重量；

启动动力驱动装置及线操控系统，自动实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统动态平衡；关闭动力驱动装置，系统是静态不稳定的；通过操作线操控系统使驱动结构进行整车所需的运作；所述走行部包括一对单轴的车轮，或一对单轴的车轮组，或一对单轴的异形轮(组)。

B.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

人员乘坐在车身内，车身通过滑动联接结构连接到走行部上；该走行部的轮轴与支撑车身的滑动件之间，设置弹性、阻尼元件；走行部支撑整车重量；地面对车身的振动通过包括弹性、阻尼元件的悬架结构得到缓解，提高高速运行下的舒适性；

启动动力驱动装置及线操控系统，自动实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统动态平衡；关闭动力驱动装置，系统是静态不稳定的；通过操作线操控系统使驱动结构进行整车所需的运作。

C.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

人员乘坐在车身内，车身通过滑动联接结构连接到车身两侧的独立走行部上，而两侧的独立悬架走行部支撑整车重量；

启动动力驱动装置及线操控系统，自动实现含车身、走行部、有效载荷在内的系统动态平衡；关闭动力驱动装置，系统是静态不稳定的；通过操作线操控系统使驱动结构进行整车所需的运作。

D.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

当操作使当前的动力驱动装置输出功率超出其和特定最大输出功率之间所允许的净余差时，线操控系统的净余差监视器使报警器产生报警信号，并同时通过线操控系统进行重心偏离距及操作模式强制调整，以维护整车的动态平衡功能和安全性。

E.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

当操作或当前路面使当前附着力小于当前驱动力特定的界限时，线操控系统的附着状态监视器使报警器产生报警信号，并同时通过线操控系统自动进行重心偏离距强制调整，以维护整车的动态平衡功能。

F.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

操作线操控系统中操作模式控制器，从第一操作模式和第二操作模式中选择一种操作模式；在第一操作模式时，通过用户输入控制器控制车身特定倾斜量，平时此操作模式下车身倾斜量为0(水平状态)；同时启动重心自动补偿功能；在第二操作模式时，自动释放车身倾斜量控制的同时，关闭重心自动补偿功能，后移走行部，放下车头收放式万向随动轮，使整车三轮着地，以便泊车，或在曲折坎坷小路上缓行，或在拥挤人群中慢行。

G.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：用户操纵线操控系统的用户转向操作器，依输入程度实现不同曲率半径的转向行驶；最大转向输入时，两轮反向等速转动，实现原地转向；无转向输入时，自动导向器工作，随时补偿由于两轮遇到路面状态不同，而产生的实际运行方向偏差，以保持原来的运行方向。

比较现有技术，本发明所提供的单轴两轮车辆，实现了人员的乘坐驾驶，减小了迎风面积，有利于车速的提高与人员的保护的有益效果。另外，此本发明通过减少传统汽车的车轮悬架数量、用线操控系统取代传统汽车的机械操控系统，减少了传统汽车的装备总重，有利于乘用车在新能源应用开发上的突破。

[附图说明]

图1为本发明单轴两轮车在第二操作模式乘坐运行状态的主视图；

图2为本发明单轴两轮车在第一操作模式乘坐运行状态的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4：本发明最佳实施例的侧视图；

图5为本发明最佳实施例的后视图；

图6：匀速行驶中的本发明实施例走行部受力简图；

图7：为本发明独立悬架走行部的主视图；

图7-A，图7-B，图7-C，分别为图7中相应位置的剖面图

图8为本发明独立悬架走行部的剖视图；

图9：动态平衡功能的位置控制闭环系统；

图10：车身与走行部间直线移动的位置控制闭环系统；

图11：线操控系统工作原理方块图；

图12：线操控系统电路原理框图；

图13：车辆控制信号给定电路原理图；

图14：DSP控制器32电路原理图；

图15：车辆参数输出电路原理图；

图16：车身姿态检测电路原理图；

图17：负载分布检测电路原理图；

图18：DSP控制器36电路原理图；

图19：车辆姿态控制系统电路原理图；

图20：DSP控制器38电路原理图；

图21：车辆驱动控制系统电路原理图。

其中，图中的标号如下：

1车身

11动力装置——111蓄电池组，112、147驱动控制器，

12车身——121车壳，122上凹槽，123下凹槽，

        124随动轮装置——1241万向随动轮，1242转臂，1243支座，

13控制元件——131减速器，132控制齿轮，

14逻辑元件——141平衡放大器，142平衡加法点，143控速放大器，

144控速加法点，145导向放大器，146导向加法点，

2走行部

21滑动联接结构——211上滑块，212上圆销，213下滑块，214下圆销，

22驱动结构——221齿轮盒体，222齿轮盒盖——2221右导槽，2222左导槽，

                                          2223右支架，2224左支架，

        223驱动齿轮，224内齿盘，225轴承，226轮轴，227轴键，228车轮，

23弹性悬架——231缓冲弹簧，232减振器——2321托盘，233橡胶减振垫，

        235挡块，234支撑框架——2341上横梁，2342左、右支撑板，

                 2343右立柱(23431右滑舌)，2344左立柱(23441左滑舌)，

                 2345下横梁，2346三角筋，

24控制执行机构——241齿条，242方键，243柔性引线装置，

3线操控系统

31控制信号给定系统——311操作模式控制器，312前后向操作器，313转向操作器

32 DSP控制器1——321电源管理器，322 CAN总线控制器，323控制信号处理器，

33车身参数输出——331净余差报警器，332附着报警器，

34车身姿态检测——341倾角传感器，342，343角速度传感器，

35负载分布检测——351力传感器，352加速度传感器，

36 DSP控制器2——361电源管理器，362 CAN总线控制器，363控制信号处理器，

                 364净余差监视器，365附着状态监视器，

37车辆姿态控制——371控制电机，372转角传感器，

38 DSP控制器3——381电源管理器，382 CAN总线控制器，383控制信号处理器，

                 384外特性，

39车辆驱动控制——391驱动电机，392驱动转速传感器。

[实施例]

本发明的单轴两轮机动车辆，由滑动联接结构划分为移动和着地两个组成部份；并在此处设置线操控系统执行器。此滑动联接结构在整车所处的剖分位置与此车需适应的有效载荷变化范围、车速变化范围有关。

为说明起见，实施例不计有效载荷变化范围和车速变化范围，其在上的移动组成部份是车身，在下的着地组成部份是走行部；在实施例的移动车身部份与着地走行部份之间采用滑动联接结构；在此滑动联接处设置线操控系统执行器的联结。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

先参照图1至图3以及图7、图8，一种单轴两轮机动车辆，至少包括一个具有动力装置、线操控系统3及乘坐空间在内的车身1；一可与线操控系统执行器联结的走行部2；该走行部2至少包括一个接触地面的零件和一个驱动装置；该走行部的驱动结构22被驱动时，能实现含车身1、走行部2和有效载荷在内的系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的，其中走行部2与车身1间采用滑动联接。

走行部内轮轴与支撑车身的滑动件之间设置包括弹性元件、阻尼元件的弹性独立悬架结构。本实施例中弹性元件和阻尼元件分别采用缓冲弹簧231、减振器232。走行部则由滑动联接结构、驱动结构、弹性独立悬架和线操控系统执行机构的偶合件装配而成。

最佳实施例一侧的走行部2，由滑动联接结构21、驱动结构22、弹性悬架23和控制执行机构24装配而成。车身1通过车壳121的上凹槽122、下凹槽123与走行部2滑动联接结构21的上滑块211、下滑块213间楔形滑动配合，实现车身1与走行部2间的滑动联接。上滑块211、下滑块213通过上圆销212、下圆销214固定到弹性悬架23支撑框架234的上横梁2341与下横梁2345两端。通过支撑框架234的支撑板2342上安装的缓冲弹簧231、减振器232，把车身1的重量经橡胶减振垫233作用于驱动结构22中齿轮盒盖222的两个支架2223、2224上，传至车轮228，这样在Z轴方向上实现整车弹性悬架23的支撑。

地面对运行中整车的激振力由车轮228的轮轴226，经轴承225、齿轮盒体221、齿轮盒盖222，传到弹性独立悬架23的两个底部支架2223、2224。经弹性独立悬架23的两个缓冲弹簧231、减振器232和橡胶减振垫233得到缓冲和减振后，支撑车身1的重量。

走行部2在Z轴上的限位：向下是缓冲弹簧231压靠；向上是在齿轮盒盖222两个导槽2221、2222上端分别紧固有挡块235。另外，通过支撑框架234两个立柱2343、2344上的滑舌23431、23441与驱动结构22中齿轮盒盖222上两个导槽2221、2222间的配合，实现整车弹性独立悬架23的上下滑动导向和纵、横向限位。

走行部2本身对整车的驱动作用是由驱动结构22完成的。齿轮盒体221与齿轮盒盖222紧固密封后经轴承225抱在轮轴226上。安装在齿轮盒盖222上的驱动电机391发出的驱动力矩M，由驱动齿轮223经内齿盘224的啮合传递，经内齿盘224与轮轴226间轴键227配合，去驱动车轮228。而驱动电机391发出的驱动反力矩M，由齿轮盒盖222通过导槽2221、2222与滑舌23431、23441间的配合，传至支撑框架234，最终由下横梁2345两端的下滑块213作用到车身1上。

驱动电机391及其内驱动转速传感器392的驱动电源线、信号线经柔性引线装置243送至车身1内线操控系统3。

进一步，为设于下横梁2345两端的力传感器351正确检测到车身1的实时重量、重心，需在上滑块211上开长圆孔2111，让紧固于支撑框架234上横梁2341的上圆销212可沿Z轴在长圆孔2111内自由滑动，以使上滑块211不承担车身1的重量。另外，为使力传感器351正确检测到车身1的重量、重心，需在下横梁2345中间设置加速度传感器352测信号，以便线操控系统3对力传感器351信号作处理。力传感器351、加速度传感器352的测试信号线经柔性引线装置243送至车身1内线操控系统3。

另外在X轴方向上，地面摩擦反力由车轮228的轮轴226，经轴承225、齿轮盒体221、齿轮盒盖222，及齿轮盒盖222的两个导槽2221、2222与支撑框架234两个立柱2343、2344上的滑舌23431、23441间的配合，(考虑支撑框架234内力传递强度故设置三角筋2346)，及支撑框架234下横梁2345上紧固着的齿条241(由方键242定位)与控制元件13控制齿轮132间的啮合，传递到紧固在车身1上的减速器131，实现整车的驱动力与制动力的传递。

进一步，当控制电机371工作时，经减速器131减速后，使控制齿轮132在齿条241上发生啮合动作。由于控制电机371、减速器131、控制齿轮132安装于车身1上，齿条241安装于走行部2上，此对啮合作用与反作用力使车身1与走行部2之间，沿滑块211、213在上凹槽、下凹槽122、123间的位移矢量，而产生车身1相对走行部2的重心偏移距增量ΔX(由于机械零件外形的固定性，故控制电机的转角与重心偏移距X是一一对应的)。

最后在Y轴方向上，通过车壳121上的上凹槽122、下凹槽123和上滑块211、下滑块213间配合的楔形方向，与上滑块211、下滑块213内孔台阶和上圆销212、下圆销214端部台阶所限制的方向相反，实现车身1与弹性独立悬架23之间在Y轴方向上的约束；通过支撑框架234两个立柱2343、2344上的滑舌23431、23441与齿轮盒盖222上两个导槽2221、2222间的配合，实现弹性独立悬架23与驱动结构22之间在Y轴方向上的约束。实现车身1两侧走行部2可分别独立工作。

对最佳实施例两侧，各需一个图8所示结构的走行部2，它们是一样的。只不过与线操控系统3电路连接时，需区分左、右之别。另外，对比图3，图5中利用左、右独立悬架走行部的相同性，将驱动电机371、减速器131合并成一套，只不过减速器131两侧都有输出轴，分别控制左、右走行部。

由于弹性车轮228在车轮负荷作用下与地面间产生接触区，两个车轮228的两个该接触区相结合，产生了一个矩形的整车静态稳定区，它的长度是两个车轮228的外侧距，它的宽度是车轮接触区的前后方向的长度；在此区外就是整车静态不稳定范围，当车身1重心垂向落在区外时，必需靠动态平衡技术措施保证整车稳定性。因此整车静态稳定区在实施整车静止或行驶时动态平衡是有意义的。

本发明的最佳实施例处于静止状态时，当启动动力驱动装置11、22及线操控系统3后，自动调整车身1，使重心的垂向投影落到上述的矩形整车静态稳定区内，实现含车身1、走行部2、有效载荷在内的整车系统静止状态下的动态平衡。

由于整车是静止状态，各项行驶阻力都不出现。整车静止状态下动态平衡功能，抵抗外界干扰力的能力，受此时地面与两车轮228间最大静摩擦力限制，或受分别驱动两轮的驱动电机391在零转速下最大扭矩之和的限制，或受走行部2中控制执行机构24与驱动结构22的相关零件机械强度的限制。

行驶中的动态平衡力学原理，请参照图6。图6是匀速行驶中的走行部2受力简图。图上XOZ坐标系就是图4上的XOZ平面(前后平面)，只不过把坐标原点O平移到了轮轴226中心上了；车身1的重心、重力G因使走行部接受相关外力而额外标出；图示走行部行驶在水平的地面上，故触地点S在Z轴上(忽略触地处弹性变形)；图示走行部通过它的两滚轮支撑车身(也可别的本发明所述的滑动联接机构)；图示走行部通过它的驱动电机工作扭矩M而运行，驱动电机扭矩M对走行部而言是内力，但扭矩M引起走行部接受相关外力而额外标出；f摩是地面作用在车轮228上的摩擦反力；P是地面对整车的支撑力，作用在车轮228上。

由于车身1通过滑动联接机构连接置于走行部2之上，故车身1的重量G作为外力分别作用于走行部的两滚轮的A、B处；由于处于匀速行驶中，车身1不产生惯性力，故图中忽略不画车身1上线操控系统执行器与走行部的联结；两滚轮A、B处因支撑车身1重量G所受的外力分别为：T_A＝-(L+b)G/2L、T_B＝-(L-b)G/2L，此两力对走行部的作用效果等效于车身1重力G对轮轴226中心O的作用效果；而车身1重力G对轮轴226中心O的作用效果，根据力线平移定理，是等同于作用在O点的垂向力G’和附加的绕O点前倾力矩M_G＝Gb叠加的作用效果；前倾力矩M_G的作用效果是使车身1绕O点产生逆时针方向倾倒。

本实施例通过在两滚轮A、B处力传感器测得T_A、T_B，通过车身1上线操控系统使驱动电机391产生驱动转矩M，使M＝M_G(前倾力矩)；因为这M对于走行部是内力，内力总是成对产生的，对应的内力是两滚轮A、B处：T_A’＝M/2L、T_B’＝-M/2L，这对内力作用效果实质上是驱动反力矩M’；因作用与反作用原理：M’＝M＝M_G，故驱动反力矩M’抵消了使车身1绕O点逆时针方向倾倒力矩M_G的作用效果，实现了车身1的平衡。另外，驱动电机391产生的驱动转矩M(走行部的内力)使车轮228转动产生驱动力F_驱，(M＝F_驱R，R为车轮半径，F_驱＝f_摩)。

综上所述，在平坦路面上匀速行驶的本发明最佳实施例，从车身1重心偏移状态出发，在车身1与走行部滑动联接处实时检测车身1前倾力矩M_G；车身1上线操控系统据此使车轮驱动电机产生驱动转矩M，使M＝M_G；让驱动反力矩M在滑动联接处抵消车身1因重心偏移状态产生的前倾效果，实现车身1的平衡；同时让驱动转矩M产生驱动力F_驱克服匀速时的各项行驶阻力，保持最佳实施例的匀速行驶状态。

为使最佳实施例抵抗外界干扰，稳定地正常运行，在操作方法上有下述两个技术环节要实施：1.使驱动力矩M稳定地等于车身1产生的前后倾力矩M_G，是实现整车动态平衡的关键；2.用户能灵活、准确地操纵车身1重心偏离Z轴的距离，是整车在前后方向上实现所需驱动力运行的关键。下面分别说明此两个技术环节处理方法：

1.使驱动力矩M稳定地等于车身1前后倾力矩M_G，是靠如图9所示的动态平衡功能的位置控制闭环系统来实现的。无论何时，当驱动力矩M作用效果不等于车身1前后倾力矩M_G和外界干扰力的综合作用效果时，都会带来车身1在XOZ平面内倾角姿态的改变。在第一操作模式下，用户通过操作模式控制器311输入车身1特定倾角信号θ₀，车身1倾角信号θ₀＝0即水平状态；此设定的信号θ₀送至放大器141中加法点142与车身1实时检测的倾角反馈信号θ比较后，产生车身1倾角误差信号Δθ；驱动控制器112根据接收的放大后Δθ自动纠正误差，控制调整实时驱动电流I、电压V给驱动电机391；驱动电机391产生相应的驱动力矩M、转速n去纠正驱动车身1，使车身1倾角误差减小；倾角传感器341连续检测车身1的倾角，把车身1实时检测倾角反馈信号θ不断送至放大器141加法点142中与设定的倾角信号θ₀作比较，……这样一直跟踪车身1的姿态，一直纠正车身1的姿态，实现θ₀位置的闭环控制，实现动态平衡功能。

2.操纵车身1重心偏离Z轴的距离，有多种办法，这儿以图10为例作一说明。图10是车身1与走行部2间沿X轴方向直线移动的位置控制闭环系统示意，以图7、图8所示走行部结构为例说明。用户通过前后向驱动操作器312输入重心偏离距指令X₀，送至放大器143加法点144中与实时重心偏离距反馈信号X比较放大后，产生重心偏离距误差信号ΔX；线操控系统3根据接收的ΔX自动纠正误差，调整控制电机371输出的转速、转矩；使联结车身1的驱动齿轮132与走行部2的齿条241产生相应的啮合移动，以纠正车身1重心偏离Z轴的距离误差；控制电机371内转角传感器372连续检测控制电机371的转角(控制电机371输出经减速器131、齿轮132、齿条241有固定速比，故输出转角可折算到X值)，把实时重心偏离距反馈信号X不断送至放大器143中加法点144与重心偏离距指令X₀作比较，……这样一直跟踪重心偏离距指令X₀，一直纠正重心偏离距误差ΔX，实现用户能灵活、准确地操纵。这就是电机结合齿轮、齿条的直线伺服驱动机构，可应用的还有其他直线伺服驱动机构，当然还有更简易的技术可应用。

图11是本发明最佳实施例线操控系统3工作原理方块图；如上所述，其中某些操作控制功能可脱离在线方式(即线操控方式)实现。

图12是线操控系统3的电路原理框图；从图可见线操控系统3是由操作界面、车身姿态控制和车辆驱动控制电路系统组成的：

1.操作界面：

1.1控制信号给定系统31(图13车辆控制信号给定电路原理图)

驾驶操作本发明最佳实施例所产生的信号主要有：由操作模式控制器311输出的第一操作模式或第二操作模式指令(第一操作模式为两轮着地、第二操作模式为三轮着地)、车身倾角指令θ₀；由前后方向驱动操作器312输出重心偏离距指令X₀；由转向操作器31 3输出的两个车轮228转速差ΔN_左-右(转向)指令。

操作模式信号由开关量给出(CON1)，车身倾角指令θ₀则由模拟信号(CON2)给出；

重心偏离距指令X₀则采用开关量编码(CON3)结合电位器模拟信号(CON4)给出，从而实现多级(级间无级)调节。

同样，转向信号采用开关量编码(CON5)结合电位器模拟信号(CON6)给出。

所有开关量的控制信号采用VCC24V供电，并通过光电隔离器件(T1-T16)及斯密特触发器(U4-U6)进行整形后输入到DSP控制器32(U2)，而模拟信号则经过RC滤波直接输入到DSP控制器32(U2)。

1.2 DSP控制器32(图14 DSP控制器32电路原理图)

DSP控制器32具有多通道模拟输入接口。控制两轮车的开关信号和模拟信号输入该控制信号处理器323后，经过分析计算，给出当前两轮车的目标控制模式以及目标驱动模式，通过CAN总线控制器322发送到DSP控制器36、DSP控制器38进行具体实施。同时接受这两个DSP控制器的实施结果参数，分别分析计算后输出显示(33)。

1.3车辆运行参数输出33(图15车辆参数输出电路原理图)

驾驶操作本发明最佳实施例所需显示的车辆行驶状态参数信号主要有：由净余差监视器364监督的实时功率净差值、及超出允许的极限时的报警信号；由附着状态监视器365检测的各车轮228滑转程度、及超出允许的极限时的报警信号；以及车辆行驶常规参数，如车速、行驶里程。

最佳实施例以模拟信号方式来输出实施结果：速度、距离以及其它有关的参数。这里只图示了四个模拟信号的输出实施方法。DSP控制器32通过SPI接口与D/A转换器件(U8-U11)连接实现D/A转换，转换结果通过放大器(U12-U13)进行信号调整。更多的参数可采用同样的电路进行实现显示。当然也可采用数字显示方式。

2.车身姿态控制系统：

2.1传感器及信号处理电路(图16车身姿态检测34电路原理图，图17负载分布检测35电路原理图)

为了有效检测与自动控制本发明最佳实施例状态及运行，引入了多个传感器。它们是检测车身姿态的倾角传感器341(Titler)，角速度传感器342(GYRO-PITCH)、343(GYRO-YAW)；以及检测车身对两个走行部负载分布的力传感器351(WHT1，WHT2，WHT3，WHT4)和加速度传感器352(ACCEL1，ACCEL2)。这些传感器信号通过整形放大以及滤波送入到DSP控制器36的A/D转换输入端。

2.2 DSP控制器36(图18 DSP控制器36电路原理图)

DSP控制器36同样具有多通道模拟输入接口，检测车身与走行部间的重心偏离距的控制电机371位置(转角)传感器372信号，从CAN总线控制器362得到DSP控制器32分析计算所得的本发明最佳实施例的目标控制模式以及目标驱动模式信号，以及通过A/D转换得到的车身姿态、负载分布、重心偏离距反馈和车辆驱动电机转角信号，经过控制信号处理器363程序(含净余差监视364、附着状态监视365、重心自动补偿、操作模式切换子程序)分析计算，分别输出控制车身姿态的指令去车身姿态控制系统37及控制车头万向随动轮装置124工作；同时输出控制车身驱动的指令通过CAN总线控制器362发送到DSP控制器38。再将有关分析计算后已安全监视修正后的控制结果，通过CAN总线362发送到DSP控制器32。

在目标控制模式为第一操作模式(两轮着地)、第二操作模式(三轮着地)切换时，经控制信号处理器363操作模式切换子程序分析计算后，控制两个控制电机371按设定的模式切换程序运转：使车身1的重心相对走行部2前移(或后移)的同时，程控放下(收回)车头万向随动轮1241，实施(退出)车辆三轮着地运行状态。

在目标控制模式为第二操作模式(三轮着地)运行时，控制信号处理器363程序将前后方向驱动操作器312的指令直接转换为两个驱动电机391的平均转速指令，通过CAN总线控制器362发送到DSP控制器38；同时放弃动态平衡、安全监视修正、重心自动补偿功能的控制。

2.3车身姿态控制系统37(图19车辆姿态控制系统电路原理图)

在目标控制模式为第一操作模式(两轮着地)时，上述DSP控制器36中的控制信号处理计算机内有两个事件管理器模块(每个事件管理器模块管理一个控制电机MT1或MT2)的PWM发生器，发出驱动控制信号(对MT1而言为PWM1-PWM6)，通过光电隔离器件(T1-T6)来驱动电机控制的桥式电路的每个桥器件(MF1-MF6)的导通与关闭，从而控制两个控制电机371(MT1、MT2)(无刷直流电机)的运转。改变这六个器件(MF1-MF6)的导通与关闭顺序，可以改变电机371的旋转方向，以改变车身与走行部间的重心偏离距。

3.车辆运行驱动控制系统：

3.1 DSP控制器38(图20 DSP控制器38电路原理图)

DSP控制器383通过CAN总线382接受DSP控制器36分析计算的控制车身驱动的指令，再根据车辆驱动电机391位置(转角)传感器392给出的实测信号，结合储存的每个驱动电机外特性384，在目标控制模式为第一操作模式(两轮着地)时，经过分析计算，分别输出控制驱动两个车轮228的指令到驱动控制系统39控制相应的驱动电机391工作。在目标控制模式为第二操作模式(三轮着地)时，驱动电机391的目标驱动平均转速，直接由前后向驱动操作器312输出的指令分析计算决定。同时将有关的实施结果通过CAN总线382返回到DSP信号处理控制器36、32。

3.2车辆驱动控制系统39(图21车辆驱动控制系统电路原理图)

车辆运行驱动控制采用与车身姿态控制相同的工作原理，同样采用DSP控制器38的两个事件管理器模块来控制一个驱动电机391(无刷直流电机)。

上述DSP控制器38内两个事件管理器模块(每个事件管理器模块管理一个驱动电机MT3或MT4)的PWM发生器，发出驱动控制信号(对MT3而言为PWM1-PWM6)，通过光电隔离器件(T1-T6)来驱动电机控制的桥式电路的每个桥器件(MF1-MF6)的导通与关闭，从而控制两个驱动电机391(无刷直流电机)的运转。改变这六个器件(MF1-MF6)的导通与关闭顺序，可以改变驱动电机391的旋转方向，以改变或保持本发明最佳实施例的运行速度与方向。

而每个驱动电机391实际运行速度与方向则由电机上位置(转角)传感器392测出信号后，通过CAN总线382反馈到DSP控制器36，以作实时功率净余差、车轮附着状态、及车辆行驶常规参数分析计算。

综合上述，本说明书的最佳实施例以位置(θ、X位置参数)控制方式的多闭环系统构筑线操控系统3，当然还可以力参数控制方式构筑多闭环系统联合线操控系统

3、以功率参数控制方式构筑多闭环系统联合线操控系统3。

通过上述本发明最佳实施例动力学分析、走行部2结构分析、两个自动控制原理及线操控系统3构成说明后，可参照附图说明最佳实施例的各操作方法及相关结构功能。

下面先以图11为例综合详细说明本发明最佳实施例在运行情况下动态平衡功能的操作控制方法：

本发明最佳实施例在第一操作模式下，用户直接通过前后向操作器312，给出车身1相对走行部2的重心偏离距X₀操作指令，经控制信号给定系统31，发送DSP控制器32、36分析计算，通过车身姿态控制系统37，使控制电机371、控制齿轮132、齿条241运转，使车身1相对走行部2产生重心偏离距X；控制电机371运转的同时，其内部转角传感器372产生反馈信号，发送到DSP控制器36，(经控制齿轮132、齿条241固定传动速比可换算到X)，分析计算后产生重心偏离距误差信号ΔX＝X-X₀；DSP控制器36内相关控制程序根据ΔX分析计算，自动调整输出控制电机371实时纠正运转指令，使控制齿轮132、齿条241产生纠正运转，从而使ΔX缩小并趋向于0；实现上述图10说明的车身与走行部间沿X轴方向直线移动的位置闭环控制。

当车身1重心相对走行部2产生重心偏离距为X₀时，由于车身1自重对走行部2产生的前后倾力矩为M_G，作用在走行部2的左、右两个下横梁2345上(见图7、8)。下横梁2345上四个力传感器351(WHT1，WHT2，WHT3，WHT4)在支撑车身1的四个角上分别跟踪测量各支撑力T_i，同时加速度传感器352(ACCEL1，ACCEL2)分别跟踪测量左、右下横梁2345的垂向加速度，这些测量信号发送至DSP控制器36中分析计算，得到实测前后倾力矩M_G；经DSP控制器36中相关程序计算，分别输出驱动电机391实时驱动转矩M的指令(M＝M_G)；通过CAN总线362送至DSP控制器38中；DSP控制器38相关程序结合储存的每个驱动电机外特性384，分别分析计算出两个车轮228的驱动指令M_左、N_左和M_右、N_右，(M_左+M_右＝M，N_左-N_右＝ΔN_左-右)，经车辆驱动控制系统39分别控制左、右驱动电机391产生符合驱动指令的运转。

在第一操作模式下，车身上倾角传感器(Titler)341，角速度传感器342(GYRO-PITCH)、343(GYRO-YAW)，一直跟踪检测车身1前后倾角反馈信号θ、dθ，送至DSP控制器36中，与用户直接通过操作模式控制器311给出的车身姿态倾角信号θ₀比较分析计算后，产生车身1倾角误差Δθ，经DSP控制器36中相关程序计算，调整两驱动电机391所需产生的实时纠正驱动转矩M_纠指令，通过CAN总线362送至DSP控制器38中；在DSP控制器38中，结合实时驱动转速差指令、储存的每个驱动电机外特性384，分别调整计算出两个车轮228的纠正驱动指令M_左”、M_右”，(M_左”+M_右”＝M_纠，N_左”-N_右”＝ΔN_左-右)，经车辆驱动控制系统39控制，使两个驱动电机391产生纠正所需的实时纠正驱动转矩M_纠，以使驱动纠正反力矩M_纠’能抵消前后倾力矩M_G作用，使实测车身1前后倾角反馈信号θ等于给出的车身姿态倾角信号θ₀，……如此循环跟踪纠正，实现如图9所示的车身1动态平衡功能。

需特别指出：随着每次使用本实施例时，有效载荷大小与分布不同，实际车身1的重心位置每次是不同的；但下横梁2345上四个力传感器351测量的信号，经DSP控制器36中相关程序分析计算后，始终能求出车身1每次相对于走行部2的重心位置；前后向操作器312给出的重心偏离距X₀始终是基于此重心位置的重心偏离距。

图11所示方法在第二操作模式下实施驱动控制时，驱动电机391的目标驱动转速就另需直接由前后向驱动操作器312输出的指令经DSP控制器36、DSP控制器38相关程序计算决定。

下面综合说明本发明最佳实施例(图11)在各运行情况下的操作控制方法：

最佳实施例在泊车状态时，操作模式控制器311处于第二操作模式下，即释放了对车身倾角θ及重心偏离距X的控制，放弃了对净余差、车轮附着状态的监视，车头随动轮装置124处于放下状态，整车三轮着地泊车。

用户进入车身1后打开电源启动整车。如需在曲折坎坷小路上缓行，或在拥挤人群中慢行，直接在第二操作模式下进行各项操作，另行叙述。

如需直接进入快速行驶，必须先把操作模式控制器311直接切换到第一操作模式，如上所述，线操控系统3先自动建立控制重心偏离距X的动态平衡状态(即上述图9、图11所示的动态平衡功能的位置控制闭环系统进入工作状态)，控制两个控制电机371(无刷直流电机)按DSP控制器36中事先设定的模式切换程序运转：程控车身1的重心相对走行部2后移至动态平衡状态时，程控收回车头万向随动轮1241，实施车辆二轮着地静止状态(如同飞机起飞脱离地面后收起起落架一样)。然后再可以进行其余下述各项操作。一旦进入第一操作模式，自动恢复对倾角θ、重心偏离距X及重心自动补偿功能的控制，以及净余差、车轮附着状态的监视。

最佳实施例在运行中也可进行第一操作模式、第二操作模式间切换。但从第一操作模式切换到第二操作模式需在较慢车速下进行，因为此切换意味着图9、图11动态平衡功能停止工作，而万向随动轮1241轮径很小，它与地面接触找到当前运行方向时会在车头1产生一侧向反力，此力大小与车速有关，太大的侧向力会产生不希望的斜行，引发不安全的因素。因此从第一操作模式切换到第二操作模式，在线操控系统3 DSP控制器36中事先设定模式切换程序：在车速降到切换车速限制(此车速基于左、右驱动电机391转速的平均值)时，才开始放弃动态平衡控制；程控两个控制电机371运转，使车身1的重心相对走行部2前移的同时，程控放下车头万向随动轮1241，车辆进入三轮着地运行状态。车速在切换车速限制以下时，第一操作模式、第二操作模式间切换是随意的。

在启动后的最佳实施例，如是在第一操作模式下，用户可通过图1至3中前后向驱动操作器312实现所需的行驶加速度、或保持原来的行驶速度。假设最佳实施例在操作前后向驱动操作器312使重心偏离距指令为X₀时，使最佳实施例已达到匀速运行。如需最佳实施例实现加速行驶，只要操作前后向驱动操作器312，通过如图10所述车身与走行部间位置控制闭环系统，使重心偏离距增加为X₁(X₁＞X₀)。当车身重心偏离距增加为X₁时，车身1自重对走行部2的前后倾力矩也增加为M_G1(M_G1＞M_G0)，因M_G1＞M_G0产生车身倾角增加为θ₁(θ₁＞θ₀)，车身上倾角传感器341(Titler)，角速度传感器342(GYRO-PITCH)、343(GYRO-YAW)跟踪检测到车身前后倾角反馈信号θ₁、dθ后，如图9所述的动态平衡功能位置控制闭环系统，将增加驱动力矩至M₁(使驱动反力矩M₁’＝M_G1)，以维持车身动态平衡。这样一来，在维持车身动态平衡的同时，增加的驱动力矩ΔM＝M₁-M₀使最佳实施例获得加速行驶。随着车速提高，行驶各项阻力逐步增加，直至各项阻力等于驱动力时，最佳实施例在新的车速下实现匀速行驶。反之，最佳实施例获得减速行驶的原理就不难理解。当操作模式控制器311处于制动(刹车)时，图8所示的走行部2可允许车身1重心移出走行部2支撑点之外，以充分利用车轮228附着条件产生最大制动力(线操控系统3DSP控制器36中有专门程序维持制动时的动态平衡)。

在第一操作模式下，此前后向驱动操作器312的操作过程受到净余差监视器361的监督，即DSP控制器36相关子程序实时监视：DSP控制器38中储存的每个驱动电机391外特性所决定的最佳实施例当前最大输出功率，与车辆驱动控制系统39当前输出驱动总功率之间的净差值；及DSP控制器38中储存的蓄电池111输出特性所决定的最佳实施例当前允许最大输出功率，与车辆驱动控制系统39当前输出驱动总功率之间的净差值。此二净差值关系到遇到突变的路面时，最佳实施例维持车身动态平衡功能所需的功率储备。一旦检测到某净差值低于允许的极限时，即通过线操控系统3 DSP控制器36(图18 DSP控制器36原理图)中安全修正子程序分析计算，将限制前后向驱动操作器312输出的操作指令信号，通过CAN总线362发送到DSP控制器32，通过DSP控制器32中程序，限止前后向驱动操作器312对重心偏离距指令X₀的进一步增加，让用户对操作杆的过度操作成为空操作；另外通过CAN总线322发送到车辆运行参数输出33，让净余差报警器331以可视、或可听见的信号报警。

另外，在第一操作模式、第二操作模式间切换车速限制以下时，实时监视到因蓄电池111当前允许最大输出功率产生的净差值低于允许的极限时，通过线操控系统3 DSP控制器36(图18 DSP控制器36原理图)中安全修正子程序分析计算，将当前第一操作模式自动切换到第二操作模式，并让净余差报警器331以可视、或可听见的信号报警。

在第一操作模式下，最佳实施例的运行状态还受到附着状态监视器362的监视，即DSP控制器36另有相关程序实时监视：两驱动电机391内转角传感器392测得的转角信号，与DSP控制器38、车辆驱动控制系统39输出的两个车轮的驱动指令：M_左、转速N_左和M_右、转速N_右之间比较；结合实时倾角反馈信号θ与倾角指令θ₀之间比较(如某车轮228产生超过允许的滑转，会使该驱动电机实际驱动力矩下降，引起反力矩下降)；DSP控制器36相关子程序综合分析计算后，发现存在某个车轮228实时附着状态低于允许的极限时，根据该车轮滑转程度，将限制操作指令的信号，强迫修正重心偏离距指令X₀(或强迫修正转速差ΔN_左-右指令)，让用户对前后向驱动操作器312(或转向操作器313)的操作成为缓操作，维护动态平衡功能的有效性，即路滑慢走。

当实时附着状态出现低于允许的极限时，DSP控制器36相关子程序另外通过CAN总线362、322，将分析计算结果发送到车辆运行参数输出33，让附着报警器332以可视、或可听见的信号报警。

最佳实施例在第一操作模式下，如用户需改变车身1姿态以扩大驾驶视野，或夜间利用车前灯照明不同位置的目标，或面对外界不同迎风需调整车身倾角以求最小风阻，可通过操作模式控制器311改变车身1倾角信号θ₀的设定，以满足驾驶的需求。由于车身自重始终垂直向下，其对轮轴226的力臂在θ₀＝0即水平状态时，等于前述的图9车身与走行部间位置控制闭环系统中所讲的重心偏离距X₀。而实际上θ₀≠0时，该闭环控制系统控制目标X₀就需随θ₀的改变而调整，以反映原水平状态时目标前后倾力矩M_G、目标驱动力矩M。因此在DSP控制器32的程序中含：前后向驱动操作器312的重心偏离距指令X₀需除以cosθ₀后，送至DSP控制器36作车身姿态控制。以实现在车身倾角变化情况下，无论θ₀怎么变化，前后向驱动操作器312的操作始终对应相应的目标驱动力矩M。需指出：这样一来，车身动态平衡功能始终以θ₀值为目标实现动态平衡。

最佳实施例在第一操作模式下处于匀速运行状态，前后向驱动操作器312处于重心偏离距指令X₀为某一具体值时，发生因车身1内人员或物品的移动(但不改变车身的自重)而造成车身1重心位置的改变，为避免产生不希望的加(或减)速，控制器36相关程序中含重心自动补偿功能。其随时记忆每次操作驱动操作器312后，达到车身动态平衡后的第一个实时计算重心偏离距X值(即上述某一具体值)；此后在未改变驱动操作器312操作状态时，车身产生过大实测倾角θ时，启动图10所示的车身走行部间重心偏离距位置控制闭环系统，使原重心偏离距X₀增加ΔX，以等于记忆的实时计算重心偏离距X值(ΔX＝X-X₀)，让车身重心位置的改变在调整车身走行部间重心偏离距内消化掉，以此抑制不希望的加(或减)速。此就为DSP控制器36相关程序中所含的重心自动补偿功能。这样一来，具有重心自动补偿功能的最佳实施例可实现在驱动操作器312操作状态为0(停止向驱动电机391供电)时，最佳实施例可进入“滑行”状态。

当最佳实施例在第一操作模式下处于静止状态，前后向驱动操作器312处于重心偏离距指令为X₀＝0时，发生因上述情况造成车身重心位置的改变。走行部上四个力传感器实测各支撑力T_i后，发送至DSP控制器36中分析计算，得到实时计算重心偏离距为X(M_G＝车身自重GXX)；同时由于重心偏离上述的整车静态稳定区，车身产生倾角θ≠θ₀，θ≠0，已启动的车身动态平衡功能通过倾角传感器341、角速度传感器342、34 3检测到车身前后倾角反馈信号θ(θ≠θ₀，θ≠0)、dθ，由于未改变驱动操作器312操作状态，启动图10所示的车身走行部间重心偏离距位置控制闭环系统，使原重心偏离距X₀增加ΔX等于记忆的实时计算重心偏离距X值(ΔX＝X-X₀)，使新重心又回到了整车静态稳定区，此为最佳实施例处于静止状态时的重心自动补偿功能。

同样，在启动后的最佳实施例中，用户可通过图3中转向操作器313实现所需的行驶方向改变或原地转向。这过程如上所述，是转向操作器313通过控制信号给定系统31、DSP控制器32、DSP控制器36向DSP控制器38输出转速差ΔN_左-右指令(习惯称的转向指令)，通过DSP控制器38中相关程序，结合从DSP控制器36接收的驱动电机391实时驱动转矩M指令、在DSP控制器38中依据储存的每个驱动电机外特性384，分别分析计算出两个车轮228的驱动指令：M_左、N_左和M_右、N_右，(M_左+M_右＝M，N_左-N_右＝ΔN_左-右)。经车辆驱动控制系统39分别控制左、右驱动电机391的左驱动电流I_左、电压V_左和右驱动电流I_右、电压V_右以分别驱动车轮，使整车按转向操作器313给出的方向运行。当转向结束，随着转向操作器313返回到转速差ΔN_左-右＝0指令状态，使最佳实施例恢复到直行状态。当前后向驱动操作器312对重心偏离距指令为X₀＝0时，通过操作转向操作器313，可实现最佳实施例的原地转向。

当行驶完毕需进入泊车状态前，先降速，后在操作模式控制器311上将操作模式第一操作模式切换到第二操作模式；此切换先使程控执行放下车头万向随动轮1241，而后在释放车身1倾角控制的同时，线操控系统3程控调整重心偏离距X₀，把走行部2向车身尾部方向移至设定的位置，让整车三轮着地(如同飞机降落时先在空中放下起落架，后着陆一样)，实现第二操作模式。进入泊车位置后，停下，关闭电源，用户才可下车。

从泊车状态开启电源后的最佳实施例，如在第二操作模式(三轮着地)下，需直接在曲折坎坷小路上缓行，或在拥挤人群中慢行。用户可直接在第二操作模式下进行各项操作。只不过线操控系统3这时放弃了动态平衡、安全监视修正、重心自动补偿功能的控制。在控制模式为第二操作模式(三轮着地)运行时，控制信号处理器363程序将前后方向驱动操作器312的指令直接转换为两个驱动电机391的平均转速指令，通过CAN总线控制器322、362发送到DSP控制器38；结合转向操作器313输出的输出转速差ΔN_左-右指令，通过DSP控制器38中储存的每个驱动电机外特性384，分别分析计算出两个车轮228的驱动指令：转速N_左和转速N_右(N_左-N_右＝ΔN_左-右)。经车辆驱动控制系统39分别控制左、右驱动电机391的左驱动电流I_左、电压V_左和右驱动电流I_右、电压V_右以分别驱动车轮，使整车按转向操作器313给出的方向、前后方向驱动操作器312给出的速度运行。

上述实施例都以蓄电池作为能源装置加以说明，但别的能源装置如燃料电池、太阳能电池、内燃机作动力的发电装置等都可作为本发明的能源装置加以应用。

最后，本发明核心技术是在车身1、走行部2之间剖分整车，在二者之间建立滑动联接，并在滑动联接处控制实施车身1重心的前后移动，以控制前后倾力矩M_G的大小；同时从动态平衡要求出发，控制驱动力矩M＝M_G，来操作实施例的运行。

由于乘用车需适应能力的有效载荷变化范围较大，可有多种实施本发明的不同应用方法；如：在乘员(座椅)与车身之间剖分整车，在二者滑动联接处控制实施车身1重心的前后移动，以实施本发明的核心技术。但这些都已包含在本发明的权利要求之中了。

Claims (19)

1.一种机动车辆，特别是一种单轴两轮机动车辆，其整车及所含的载荷可被分离成为上、下两个组成部分；在上的是移动部分，在下的是着地部分，着地部分的驱动结构被驱动时，能实现含移动部分、着地部份和有效载荷在内的整车系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的；其特征在于：该机动车辆的移动部分与着地部分之间采用滑动联接。

2.如权利要求1所述的单轴两轮机动车辆，至少包括：

一个具有动力装置、线操控系统及乘坐空间在内的车身；一可与线操控系统执行器联结的走行部件；该走行部至少包括一个接触地面的零件和一个驱动装置；该走行部的驱动结构被驱动时，能实现含车身、走行部件和有效载荷在内的系统自动平衡，驱动系统未被驱动时，系统至少在一个前后平面上是不稳定的，其特征在于：该走行部件与车身之间采用滑动联接。

3.如权利要求2所述的机动车辆，其特征在于其中该走行部件是一对分离的部件总称；分离的走行部件各自滑动连接于车身的一侧；包括一对单轴的车轮，或一对单轴的车轮组或一对单轴的异型轮组。

4.如权利要求2或3所述的机动车辆，其特征在于该走行部件内轮轴与支撑车身的滑动件之间设置包括弹性元件、阻尼元件的弹性悬架结构。

5.如权利要求2或3所述的机动车辆，其特征在于所述走行部件由滑动联接结构、驱动结构、弹性悬架和线操控系统执行机构的偶合件装配而成。

6.如权利要求1或2所述的机动车辆，其特征在于所述车身通过车壳的上凹槽、下凹槽与走行部件滑动联接结构的上滑块、下滑块间楔形滑动配合；上滑块、下滑块通过上圆销、下圆销固定到弹性悬架支撑框架的上横梁与下横梁两端；通过支撑框架的支撑板安装缓冲弹簧、减振器；再通过支撑框架两个立柱上的滑舌与驱动结构中齿轮盒盖上两个导槽间的配合。

7.如权利要求1或2所述的机动车辆，其特征在于车身的适当位置至少安装有一个万向随动轮。

8.如权利要求7所述的机动车辆，其特征在于：车身的头部安装有至少一个可收放的万向随动轮。

9.如权利要求7所述的机动车辆，其特征在于：车身的尾部安装有至少一个可收放的万向随动轮。

10.一种单轴两轮机动车辆运行方法，该方法包括：

整车的移动部分通过滑动联接结构连接到着地部件上；且至少有一个接触地面的零件支撑整个装置和有效载荷的重量；

启动动力驱动装置及线操控系统，自动实现含移动部件、着地部件和有效载荷在内的整车系统自动平衡，关闭动力驱动装置及操作控制系统，系统至少在一个前后平面上是不稳定的；通过操作线操控系统使整个装置进行所需的运行。

11.如权利要求10所述的机动车辆的运行方法，该方法包括：

车身通过滑动联接结构连接到走行部件上，走行部至少一个接触地面的零件支撑整个装置和有效载荷的重量；

启动动力驱动装置及线操控系统，自动实现车身、走行部件和有效载荷在内的系统动态平衡；关闭动力驱动装置及操作控制系统，系统至少在一个前后平面上是不稳定的；通过操作线操控系统使整个装置进行所需的运行。

12.如权利要求11所述的机动车辆运行方法，该方法进一步包括：

人员乘坐在车身内，操作使整车运行在高速情况时，地面对车身的振动冲击通过车身两侧各自滑动联接的一对分离走行部件，及通过设置在各走行部件轮轴与支撑车身滑动件之间的弹性元件、阻尼元件得到缓解；以提高在高速运行下的乘坐舒适性。

13.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

当操作使当前的驱动装置输出功率超出其和特定最大输出功率之间所允许的净余差时，或当操作使当前的能源装置输出功率超出其和当前允许最大输出功率之间所允许的另一净余差时，线操控系统的净余差监视器使报警器产生报警信号，并同时通过线操控系统进行重心偏离距或操作模式强制调整，以维护整车的动态平衡功能安全性。

14.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

当操作或当前路面使当前附着力小于当前驱动力特定的界限时，线操控系统的附着状态监视器使报警器产生报警信号，并同时通过线操控系统自动进行重心偏离距强制调整，以维护整车的动态平衡功能安全性。

15.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

操作线操控系统中操作模式控制器，第一操作模式为：在整车动态平衡的两轮着地状态下，同时启动重心自动补偿功能，通过用户输入控制器控制车身特定倾斜量，平时此操作模式下车身倾斜量为0(水平状态)。

16.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

操作线操控系统中操作模式控制器，第二操作模式为：增加万向随动轮(组)着地，使整车在静态稳定的三轮着地状态下，操作线操控系统以控制整车进行所需的运行。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：车身头部设有至少一个万向随动轮，当泊车时可后移走行部，放下车身头部该至少一个万向随动轮，使整个装置三轮着地，让整个装置可在静态稳定状态下被操控，进行所需的运行和泊车。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于：车身尾部设有至少一个万向随动轮，当泊车时可前移走行部，放下车身尾部该至少一个万向随动轮，使整个装置三轮着地，让整个装置可在静态稳定状态下被操控，进行所需的运行和泊车。

19.一种单轴两轮机动车辆的运行方法，该方法包括：

用户操纵线操控系统的用户转向操作器，依输入程度实现不同曲率半径的转向行驶；最大转向输入时，两轮反向等速转动，实现原地转向；无转向输入时，自动导向器工作，随时补偿由于两轮遇到路面状态不同，而产生的实际运行方向偏差，以保持原来的运行方向。

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