CN1840407A - 改良的车辆底盘的进一步改进 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可延伸框架的机动运输工具。底盘安装到可延伸框架的内周，并且驾驶员的座位布置在底盘的前后中心线上。一对前轮安装到可延伸框架。前轮延伸超过框架的外周。后轮组件是一个车轮或间隔很短距离的两个单独的车轮。类似于前轮，后轮组件延伸超过框架的外周。乘客座位布置在驾驶员座位的后面，并且每个乘客座位从运输工具的中心线偏移。因为车轮延伸超过框架的周界，所以它们在碰撞中作为主动的碰撞减震器。

Description

改良的车辆底盘的进一步改进

技术领域

本发明涉及轻型车辆，并且更具体地涉及具有改进的安全特性的轻型车辆。

背景技术

于1980年8月19日授权于Chika的美国专利No.4,217,970公开并要求了四轮机动车辆的构造和结构。在专利的第2栏9-21行指出其目的是通过生产刚性的左和右侧车辆来产生全新型的机动车辆，其利用管状结构或大的特别加强的合成材料冲压或铸造面板，并通过扭转弹性构件将它们横向互连以制造轻的车辆底盘和车身结构，并用任意合适材料的钩、顶或行李箱面板覆盖这样互连的两侧之间的空间以封闭并保护如此构造的车身免于暴露于外部环境及遭偷窃，如对现有的机动车辆所做的那样。

于2000年1月25日授权于Carroll等人的美国专利No.6,017,084描述了包含在自动车身面板中的能量吸收网格。Carroll发明的目的是提高碰撞测试性能和乘客的安全性，并且还允许消除通常用于支撑并保护车辆使用者的大量的传统框架和乘客笼。根据Carroll的概念，增强能量吸收的构件以被计算以最优化对“接触表面”(车身面板)的冲击能量的吸收/耗散的方式和构造叠加到接触表面的内表面。不像典型地在保险杠中的所谓的挤压箱，增强能量吸收的构件由塑型或制成团状的钢、塑料或其合成物(其界定了许多小网格)的互连网格组成。前述的构造据说增强了车辆的防撞性，由此允许减小能量吸收梁和顶杆的尺寸并且在一些情况下消除能量吸收梁和顶杆。

美国专利No.6,010,182(于2000年1月4日授权于Townsend等人)描述了用于诸如汽车、船、飞机和个人的“人力车辆”(也即PPV)之类的各种运输工具的独特底盘和车身面板的组合。Townsend“系统”利用模块或空间构架以及车身面板，其中每个框架和面板都具有附加的装置以将面板牢固地啮合至框架。该附加的装置是可松开的，以允许给定面板的更换或替换；或者允许全部或一组面板的更换或替换，以改变车辆的功用或外观。Townsend模块或空间构架通过其一系列焊接梁和柱的使用来界定乘客和发动机隔间，与传统的单片式汽车车身车辆构造非常类似。Townsend发明据说代表了在车辆制造的便利性上的重大进步，而没有牺牲框架的结构刚度和寿命。此外，Townsend发明所提供的设计自由度据说也允许通过诸如在车身框架的设计中的增强结构来提高乘客安全性。

于2004年4月13日授权(给Hoppenstein)的美国专利No.6,719,364公开了轻型的用于三个乘客的三轮车辆，其中集成了三个或更多竖直和水平的车架纵梁和翻车保护杆(roll bar)，用于最大化安全性，并在意外碰撞中使笼压缩的风险最小化，其整体通过引用包含在这里。封闭面板是由轻型的塑料、玻璃纤维或合成物构造，用于保护乘客。

尽管现有技术有了大幅进步，包括那些具体参考的和这里所描述的，但是有必要进一步增强乘客安全性，而不劣化节油性或增加费用。某种程度上，Chika、Carroll和Townsend概念中的每个已经在该方向上取得了一定的进步，但是每个都因需要相对于传统的制造工艺和材料做相对重大的改变的复杂性的引入而受到限制，并且由于并未在实践中大量使用。此外，尽管Chika、Carroll和Townsend所采取用于改进车辆性能和制造的方向中的每个都是值得赞扬的，但是对于应用到与相对较低的接近公共运输的成本进行大量个人的个人运输相关的问题时，它们显得并不实际可行。

发明内容

所公开的车辆驾驶更安全，购买更经济，并且可反复利用。因为其较小的尺寸，其可以帮助减轻城市街道和停车的堵塞问题。

为了使此车辆环境友好，许多部件是可循环利用的并且其它是长寿命且容易更换的。在其整体中，它是介于摩托车和汽车之间尺寸减小的车辆“Automoto^TM”。国际上，三轮车辆被划分为摩托车。

在本说明书中，我们描述在车辆底盘的进一步改进中的独特特征。

1)底盘、翻车保护杆和骨架优选地由不锈钢制造以减小框架的重量、加强框架并通过防止腐蚀产生长寿命的框架。

2)两个前轮和后部的单个车轮组件都突出到车身界线的外部。充气胎作为主动的碰撞减震器，并且在前或后端碰撞中吸收冲击。(图1)

3)后轮悬架是静止的或机械可旋转的，以在其自己的轨迹上实现车辆的完全或部分旋转。为了允许更紧凑的停车包络线，前轮以与后轮组件相反的方向旋转，由此减小回转半径。(图2)

4)后轮可以安装在可旋转的平台上并可以机械地或通过液压装置旋转。(图2)

5)本发明可以通过延伸底盘并增加附加的为了安全的翻车保护杆来延长以容纳三个或更多乘客。(出租车、卡车、运货车或公共汽车可以通过延伸底盘并修改车身来制造)。(图3)

6)优选的构造是用于三个乘客的车辆。驾驶员坐在两个乘客前方，两个乘客稍微靠后乘坐。这允许一种世界性的车辆，其可以在道路右侧或左侧上驾驶。(图4)

7)通过将驾驶员放在两个乘客的前方，人体最宽的部分(肩)与驾驶员的那些部分重叠使得可以形成较窄的笼。(图4)

8)后部第三个车轮可以是在相同的轴上以短距离分开的两个相似的车轮。此双车轮仍被认为是第三车轮。(图5)

9)为了娱乐或军事使用，此车辆可以具有两个后轮作为喷水推进系统用于横渡河流或江河，而不拆卸车轮并安装推进器。(图6)

10)后轮的轮辐构造成推进器，用于平均地驱动水进入横跨两个车轮之间空间的压缩室。锥形喷嘴在后部引导水流(喷射)，驱动车辆向前。(图7)

11)在(充气胎)漏气的情况下，在具有两个后轮的情况下，车辆可以与底盘坚固的情况一样正常地前进。在前轮漏气的情况下，此车轮可以用一个后轮替换。这消除了在已经减小尺寸的舱室中具有备胎的需要。(图10)

12)因为其轻的重量、购买的经济性、结实和操作，此变成了用于军事部署的快捷装置。该车辆可以通过降落伞与伞兵一起落下，并且之后在军队到达它们的目的地时以最小的成本抛弃。

13)外部后视镜通常安装在车辆侧面上，增大了阻碍或风阻7-9％，由此等量地减小了车辆的汽油经济性。为了解决此问题，三个微小的数码照相机安装在“a”梁的两个外表面上，并且第三个安装在车辆后部的水平的翻车保护杆上。

14)三个小LCD显示器并排安装在驾驶员前部的仪表板上。侧面的照相机示出车辆侧壁的一部分，为驾驶员提供靠近或穿过的物体的位置的瞬时方位(图12)。此概念已经被命名为rearama O。

15)在以前的专利中，我们描述了外框架，这些杆可以以更昂贵的方式进行覆盖或抛光，以减小阻碍或用于美化。

16)在上部翻车保护杆的中点处，设置附属的拧入钢眼，用于将车库中轻型的车辆起吊到快艇或卡车上，或用于修理。

17)上部翻车保护杆的最高点可以在前后表面上具有一串LED′s或灯泡。在前表面上的这些LED′s或灯泡是黄色的，并且在后表面上的那些是红色的。当驾驶员施加制动时，这些二极管将发光变得更加亮。这是一个安全特征，用于提醒在车辆前后的其它驾驶员该车辆已经施加制动并通知其它驾驶员减速或停止。在该车辆前方的车辆的驾驶员将从其后视镜中观察到黄灯。

18)一种简化的更加经济的版本“run-a-round”、X-O SKELTON^TM，钢的翻车保护杆露出并且产生两个行李箱，前后将是很大的储存空间，带有配合该空间以最大化它们的储存容量和实用性的模制可移除的箱子。后部的容器足够大以保持软的敞篷车顶。储存装置中的每个可以具有形状合适的箱子或适合每个空间的多个箱子。

19)发动机可以放置在车辆的前、中或后部。发动机可以是气体、柴油机、电动等。

20)头顶上的常备顶储存空间被设计成最小化阻碍，并可以容易地安装并附装在“a”和“b”梁翻车保护杆上，并可以用作顶。

21)随着两个后部座位移除，可以产生小的运货卡车、高尔夫车等。

22)通过延伸底盘，可以产生5、7或9或更多座位的出租车或小型公共汽车。(图3)

23)整个车辆的组装可以利用机器组件来完成。单个底盘片放置在焊接夹具中以将片保持在合适的位置。接下来，可以进行自动焊接。

24)当车辆在水陆两用模式中使用时，浮力装置可以安装在壁或翻车保护杆中。

25)在另一个实施例中，使用电动机并且车辆的顶由太阳能面板组成以驱动发动机并为蓄电池充电。

26)在本发明的另一个实施例中，前轮延伸穿过车辆的侧面作为侧缓冲器和前缓冲器。

附图说明

图1示出根据本发明的车辆的一个实施例，包括在突出的轮胎上的冲击点；

图2描述车辆的转向机构；

图3描述根据本发明的车辆，包括上部翻车保护杆和底盘可以延伸的点；

图4描述根据本发明一个实施例的车辆中的座位位置；

图5是根据本发明的后部组件的前视图；

图6是后轮的侧视图，包括叶轮工作的方式；

图7是后轮组件和两个后轮之间引导水向后朝向喷嘴的导流板的侧视图；

图8描述水陆两用车辆的实施例；

图9描述水陆两用推进系统；

图10描述为了修理漏气的前轮胎，充气的后轮转到漏气的前轮位置的情景；

图11描述上部翻车保护杆上的信号LED′s；

图12描述安装在驾驶员前面的三个屏幕，示出来自后部照相机的车辆后部的全景视图；并且

图13描述根据本发明一个实施例的车辆的储存区域。

具体实施方式

图1描述根据本发明的车辆。如图所示，车辆的轮胎延伸超过车身的外周。具体地，前轮3延伸超过车辆2的前部。在本发明的一个实施例中，前轮3还延伸超过底盘6的侧面。后轮4也从车辆后部突出以提供后冲击点。轮胎提供了冲击点1和5。突出的轮胎有效地提供了用于车辆的前后缓冲器。在优选的实施例中，车辆利用前轮和后轮两者来转向。可替换地，转向是可选择的，例如前轮、后轮或两组车轮可以用于转向。转向可以利用液压、机械连接或其结合来完成。

在一个实施例中，车辆具有包括安全栅架和底盘的框架，用于界定运输乘客和发电装置的隔间。该框架包括至少两个大致椭圆形的翻车保护杆和底盘，或者可替换地，多个多边形的翻车保护杆组件和底盘。在一个实施例中，翻车保护杆利用网格状的结构来构造，由此增大了翻车保护杆的强度。水平布置的翻车保护杆中的一个在底盘的边界处一体地结合到底盘。至少一个附加的翻车保护杆布置在水平的翻车保护杆的内侧并相对于所述底盘倾斜。水平的翻车保护杆在每个交点处连接至倾斜的翻车保护杆。前轮3和后轮4露出并延伸超过椭圆形翻车保护杆的外周以形成缓冲器。

在优选的实施例中，为了减少阻碍，大约90％的空气在车辆顶部以上通过。其余的空气流经车辆以下或车辆侧面以下。在优选的实施例中，部分空气用于冷却电动机、散热器、制动转子等等。

通过旋转后部组件7来驾驶车辆。车辆还可以使用前转向。但是，车辆在水陆两用模式中使用后转向或喷气推进。带有前转向的后转向提供了比传统的前转向车辆小的转弯半径。

图3是根据本发明一个实施例的车辆的描述。如图所示，框架包括翻车保护杆8。在优选的实施例中，框架具有适于容纳三个座位的长度，如下所述。

如图3所示，框架和翻车保护杆可延伸以容纳附加的座位。在不增加附加车轮的情况下，底盘可以延伸至容纳五个或更多座位。延伸的底盘可以用作出租车、公共汽车等。因为框架优选地由不锈钢或等同物构造，所以其足够坚固以被延伸。

在一个实施例中，框架包括至少两个大致呈D形的翻车保护杆和底盘。一个水平布置的翻车保护杆在其外周处一体地结合到所述底盘，并且第二翻车保护杆定位在所述水平的翻车保护杆的内侧并相对于所述底盘倾斜。水平的翻车保护杆在每个交点处连接至倾斜的翻车保护杆，形成围绕隔间的外框架。轮胎延伸超过外框架的外周。这产生了带有附加保护的刚性、一体结构的非可压缩的使用者隔间。

在另一个实施例中，框架利用图3所示的网格状结构来形成。在此实施例中，形成框架和翻车保护杆以产生使用者隔间。轮胎突出超过车辆的周界以作为提供附加保护的缓冲器。

图4是根据本发明一个实施例的车辆的俯视图。示出根据本发明一个实施例的座位位置。驾驶员坐在中间框架的位置9中，并且乘客坐在后部的座位10中。附加的座位加在座位10之后。所公开的车辆在右手驾驶和左手驾驶的国家中都可以驾驶而不需要修改，因为驾驶员坐在车辆的大致中部。在一个实施例中，在前轮之间存在储存区域。此外，如图所示，轮胎超过框架的周界。

在一个实施例中，车辆被设计用于双重用途，用于水陆两用。当用在海洋环境中时车辆需要双重推进和转向系统。该系统被描述为“水电喷射驾驶及驱动”(Hydro Jet Steering and Drive)。

如图5所示，后轮优选地是由短轴分开的两个车轮。每个轮毂都具有突出的轮辐12。当车辆在水陆两用条件下运转时这些轮辐用作浆轮。在两个车轮之间是导流板13，其引导两个车轮之间的水并将其向后引导。如图6中更加详细地观察，叶轮14以方向15铲水并推动水。突出的轮辐平均地引导水朝向叶轮14。车轮的构造产生了竖直的推进力以推进水中的车辆。

如图7所示，导流板13引导水。在一个实施例中，喷嘴17进一步引导水。喷嘴17固定到后轮组件，使得其与组件一起移动。换言之，控制后轮的方向盘也控制喷嘴。可替换地，喷嘴与车轮组件分离但是也由方向盘控制。喷嘴增大了水的推力以推动车辆。

如图8所示，在水路两用推进系统的另一个实施例中，代替短轴上的产生水喷射的两个浆轮，设置常见的宽后轮或双轮4，并且使用两个喷水口30和31，每个在车辆的一个后部舷中。当在水中时喷水口提供推进力。诸如那些典型地用在水艇上的喷水口将允许更快的推进力。

该两套喷水发动机还允许通过减小一个喷水口的速度以将车辆转至一侧或另一侧来旋转船。在一个实施例中，如用在摩托艇中的两个节流阀安装在驾驶员前部的仪表板上以控制喷水口。在可选实施例中，方向盘中的传感器控制喷水口使得转动方向盘引起至喷水口的较高或较低的输出。可替换地，舵被用于转向车辆。

如图8和9所示，双涡轮或叶轮式潜水驱动单元35从车辆下侧33吸入水并经由排放通道32排泄已经被加压的材料。进水口33在正常的操作中优选地保持关闭以减少阻碍，仅在水陆两用模式中打开。液压或电动机提供用于涡轮的能量源。在优选的实施例中，动力传动系统包括适合于从驱动轮传输动力至水推进装置的变速箱或变速器。加压的液体被迫回到其来源，其与压力相对并以相反的方向移动车辆。

车辆的转向系统耦合到比例阀(液压)或变阻器(电的)，其控制安装到车辆后部下侧的各个发动机的速度并通过减小施加至车辆一侧的速度和压力同时增大施加至相反侧的速度和压力来实现转向。在另一个实施例中，使用机械的系统。机械的系统增大或减小入口缝隙。流体速度增大和流体速度相反减小的影响使得车辆转弯同时使得向前移动。当以相反方向运行时，发动机可以反向并且转向可以以正好相同的方式实现。

车辆的独特特征示出在图10中。如果后胎中的一个漏气，则车辆依靠剩下的轮胎前进而不会有性能上的明显损失。如果前胎3、18中的一个漏气，则用漏气的前胎更换充气的后胎中的一个。车辆可以继续前进直到修理了漏气的胎。因为在车辆后部存在互相靠近的两个轮胎，所以一个轮胎可以是漏气的而车辆依赖于剩下的轮胎前进。可替换地，漏气的轮胎可以储存在车辆的存储区域28、29的一个中，或安装在顶30上。

图11是车辆的后视图。在一个实施例中，在翻车保护杆上存在LEDs、灯泡、光纤或其它照明装置20。在其它实施例中，照明装置在车辆的另一个向后面对的部分上。在一个实施例中，在车辆前部存在配套的照明装置。优选地，前侧照明装置是黄色的而后侧照明装置是红色的。当驾驶员压下制动踏板时，前后照明装置都变得更加亮。照明装置的照明提醒附近的驾驶员紧急停止。前照明装置还提醒人行横道上的行人等车辆正在制动。

如图11所示，吊钩27设置在翻车保护杆上。吊钩可以用于将车辆起吊到卡车或船上用于运输或将车辆起吊以在车间继续工作。吊钩还可以用在气动起吊应用中以将车辆装载到飞机或大的直升机上。附加地，降落伞可以安装到吊钩27。车辆的重量足够轻以通过降落伞落下并且足够坚固以通过降落伞经受跌落。

车辆具有至少一个后部安装的照相机。照相机可以是CCD照相机、数字或模拟照相机等。优选地，在车辆每侧上存在至少两个照相机，并且在车辆后部上的一个提供了车辆后部的180度视野。两侧的照相机可以具有宽角度透镜以进一步消除盲点。

如图12所示，三个屏幕24、25和26安装在驾驶员前部，从照相机21和22提供了后部的全景。照相机21安装在车辆侧面上。第三照相机22安装在车辆后部的中间。优选地，屏幕26较大并专用于显示来自照相机22的视图。屏幕24和25示出车辆的侧面以辅助驾驶员确定其它车辆、行人的位置等。屏幕可以是一个或多个屏幕。屏幕可以是LED显示器、LCD显示器、等离子屏幕、CRT显示器、触摸屏、前导显示器(heads-updisplay)等。在一个实施例中，一个屏幕从后部显示切换到GPS显示，而剩余的两个屏幕显示车辆后部的全景。此外，一个屏幕可以切换成显示天气控制、无线电控制等。优选地，用于附加显示的屏幕是屏幕26。

图13示出车辆可能的存储位置。在一个实施例中，车辆优选地具有前、后和顶行李箱。前行李箱28、后行李箱29和顶行李箱30每个都具有配合行李箱的形状以最大化储存的行李。行李可以仅是各个行李箱的一部分。例如，对顶行李箱存在三份合适的行李，每个是行李箱的三分之一。这些较小的行李比一个较大的行李更易于操作。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是应当理解在所描述的发明概念的精神和范围内可以进行大量的改变。由此，本发明并不限于所公开的实施例，而是具有以下的权利要求的语言所允许的整个范围。

本申请要求2005年3月16日提交的美国临时申请No.60/661,919的优先权，其整体通过引用包含在这里。

Claims (17)

1.一种机动运输工具，包括：

具有内周和外周的可延伸框架；

安装到所述可延伸框架的所述内周的底盘；

布置在所述运输工具的前后中心线上的驾驶员座位；

安装到所述可延伸框架的一对前轮，所述前轮延伸超过所述框架的所述外周；以及

后轮组件，所述后轮组件是至少一个车轮，所述后轮组件延伸超过所述框架的所述外周。

2.如权利要求1所述的机动运输工具，还包括：

多个乘客座位，所述乘客座位布置在所述驾驶员座位后面，并且每个所述乘客座位从所述运输工具的所述前后中心线偏移。

3.如权利要求2所述的机动运输工具，其中所述车轮是充气轮胎并在前或后端碰撞中用作主动的碰撞减震器。

4.如权利要求1所述的机动运输工具，其中所述后轮组件还包括间隔短距离的两个单独的车轮。

5.如权利要求1所述的机动运输工具，其中所述后轮组件还包括：

由短轴分离的两个车轮，每个车轮安装在轮毂上，每个所述轮毂具有突出的轮辐，其中

当所述机动运输工作在水陆两用条件下运转时所述轮辐用作浆轮。

6.如权利要求5所述的机动运输工具，其中所述后轮组件还包括：位于所述两个后轮之间以引导水的的至少一个导流板。

7.如权利要求6所述的机动运输工具，其中所述后轮组件还包括：

锥形喷嘴，以在后部引导水，驱动所述机动运输工具。

8.如权利要求3所述的机动运输工具，还包括：

安装在所述车辆后部上的多个数码照相机，所述多个数码照相机中的至少一个安装在水平的翻车保护杆上；以及

安装在所述驾驶员座位前部仪表板上的多个显示器，所述显示器显示来自所述多个数码照相机的至少一个视图。

9.如权利要求8所述的机动运输工具，其中至少一个数码照相机和显示器输出所述机动运输工具侧壁的部分，给出靠近或经过的物体的位置的瞬时方位。

10.如权利要求9所述的机动运输工具，其中所述多个显示器中的至少一个适合于在来自所述数码照相机的视图和GPS显示之间切换。

11.如权利要求3所述的机动运输工具，还包括：

用于提升所述机动运输工具的附属钢眼，所述钢眼安装在所述机动运输工具的上部中。

12.如权利要求3所述的机动运输工具，还包括：

在前后表面上的一串照明装置，在所述前表面上的所述照明装置是黄色的，并且在所述后表面上的所述照明装置是红色的，其中

所述照明装置通过制动所述机动运输工具来起动。

13.如权利要求3所述机动运输工具，还包括：

电动机；和

安装在所述机动运输工具的顶上以供应电能并为蓄电池充电的太阳能面板。

14.一种更换具有双后胎的车辆上的漏气轮胎的方法，包括：

去除充气的后胎中的一个；

去除所述漏气轮胎并用所述被去除的充气的后胎替换所述漏气轮胎。

15.如权利要求14所述的更换瘪胎的方法，还包括：

在所述被去除充气后胎的位置中安装所述漏气轮胎。

16.一种机动运输工具，包括：

具有内周和外周的可延伸框架；

安装到所述可延伸框架的所述内周的底盘；

布置在所述运输工具的前后中心线上的驾驶员座位；

安装到所述可延伸框架的一对前轮，所述前轮延伸超过所述框架的所述外周；

后轮组件，所述后轮组件是间隔开很短距离的两个单独的车轮，所述后轮组件延伸超过所述框架的所述外周；以及

两个喷水口，其中每个在一个后部舷面板中，用于水陆两用推进。

17.如权利要求16所述的机动运输工具，还包括：

方向盘，其适合于通过控制至少一个车轮在陆地上转向所述机动运输工具，并且还适合于通过控制所述喷水口的输出在水中转向所述机动运输工具。

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