KR20230078808A - 전기 스케이트보드용 서스펜션 시스템 - Google Patents

Abstract

자체 추진식 1륜 차량은 차량이 주행 표면에서 장애물 및 범프를 만날 때 중앙 휠 어셈블리의 차축에 대한 보드의 위아래 움직임을 감쇠시키도록 구성된 서스펜션 시스템을 포함할 수 있다. 예시적인 서스펜션 시스템은 충격 흡수기, 로커, 푸시로드, 벨 크랭크 및/또는 차축을 보드에 연결하는 스윙암을 포함한다. 서스펜션 시스템은 차량의 풋 데크 아래에 완전히 배치될 수 있다.

Description

전기 스케이트보드용 서스펜션 시스템

상호 참조

다음 출원 및 자료는 모든 목적을 위해 전체 내용이 본 문서에 포함된다: 미국 특허 9,101,817; 미국 특허 9,452,345; 미국 특허 9,598,141; 및 2020년 10월 6일에 제출된 미국 가출원 63/088,192.

본 개시는 고르지 않은 지형의 특정 효과로부터 차량 프레임을 격리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 개시된 실시예는 1륜 차량용 서스펜션 시스템에 관한 것이다.

본 개시는 자체 추진 1륜 차량용 서스펜션 시스템에 관한 시스템, 장치 및 방법을 제공한다.

일부 실시예에서, 자체 균형 전기 차량은, 회전축을 갖는 휠; 보드가 휠에 대해 기울일 수 있도록 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드- 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성됨-; 휠을 구동하도록 구성된 전기 허브 모터; 보드의 배향을 나타내는 배향 정보(orientation information)를 수신하고, 배향 정보에 기초하여 허브 모터가 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및 서스펜션 시스템- 보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성되도록 휠의 차축을 보드의 프레임에 결합하는 스윙암; 및 충격 흡수기가 차축에 대한 보드의 상하 움직임을 감쇠시키도록 구성되도록 보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각각의 벨 크랭크에 의해 각 단부에서 스윙암에 결합된 충격 흡수기;를 포함함-;을 포함하며, 충격 흡수기 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치된다.

일부 실시예에서, 자체 균형 전기 자량은, 프레임, 프레임의 제1 단부에 배치되는 제1 데크 부분 및 프레임의 제2 단부에 배치되는 제2 데크 부분을 포함하는 보드- 제1 및 제2 데크 부분은 보드의 이동 방향에 일반적으로 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성됨-; 차축 상에서 회전 가능한 정확히 하나의 휠을 포함하는 휠 어셈블리- 상기 휠은 상기 제1 및 제2 데크 부분 사이에 배치되고 위와 아래로 연장된다-; 차량을 추진하기 위해 차축을 중심으로 휠을 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리; 적어도 하나의 센서에 의해 측정된 보드 배향 정보를 수신하고 모터 어셈블리가 보드 배향 정보에 기초하여 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및 보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성되도록 휠 어셈블리를 보드에 결합하는 서스펜션 시스템;을 포함하고, 서스펜션 시스템은, 보드에 결합되는 지지점(fulcrum)을 중심으로 피벗 가능한 스윙암- 스윙암은 차축에 결합된 적어도 하나의 레그를 포함함-; 제2 벨 크랭크로부터 보드의 폭을 가로질러 배치된 제1 벨 크랭크- 각각의 벨 크랭크는 (a) 각각의 고정 피벗 조인트에서 보드에, (b) 제1 이동 피벗 조인트에서 충격 흡수기에, 및 (c) 제2 이동 피벗 조인트에서 각각의 푸시 로드에 결합되어, 각각의 벨 크랭크가 각각의 푸시 로드에 의해 스윙암에 연결되고 충격 흡수기가 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향됨-;을 포함하며, 상기 스윙암은 상기 푸시 로드를 기준으로 상기 지지점의 반대측에서 차축에 결합되어 1종 레버를 형성한다.

일부 실시예에서, 자체 균형 전기 차량은, 회전축을 중심으로 허브 모터에 의해 구동되는 휠; 보드가 휠에 대해 기울일 수 있도록 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드- 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 보드의 이동 방향에 일반적으로 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성됨-; 허브 모터가 보드 배향 정보에 기초하여 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및 서스펜션 시스템- 보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 휠의 차축을 보드의 프레임에 결합하는 스윙암; 및 충격 흡수기가 차축에 대한 보드의 상하 움직임을 감쇠시키도록 구성되도록 보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각각의 벨 크랭크에 의해 각 단부에서 스윙암에 결합된 충격 흡수기;를 포함함-;을 포함하며, 충격 흡수기 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치됨-;을 포함한다.

특징, 기능 및 장점은 본 개시의 다양한 실시예에서 독립적으로 달성되거나 다른 실시예에서 결합될 수 있으며, 이에 대한 배향한 내용은 다음의 설명 및 도면을 참조하여 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 양태에 따른 1륜 차량의 등각도다.
도 2는 제1 예시적인 서스펜션 시스템을 갖는 도 1의 1륜 차량의 등각도다.
도 2는 도 2의 서스펜션 시스템의 등각도다.
도 3은 도 2의 서스펜션 시스템의 또 다른 등각도다.
도 5는 도 2의 서스펜션 시스템의 또 다른 등각도다.
도 6은 도 2의 서스펜션 시스템의 측면도다.
도 7은 도 2의 서스펜션 시스템의 평면도다.
도 8은 본 발명의 양태에 따른 1륜 차량의 등각도다.
도 9는 제2 예시적인 서스펜션 시스템을 갖는 도 8의 1륜 차량의 등각도다.
도 10은 도 9의 서스펜션 시스템의 등각도다.
도 11은 도 9의 서스펜션 시스템의 또 다른 등각도다.
도 12는 도 9의 서스펜션 시스템의 측면도다.
도 13은 도 9의 서스펜션 시스템의 평면도다.
도 14는 본 발명의 양태에 따라 차량에 사용하기에 적합한 예시적인 전기 제어 시스템을 도시하는 개략도다.

관련 방법뿐만 아니라 1륜 차량용 스윙암 서스펜션 시스템의 다양한 양태 및 예가 아래에 설명되고 관련 도면에 예시되어 있다. 달리 명시되지 않는 한, 스윙암 서스펜션 시스템 및/또는 그 다양한 구성 요소가 있는 1륜 차량은 본 명세서에 기재, 예시 및/또는 포함된 구조, 구성 요소, 기능 및/또는 변형 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 또한, 구체적으로 배제되지 않는 한, 본 교시와 관련하여 본 명세서에 기재, 예시 및/또는 포함된 공정 단계, 구조, 구성 요소, 기능 및/또는 변형은 개시된 실시예들 사이에서 상호 교환 가능한 것을 포함하여 다른 유사한 장치 및 방법에 포함될 수 있다. 다양한 예에 대한 다음의 설명은 본질적으로 단지 예시일 뿐이며 본 개시, 그 출원 또는 사용을 제한하려는 의도가 결코 아니다. 추가로, 아래에 설명된 예 및 실시예에 의해 제공되는 이점은 본질적으로 예시적인 것이며 모든 예 및 실시예가 동일한 이점 또는 동일한 정도의 이점을 제공하는 것은 아니다.

이 상세한 설명은 다음 섹션을 포함하며, 바로 아래에 있다: (1) 정의; (2) 개요; (3) 예시, 구성 요소 및 대안; (4) 장점, 기능 및 이점; 및 (5) 결론. 예시, 구성 요소 및 대안 섹션은 하위 섹션으로 더 나뉘며, 각 하위 섹션에는 그에 따라 레이블이 지정되어 있다.

정의

달리 명시되지 않는 한 다음 정의가 여기에 적용된다.

"포함하는", "포함하는" 및 "갖는"(및 이들의 활용형)은 포함하되 반드시 이에 제한되지 않는 의미로 상호 교환적으로 사용되며 추가의 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하려는 의도가 아닌 개방형 용어이다.

"제1", "제2" 및 "제3"과 같은 용어는 그룹 등의 다양한 부재들을 구별하거나 식별하는 데 사용되며 일련 또는 숫자 제한을 나타내려는 의도가 아니다.

"일명"은 "또한 알려진"을 의미하며 주어진 요소 또는 요소들에 대한 대체 또는 대응하는 용어를 나타내는 데 사용될 수 있다.

"연장" 또는 "연장된"은 폭이 균일할 필요는 없지만 자체 폭보다 긴 길이를 갖는 물체 또는 개구를 지칭한다. 예를 들어, 연장 슬롯은 타원형 또는 경기장 모양일 수 있으며, 연장 촛대는 테이퍼 직경보다 더 큰 높이를 가질 수 있다. 부정적인 예로서, 원형 개구는 연장 개구로 간주되지 않는다.

"선내", "선외", "전방" 및 "후방"(및 이와 유사한)이라는 용어는 여기에 설명된 시스템이 장착되거나 그렇지 않으면 부착될 수 있는 스케이트보드와 같은 호스트 차량의 맥락에서 이해되도록 의도된다. 예를 들어, "선외"는 차량의 중심선에서 횡방향으로 더 먼 상대 위치 또는 차량 중심선에서 멀어지는 방향을 나타낼 수 있다. 반대로 "선내"는 중심선을 향하는 방향 또는 중심선에 더 가까운 상대 위치를 나타낼 수 있다. 유사하게, "전방"은 차량의 전방 부분을 향하는 것을 의미하고 "후방"은 차량의 후방을 향하는 것을 의미한다. 호스트 차량이 없는 경우, 차량이 있는 것처럼 동일한 방향 용어를 사용할 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 볼 때에도, 구성 요소는 해당 가장자리가 호스트 차량의 전방 부분 방향을 향하도록 설치된다는 사실에 기초하여, 구성 요소는 "전방" 가장자리를 가질 수 있다.

"결합됨"은 중간 구성 요소를 통해 직접 또는 간접적으로 영구적으로 또는 해제 가능하게 연결됨을 의미한다.

"탄력적"은 탄력적으로 변형되고 언로드 시 원래 모양이나 위치로 돌아가 정상 작동 하중(예: 압축 시)에 응답하도록 구성된 재료 또는 구조를 나타낸다.

"강성"은 정상적인 작동 조건에서 뻣뻣하거나 변형되지 않거나 실질적으로 유연성이 부족하도록 구성된 재료 또는 구조를 나타낸다.

"탄성"은 늘어나거나 확장된 후 이전 모양을 자발적으로 복원하도록 구성된 재료 또는 구조를 나타낸다.

"위", "아래", "수직", "수평" 등과 같은 방향 용어는 문제의 특정 대상의 맥락에서 이해되어야 한다. 예를 들어 객체는 정의된 X, Y 및 Z축을 중심으로 배향될 수 있다. 이러한 예에서, XY 평면은 수평을 정의하며, 위쪽은 양의 Z 방향으로 정의되고 아래쪽은 음의 Z 방향으로 정의된다.

"컨트롤러" 또는 "전자 컨트롤러"는 제어 요소에 대한 제어 기능을 수행하기 위한 명령어로 프로그래밍된 프로세싱 로직을 포함한다. 예를 들어, 전자 컨트롤러는 입력 신호를 수신하고, 입력 신호를 선택된 제어 값 또는 설정 값과 비교하고, 제어 요소(예를 들어, 모터 또는 액추에이터)에 대한 출력 신호를 결정하여 비교에 기반하여 교정 조치를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 전자 컨트롤러는 호스트 장치(예: 데스크탑 컴퓨터, 메인프레임 등)와 주변 장치(예: 메모리 장치, 입/출력 장치 등) 사이를 인터페이스하여 주변 장치와의 입출력 신호를 제어 및/또는 모니터링하도록 구성될 수 있다.

방법의 맥락에서, "제공하는"은 제공된 대상 또는 재료가 다른 단계를 수행할 수 있는 상태 및 구성에 있도록, 수신, 획득, 구매, 제조, 생성, 처리, 전처리 등을 포함할 수 있다.

본 개시에서, 하나 이상의 간행물, 특허 및/또는 특허 출원이 참조로 포함될 수 있다. 그러나 그러한 자료는 포함된 자료와 여기에 명시된 설명 및 도면 사이에 충돌이 없는 범위 내에서만 포함된다. 용어의 충돌을 포함하여 그러한 충돌이 발생하는 경우 본 개시 내용이 우선한다.

개요

일반적으로, 본 교시에 따른 서스펜션 시스템은 1륜 전기 차량과 함께 이용되도록 구성된다. 본 개시의 1륜 전기 차량은 비-서스펜션 측면에서 미국 특허 9,101,817('817 특허)에 기재된 전기 차량과 실질적으로 유사한 자체 안정화 스케이트보드이다. 따라서, 본 개시의 1륜 차량은 주행면을 형성하는 보드와 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분(통칭하여 풋 데크)을 지지하는 프레임을 포함한다. 각각의 데크 부분은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성된다.

본 개시의 1륜 차량은 제1 데크 부분과 제2 데크 부분 사이에 배치되고 그 위로 연장되는 회전 가능한 지면 접촉 요소(예를 들어, 타이어, 휠 또는 연속 트랙)를 갖는 휠 어셈블리를 포함한다. 휠 어셈블리는 차량을 추진하기 위해 지면 접촉 요소를 회전시키도록 구성된 허브 모터를 더 포함한다.

'817 특허에서 설명한 바와 같이, 1륜 차량은 보드의 배향 정보를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서와, 센서에 의해 측정된 배향 정보를 수신하고 허브 모터가 배향 정보를 기반으로 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러를 포함한다.

프레임은 데크 부분을 견고하게 지지하고 휠 어셈블리의 차축에 결합되도록 구성된 임의의 적합한 구조를 포함할 수 있어, 탑승자의 중량이 휠 어셈블리 차축에 지지점이 있는 기울일 수 있는 보드 상에 지지될 수 있도록 한다. 프레임은 데크 부분이 장착되는 하나 이상의 프레임 부재를 포함한다. 프레임은 예를 들어 충전 포트, 엔드 범퍼, 조명 어셈블리, 배터리 및 전기 시스템, 전자 장치, 컨트롤러 등과 같은 차량의 하나 이상의 추가 요소 및 기능을 지원할 수 있다.

데크 부분들은 미끄럼 방지 표면과 같은 탑승자의 발을 지지하도록 구성되는 임의의 적합한 구조뿐만 아니라 탑승자 감지 시스템과 같은 차량 제어 기능을 포함할 수 있다. 적합한 탑승자 감지 시스템을 포함하는 예시적인 데크 부분들은 '817 특허뿐만 아니라 미국 특허 9,352,245에 기재되어 있다.

허브 모터의 샤프트는 서스펜션 시스템에 의해 프레임에 결합된다. 서스펜션 시스템은 댐퍼 또는 충격 흡수기(예: 가스 스프링)에 의해 감쇠되는 스윙암을 갖는 스윙암형 서스펜션이다.

위에서 언급한 바와 같이, 허브 모터는 보드에 대한 배향 정보를 수신하도록 구성된 모터 컨트롤러에 의해 제어된다. 여기에 설명된 전기 제어 시스템(예를 들어, 모터 컨트롤러)의 양태는 컴퓨터 방법, 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 제어 시스템의 양태는 프로세싱 로직을 포함할 수 있고 전체 하드웨어 실시예, 전체 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함) 또는 모두 본 명세서에서 일반적으로 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로 지칭될 수 있는 소프트웨어와 하드웨어를 결합한 실시예의 형태를 취할 수 있다. 또한, 본 제어 시스템의 양태는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드/명령이 구현된 컴퓨터 판독 가능 매체(또는 미디어)에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.

임의의 조합의 컴퓨터 판독 가능 매체가 사용될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 및/또는 반도체 시스템, 기구 또는 장치 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 보다 구체적인 예는 다음을 포함할 수 있다: 하나 이상의 와이어를 갖는 전기적 연결, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 삭제 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유, 휴대용 컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 장치, 자기 저장 장치 및/또는 이들의 적절한 조합 등. 본 개시 내용과 관련하여, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 명령 실행 시스템, 기구 또는 장치에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 적합한 비일시적 유형 매체를 포함할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 예를 들어 기저대역에서 또는 반송파의 일부로서 내부에 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드가 구현된 전파 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파 신호는 전자기, 광학 및/또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태 중 임의의 것을 취할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 아니며 명령 실행 시스템, 기구, 또는 장치에 의해 또는 이와 연결하여 사용하기 위한 프로그램을 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 프로그램 코드는 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등 및/또는 이들의 적합한 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적절한 매체를 사용하여 전송될 수 있다.

본 제어 시스템의 양태에 대한 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 Java, C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 프로그래밍 언어 중 하나 또는 임의의 조합으로 작성될 수 있다. 모바일 앱은 Objective-C, Swift, C#, HTML5 등은 물론 앞서 언급한 언어를 포함하여 적합한 언어를 사용하여 개발할 수 있다. 프로그램 코드는 전체적으로 사용자 컴퓨터에서, 부분적으로 사용자 컴퓨터에서, 독립 실행형 소프트웨어 패키지로, 부분적으로 사용자 컴퓨터에서 및 부분적으로 원격 컴퓨터에서, 또는 전체적으로 원격 컴퓨터나 서버에서 실행될 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 네트워크(LAN) 또는 광역 네트워크(WAN)를 포함한 모든 유형의 네트워크를 통해 사용자의 컴퓨터에 연결될 수 있고/있거나 연결은 외부 컴퓨터에 연결될 수 있다(예: 인터넷 서비스 공급자를 사용하여 인터넷을 통해).

본 제어 시스템의 양태는 방법, 장치, 시스템 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품의 순서도 예시 및/또는 블록도를 참조하여 아래에서 설명된다. 순서도 및/또는 블록도의 각 블록 및/또는 블록의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령이 순서도 및/또는 블록도 블록(들)에 지정된 기능/행위를 구현하기 위한 수단을 생성한다. 일부 예에서, 기계 판독 가능 명령은 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA)와 같은 프로그램 가능 논리 장치에 프로그램될 수 있다.

이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치 및/또는 다른 장치가 특정 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되어, 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령이 순서도 및/또는 블록도 블록(들)에 지정된 기능/행위를 구현하는 명령을 포함하는 제조품을 생성할 수 있다.

컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능 데이터 처리 장치 및/또는 다른 장치에 로드되어 일련의 작동 단계가 장치에서 수행되어 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하게 할 수 있으며 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능 장치에서 실행되는 명령은 순서도 및/또는 블록도 블록(들)에 지정된 기능/행위를 구현하기 위한 프로세스를 제공한다.

도면의 모든 순서도 및/또는 블록도는 본 제어 시스템의 양태에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및/또는 작동을 설명하기 위한 것이다. 이와 관련하여 각 블록은 지정된 논리적 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 일부 구현에서, 블록에 언급된 기능은 도면에 언급된 순서를 벗어나 발생할 수 있다. 예를 들어, 연속으로 표시된 두 개의 블록은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나 관련된 기능에 따라 블록이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 각 블록 및/또는 블록의 조합은 지정된 기능이나 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템(또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 명령의 조합)에 의해 구현될 수 있다. 아래에 배향히 설명되어 있다.

예, 구성 요소 및 대안

다음 섹션에서는 관련 시스템 및/또는 방법뿐만 아니라 1륜 차량용 예시적인 서스펜션 시스템의 선택된 양태를 설명한다. 이들 섹션의 예는 예시를 위한 것이며 본 발명의 전체 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 각 섹션에는 하나 이상의 고유한 발명 및/또는 문맥 또는 관련 정보, 기능 및/또는 구조가 포함될 수 있다.

A. 제1 예시적인 서스펜션 시스템을 갖는 1륜 차량

도 1 내지 도 7을 참조하여, 이 섹션은 전술한 서스펜션 시스템의 일례인 서스펜션 시스템(150)을 갖는 1륜 차량(100)을 설명한다.

차량(100)은 사이에 개구(120)를 형성하는 제1 데크 부분(106) 및 제2 데크 부분(108)을 지지하는 프레임(104)을 갖는 보드(일명 차량의 기울일 수 있는 부분, 플랫폼, 풋 데크)를 포함하는 1륜 자체 안정화 스케이트보드이다. 보드(102)는 일반적으로 평면을 정의할 수 있다. 각각의 데크 부분(106, 108)(예를 들어, 풋 패드 포함)은 일반적으로 보드의 이동 방향에 대해 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하고 지지하도록 구성된다.

차량(100)은 또한 휠 어셈블리(122)를 포함한다. 휠 어셈블리(122)는 제1 및 제2 데크 부분(106, 108) 사이에 배치되고 그 위로 연장되는 회전 가능한 지면 접촉 요소(124)(예를 들어, 타이어, 휠 또는 연속 트랙) 및 차량을 추진하기 위해 지면 접촉 요소(124)를 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리(126)를 포함한다. 도 1 및 다른 곳에 도시된 바와 같이, 차량(100)은 제1 데크 부분과 제2 데크 부분 사이에 배치된 정확히 하나의 지면 접촉 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 차량(100)은 복수의(예를 들어, 동축) 지면 접촉 요소를 포함할 수 있다.

휠 어셈블리(122)는 제1 및 제2 데크 부분(106, 108) 사이에 배치된다. 지면 접촉 요소(124)는 모터 어셈블리(126)에 결합된다. 모터 어셈블리(126)의 차축(128)(일명 샤프트)은 서스펜션 시스템(150)을 통해 보드(102)에 결합된다. 모터 어셈블리(126)는 차량(100)을 추진하기 위해 차축(128) 주위에서 (또는 차축을 중심으로) 지면 접촉 요소(124)를 회전시키도록 구성된다. 예를 들어, 모터 어셈블리(126)는 지면을 따라 차량(100)을 추진하기 위한 차축(128)을 중심으로 지면 접촉 요소(124)를 회전시키도록 구성된 허브 모터와 같은 전기 모터를 포함할 수 있다. 편의상, 지면 접촉 요소(124)는 이하에서 타이어 또는 휠로 지칭되지만, 다른 적합한 실시예가 제공될 수 있다.

제1 및 제2 데크 부분(106, 108)은 보드(102)가 스케이트보드에 근접하도록 치수가 정해진 휠 어셈블리(122)의 반대편에 위치된다. 다른 실시예에서, 보드는 롱보드 스케이트보드, 스노우보드, 서핑보드에 근접할 수 있거나, 그렇지 않으면 바람직한 치수일 수 있다. 일부 예에서, 보드(102)의 데크 부분(106, 108)은 탑승자 제어를 돕기 위해 미끄럼 방지 재료(예를 들어, 그립 테이프 또는 다른 텍스처 재료)로 적어도 부분적으로 덮여 있다.

프레임(104)은, 탑승자의 무게가 기울일 수 있는 보드(102)에서 지지될 수 있도록, 데크 부분을 견고하게 지지하고 서스펜션 시스템을 통해 휠 어셈블리의 차축에 결합되도록 구성된 임의의 적합한 구조를 포함할 수 있다. 프레임(104)은 일반적으로 휠 어셈블리 차축의 지지점을 구비한다. 프레임(104)은 데크 부분(106, 108)이 장착되고 충전 포트(132) 및 파워 스위치(134)와 같은 차량의 추가 요소 및 특징을 추가로 지지할 수 있는 하나 이상의 프레임 부재(130)를 포함한다. 추가적으로, 단부 범퍼, 조명 어셈블리 및 기타 물리적 또는 전기적 시스템은 프레임 부재(들)(130)에 의해 지지될 수 있다.

차량(100)은 전기 제어 시스템(136)을 포함한다. 전기 제어 시스템(136)은 도 14와 관련하여 아래에서 설명되는 전기 제어 시스템(300)의 예이다. 전기 제어 시스템(136)의 양태는 제1 및/또는 제2 데크 부분(106, 108)에 통합될 수 있다. 전기 제어 시스템은 아래 섹션 C에서 배향히 설명한다.

휠(124)은 발뒤꿈치-발가락 방향으로 충분히 넓어 탑승자가 차량으로부터의 자동화된 도움 없이 수동으로, 즉 자신의 체중을 이동시킴으로써 발뒤꿈치-발가락 방향으로 균형을 잡을 수 있도록 구성된다. 지면 접촉 부재(124)는 튜브가 없거나 내부 튜브와 함께 사용될 수 있다. 일부 예에서, 지면 접촉 부재(124)는 비공압 타이어이다. 예를 들어, 지면 접촉 부재(124)는 "에어리스(airless)", 고체일 수 있고 및/또는 발포체를 포함할 수 있다. 지면 접촉 부재(124)는 탑승자가 차량(100)의 코너링을 용이하게 하기 위해 발뒤꿈치 및/또는 발가락 압력을 통해 지면 접촉 부재의 가장자리 위로 차량(100)을 기울일 수 있도록 하는 프로파일을 가질 수 있다.

모터 어셈블리(126)는 지면 접촉 부분(124) 내에 장착된 허브 모터와 같은 지면 접촉 부재(124)의 임의의 적합한 드라이버를 포함할 수 있다. 허브 모터는 내부 기어식일 수 있거나 직접 구동식일 수 있다. 허브 모터를 사용하면 체인과 벨트를 쉽게 제거할 수 있으며 기동성, 중량 분배 및 미관을 크게 개선하는 폼 팩터가 가능하다. 지면 접촉 부분(124)을 모터 어셈블리(126)에 장착하는 것은 모터 어셈블리(126)에 볼트로 고정될 수 있는 스플릿 림 설계(예를 들어, 허브 어댑터 사용)에 의해, 허브 모터의 하우징에 직접 타이어 비드용 장착 플랜지를 제공하도록 허브 모터의 하우징을 주조하거나 달리 제공함으로써, 또는 기타 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모터 어셈블리(126) 및 지면 접촉 부재(124)는 서스펜션 시스템(150)에 의해 프레임(104)에 결합된다.

서스펜션 시스템(150)은 전술한 바와 같이 스윙암(152) 및 충격 흡수기(154)를 포함한다. 스윙암(152)은 한 쌍의 견고하고 이격된 암(156, 158)을 갖는 유연하지 않은 실질적으로 U자형 구조이다. 암(156, 158)은 횡방향의 피벗팅 크로스 부재(159)(연결 부재로도 지칭됨)로부터 스트래들 모터 어셈블리(126)와 지면 접촉 부재(124)까지 종방향으로 연장된다.

보다 구체적으로, 암(156, 158)의 각각의 원위 단부는 차축(128)의 대향 단부에 결합된다. 암(156, 158)은 스윙 암과 차축이 함께 회전하도록(즉, 스윙 암이 차축에 대해 회전하지 않도록) 차축(128)에 고정된다. 도 2 및 다른 곳에 도시된 바와 같이, 암(156, 158)의 단부 부분은 각각 한 쌍의 이격된 차축 장착 부재(160, 162)를 사용하여 차축(128)의 각 단부에 부착된다. 도 2에 도시된 예에서, 차축 장착 부재(160, 162)는 제거 가능한 패스너이다. 차축의 각 단부에 있는 2개의 장착 부재를 사용하면 예를 들어 주행 중에 차축으로부터 장착 부재가 나사 해제되거나 풀릴 위험 없이 보드를 기울이거나 회전할 수 있다. 추가적으로, 2개의 장착 부재는 스윙암이 차축에 대해 피벗하거나 달리 회전할 수 없도록 스윙암을 차축에 견고하게 연결한다.

암(156, 158)의 근위 단부에서 스윙암(152)은 지지 부재(164)에 의해 크로스 부재(159)에서 차량(100)에 피벗 가능하게 부착된다. 지지 부재(164)는 보드(102)의 프레임 부재(130)에 부착(예를 들어, 볼트로 고정)되며, 크로스 부재(159)의 단부 부분을 피벗 가능하게 유지하도록 구성된다. 일부 예에서, 지지 부재는 프레임 부재(130)와 일체형이다(예를 들어, 프레임 부재와 지지 부재는 단일 피스로 형성된다).

따라서, 스윙암(152)은 보드(102) 및 프레임(104)에 대해 지지 부재(164)를 중심으로 피벗 가능하다. 이러한 피벗 가능 배열은 보드에 대해 모터 어셈블리(126)(따라서 휠 어셈블리(122))의 스윙, 일반적으로 수직 이동을 용이하게 한다. 다시 말해, 휠은 연장 암(156, 158)에 의해 정의된 반경에 대응하는 원호를 통해 보드에 대해 위아래로 이동할 수 있다(즉, 원호형 운동, 또한 원호형 수직이라고도 함). 원호형 운동은 도 6에서 점선 곡선(167)으로 도시되어 있다.

그러나, 이러한 바퀴의 움직임은 일반적으로 차량이 도로의 범프나 고르지 않은 지형에서 주행할 때와 같이 필요에 따라 바람직하다. 또한, 탑승자 제어 및 편안함을 위해 동작을 제어하거나 감쇠시켜야 한다. 따라서, 서스펜션 시스템(150)은 탑승자가 탑승할 때를 포함하여 원하는 주행 구성(예를 들어, 보드 높이 및 차축에 대한 방향)을 향해 스윙 암과 보드를 편향시키도록 구성된 충격 흡수기(154)(예를 들어, 가스 스프링)를 포함한다. 충격 흡수기(154)는 제1 단부(163)에서 스윙암(152)에 피벗 가능하게 결합되고 제2 단부(165)에서 로커(166)에 피벗 가능하게 결합된다. 충격 흡수기(154)는 임의의 적합한 댐핑 장치를 포함할 수 있다. 이 예에서, 충격 흡수기(154)는 공기 충격 흡수기를 포함한다. 충격의 감쇠 특성은 조정 가능하거나 선택 가능할 수 있다. 일부 예에서, 충격에는 잠금 기능이 포함될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 단부(163)에서 충격 흡수기(154)의 피벗식 연결부와 지지 부재(164)에서 스윙암(152)의 피벗식 연결부는 크로스 부재(159)를 통해 공통 회전축을 공유한다.

스윙암(152)은 크로스 부재(159) 아래의 연장 암(156)의 근위 단부로부터 일반적으로 아래쪽으로 연장되는 수직 연장부(168)(도 5 및 도 6 참조)를 포함한다. 푸시로드(170)는 제1 단부에서 스윙암(152)의 수직 연장부(168)에 피벗 가능하게 부착되고 제2 단부에서 로커(166)에 피벗 가능하게 부착된다. 로커(166)는 지지 부재(172)에서 적어도 프레임 부재(130)에 피벗 가능하게 부착된다.

작동 중에, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 부재(164)에 대한 휠 어셈블리(122)의 상향 원호형 운동은 수직 연장부(168)의 대응하는 회전을 야기한다. 이 회전은 푸시로드(170)를 일반적으로 휠 어셈블리(122) 쪽으로 당기며, 이에 따라 지지 부재(172)를 중심으로 로커(166)의 회전을 야기한다. 따라서, 로커(166)의 회전은 도 7에서 점선(171)으로 도시된 바와 같이 충격 흡수기(154)에서 압축을 야기한다.

도 1 및 도 2로 돌아가서, 휠 어셈블리(126)의 원호형 운동은 프레임 부재(130)에 대한 암(156, 158)의 회전에 대응한다. 따라서, 범퍼(174, 176)는 프레임 부재(130)의 상부 립 상에 배치되며, 각각의 범퍼는 암(156, 158) 중 하나에 대응한다. 탑승자가 주행하는 동안 충분히 큰 범프를 경험하는 경우에, 휠 어셈블리(122)는 전술한 바와 같이 보드(102)에 대해 일반적으로 위쪽으로 이동하여, 이에 따라 암(156, 158)이 범퍼(174, 176)와 접촉하거나 맞닿게 하여 이에 의해 구속되게 한다. 이러한 구성은 암(156, 158)이 프레임 부재(130)에 직접 부딪히는 것을 방지한다. 범퍼(174, 176)는 고무 또는 다른 엘라스토머와 같은 임의의 적합한 충격 흡수 재료를 포함할 수 있다.

B. 제2 예시적인 서스펜션 시스템을 갖는 1륜 차량

도 8 내지 도 13을 참조하여, 이 섹션은 상술한 서스펜션 시스템의 일례인 서스펜션 시스템(250)을 갖는 1륜 차량(200)을 설명한다.

차량(200)은 사이에 개구(220)(일명 구멍)를 형성하는 제1 데크 부분(206) 및 제2 데크 부분(208)을 지지하는 프레임(204)을 갖는 보드(202)(일명 차량의 기울일 수 있는 부분, 플랫폼, 풋 데크)를 포함하는 1륜 자체 안정화 스케이트보드이다. 보드(202)는 일반적으로 평면을 정의할 수 있다. 각 데크 부분(206, 208)(예를 들어, 풋 패드 포함)은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼쪽 또는 오른쪽 발을 수용하고 지지하도록 구성된다.

차량(200)은 또한 휠 어셈블리(222)를 포함한다. 휠 어셈블리(222)는 제1 데크 부분(206)과 제2 데크 부분(208) 사이에 배치되고 그 위로 연장되는 회전 가능한 지면 접촉 요소(224)(예를 들어, 타이어, 휠 또는 연속 트랙) 및 차량을 추진하기 위해 지면 접촉 요소(124)를 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리(226)를 포함한다. 도 8 및 다른 곳에 도시된 바와 같이, 차량(200)은 제1 데크 부분과 제2 데크 부분 사이에 배치된 정확히 하나의 지면 접촉 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 차량(200)은 복수의(예를 들어, 동축) 지면 접촉 요소를 포함할 수 있다.

휠 어셈블리(222)는 제1 및 제2 데크 부분(206, 208) 사이에 배치된다. 지면 접촉 요소(224)는 모터 어셈블리(226)에 결합된다. 모터 어셈블리(226)의 차축(228)(일명 샤프트)은 서스펜션 시스템(250)을 통해 보드(202)에 결합된다. 모터 어셈블리(226)는 차량(200)을 추진하기 위해 차축(228) 주위에서 (또는 차축을 중심으로) 지면 접촉 요소(224)를 회전시키도록 구성된다. 예를 들어, 모터 어셈블리(226)는 지면을 따라 차량(200)을 추진하기 위한 차축(228)을 중심으로 지면 접촉 요소(224)를 회전시키도록 구성된 허브 모터와 같은 전기 모터를 포함할 수 있다. 편의를 위해, 지면 접촉 요소(224)는 이하에서 타이어 또는 휠로 지칭되지만, 다른 적합한 실시예가 제공될 수 있다.

제1 및 제2 데크 부분(206, 208)은 보드(202)가 스케이트보드에 근접하도록 치수가 정해진 휠 어셈블리(222)의 반대편에 위치된다. 다른 실시예에서, 보드는 롱보드 스케이트보드, 스노우보드, 서핑보드에 근접할 수 있거나, 그렇지 않으면 바람직한 치수일 수 있다. 일부 예에서, 보드(202)의 데크 부분(206, 208)은 탑승자 제어를 돕기 위해 미끄럼 방지 재료(예를 들어, 그립 테이프 또는 다른 텍스처 재료)로 적어도 부분적으로 덮여 있다.

프레임(204)은, 탑승자의 무게가 기울일 수 있는 보드(202)에서 지지될 수 있도록, 데크 부분을 견고하게 지지하고 서스펜션 시스템을 통해 휠 어셈블리의 차축에 결합되도록 구성된 임의의 적합한 구조를 포함할 수 있다. 프레임(104)은 일반적으로 휠 어셈블리 차축의 지지점을 구비한다. 프레임(204)은 데크 부분(206, 208)이 장착되고 충전 포트(232) 및 파워 스위치(234)와 같은 차량의 추가 요소 및 특징을 추가로 지지할 수 있는 하나 이상의 프레임 부재(230)를 포함한다. 추가적으로, 단부 범퍼, 조명 어셈블리 및 기타 물리적 또는 전기적 시스템은 프레임 부재(들)(230)에 의해 지지될 수 있다.

차량(200)은 전기 제어 시스템(236)을 포함한다. 전기 제어 시스템(236)은 도 14와 관련하여 아래에서 설명되는 전기 제어 시스템(300)의 예이다. 전기 제어 시스템(236)의 양태는 제1 및/또는 제2 데크 부분(206, 208)에 통합될 수 있다. 전기 제어 시스템은 아래 섹션 C에서 배향히 설명한다.

지면 접촉 부재(224)는 발뒤꿈치-발가락 방향으로 충분히 넓어 탑승자가 차량으로부터의 자동화된 도움 없이 수동으로, 즉 자신의 체중을 이동시킴으로써 발뒤꿈치-발가락 방향으로 균형을 잡을 수 있도록 구성된다. 지면 접촉 부재(224)는 튜브가 없거나 내부 튜브와 함께 사용될 수 있다. 일부 예에서, 지면 접촉 부재(224)는 비공압식 타이어이다. 예를 들어, 지면 접촉 부재(224)는 "에어리스(airless)", 고체일 수 있고 및/또는 발포체를 포함할 수 있다. 지면 접촉 부재(224)는 탑승자가 차량(200)의 코너링을 용이하게 하기 위해 발뒤꿈치 및/또는 발가락 압력을 통해 지면 접촉 부재의 가장자리 위로 차량(200)을 기울일 수 있도록 하는 프로파일을 가질 수 있다.

모터 어셈블리(226)는 지면 접촉 부분(224) 내에 장착된 허브 모터와 같은 지면 접촉 부재(224)의 임의의 적합한 드라이버를 포함할 수 있다. 허브 모터는 내부 기어식일 수 있거나 직접 구동식일 수 있다. 허브 모터를 사용하면 체인과 벨트를 쉽게 제거할 수 있으며 기동성, 중량 분배 및 미관을 크게 개선하는 폼 팩터가 가능하다. 지면 접촉 부분(224)을 모터 어셈블리(226)에 장착하는 것은 모터 어셈블리(226)에 볼트로 고정될 수 있는 스플릿-림 설계(예를 들어, 허브 어댑터 사용)에 의해, 허브 모터의 하우징에 직접 타이어 비드용 장착 플랜지를 제공하도록 허브 모터의 하우징을 주조하거나 달리 제공함으로써, 또는 기타 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 모터 어셈블리(226) 및 지면 접촉 부재(224)는 서스펜션 시스템(250)에 의해 프레임(204)에 결합된다. 서스펜션 시스템(250)은 스윙암(252) 및 스윙암의 운동을 감쇠시키도록 구성된 횡방향으로 장착된 충격 흡수기(254)를 포함한다. 스윙암(252) 은 한 쌍의 단단하고 이격된 암(256, 258)을 갖는 실질적으로 U자형 구조이다. 암(256, 258)은 횡방향의 피벗팅 크로스 부재(259)(연결 부재로도 지칭됨)로부터 스트래들 모터 어셈블리(226)와 지면 접촉 부재(224)까지 종방향으로 연장된다.

보다 구체적으로, 암(256, 258)의 각각의 원위 단부는 차축(228)의 대향 단부에 결합된다. 암(256, 258)은 스윙 암과 차축이 함께 회전하도록 차축(228)에 고정된다(즉, 스윙 암이 차축에 대해 회전하지 않는다). 도 9에 도시된 바와 같이, 암(256, 258)의 단부 부분은 각각 한 쌍의 차축 장착 부재(260, 262)를 사용하여 차축(228)의 각 단부에 부착된다. 현재 예에서, 차축 장착 부재(260, 262)는 제거 가능한 패스너이다. 2개의 장착 부재를 사용하면 예를 들어 주행 중에 차축에서 장착 부재가 나사 해제되거나 풀릴 위험 없이 보드를 기울이거나 회전할 수 있다. 추가적으로, 2개의 장착 부재는 스윙암이 차축에 대해 피벗하거나 달리 회전할 수 없도록 스윙암을 차축에 견고하게 연결한다.

암(258)의 근위 단부에서 스윙암(252)은 지지점(273)(도 10, 11 참조)에서 차량(200)에 피벗 가능하게 결합된다. 지지점(273)은 보드(202)의 프레임 부재(230)에 결합된 적합한 회전 패스너(예를 들어, 베어링이 있는 볼트 등)에 의해 형성되고, 스윙암(252)을 피벗 가능하게 유지하도록 구성된다.

따라서, 스윙암(252)은 지지점(273)을 중심으로 보드(202) 및 프레임(204)에 대해 한쪽 단부에서 피벗 가능하다. 이 피벗 가능 배열은 보드에 대해 모터 어셈블리(226)(따라서 휠 어셈블리(222))의 스윙, 일반적으로 수직 이동을 용이하게 한다. 다시 말해, 휠은 연장 암(256, 258)에 의해 정의된 반경에 대응하는 원호를 통해 보드에 대해 위아래로 이동할 수 있다(즉, 원호형 운동, 원호형 수직이라고도 함). 원호형 운동은 도 12에서 점선 곡선(267)으로 도시되어 있다.

그러나, 이러한 바퀴의 움직임은 일반적으로 차량이 도로의 범프나 고르지 않은 지형에서 주행할 때와 같이 필요에 따라 바람직하다. 또한 탑승자 제어 및 편안함을 위해 동작을 제어하거나 감쇠시켜야 한다. 따라서, 서스펜션 시스템(250)은 탑승자가 탑승한 때를 포함하여 원하는 주행 구성(예를 들어, 보드 높이 및 차축에 대한 배향)을 향해 스윙암과 보드를 편향시키도록 구성된 충격 흡수기(254)(예를 들어, 가스 스프링)를 포함한다. 충격 흡수기(254)는 임의의 적합한 댐핑 장치를 포함할 수 있다. 이 예에서, 충격 흡수기(254)는 공기 충격 흡수기를 포함한다. 충격의 감쇠 특성은 조정 가능하거나 선택 가능할 수 있다. 일부 예에서 충격에는 잠금 기능이 포함될 수 있다.

충격 흡수기(254)는 제1 피벗 조인트(268)(일명 이동 피벗 조인트)에서 제1 벨 크랭크(266)에 피벗 가능하게 부착된다. 충격 흡수기(254)는 제2 피벗 조인트(272)에서 제2 벨 크랭크(270)에 제2 단부에서 피벗 가능하게 부착된다. 벨 크랭크(266, 270) 각각은 고정된 피벗 조인트를 형성하는 피벗 가능한 지지 부재(274, 276)를 포함한다. 지지 부재는 보드(202) 아래의 지지 구조에 부착되도록 구성된다. 지지 부재(274, 276)는 보드(202)의 폭을 가로질러 서로 대향하는 회전 가능하게 고정된 위치에서 벨 크랭크를 피벗 가능하게 유지한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 충격 흡수기(254) 및 벨 크랭크(266, 270)는 보드(202)의 평면 아래 위치에 배치된다. 즉, 충격 흡수기(254) 및 벨 크랭크(266, 270)의 전체가 데크 부분(206) 아래에 배치되며, 풋 데크 위로 연장되지 않는다.

제1 푸시로드(278)는 제1 벨 크랭크(266)의 제3 피벗 조인트(280)(이동 피벗 조인트)를 피벗팅 로드 부재(275)에서 크로스 부재(259)에 결합한다. 유사하게, 제2 푸시로드(282)는 제2 벨 크랭크(270)의 제4 피벗 조인트(284)(이동 피벗 조인트)를 피벗팅 로드 부재(277)에서 크로스 부재(259)에 결합한다. 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 푸시로드(278, 282)는 피벗팅 하중 부재(275, 277)에서 각각의 슬롯의 크로스 부재(259)에 결합된다. 다시 말해, 푸시로드는 크로스 부재(259) 내로 적어도 부분적으로 리세스된다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 푸시로드(278, 282)는 로드 부재(275, 277)에서 크로스 부재(259)에 대해 제1 회전 방향으로 피벗 가능하고 피벗 조인트(280, 284)에서 벨 크랭크에 대해 제2 직교 회전 방향으로 피벗 가능하다. 다시 말해, 푸시로드(278, 282)는 2 자유도를 가지며 스윙암(252)의 일반적인 수직 운동을 지지 부재(274, 276)에 대한 벨 크랭크(266, 270)의 일반적인 수평 회전으로 변환하도록 구성된다.

도 11 및 도 12에서, 스윙암(252)은 차축(228)과의 연결부에서 인가된 힘 및 하중 부재(275, 277)에 있는 하중으로 지지점(273)을 중심으로 회전하는 레버를 형성한다. 지지점의 상대적 수평 위치가 일반적으로 인가된 힘 및 하중 사이에 있기 때문에, 스윙암(252)은 1종 레버를 형성한다. 이 구성은 유리하게 긍정적인 기계적 이점을 제공한다. 추가적으로, 이 구성은 하중(즉, 하중 부재(275, 277))이 1종 레버 구성에서 더 큰 이동 거리를 갖기 때문에(2종 레버 구성과 반대로) 서스펜션 시스템의 충격 흡수 특성을 더 많이 제어할 수 있게 한다. 즉, 1종 레버 구성을 통해 서스펜션 시스템이 다른 구성보다 더 큰 압축 가능 거리를 가질 수 있다.

작동 시, 모터 어셈블리(226)(따라서 휠 어셈블리(222))의 상향 운동은 스윙암(252)의 원위 단부에 힘을 가하여, 지지점(273)을 중심으로 회전을 일으킨다. 이 회전은 에너지를 하중 부재(275, 277)에 전달하여 모터 어셈블리(226)로부터 일반적으로 멀어지는 방향으로 푸시로드(278, 282)가 길이 방향으로 밀리게 한다. 그 결과, 푸시로드는 벨 크랭크(266, 270)가 지지 부재(274, 276) 주위에서 일반적으로 안쪽으로 회전하게 하고, 도 13에 점선(271)으로 도시된 바와 같이 충격 흡수기(254)를 압축한다.

C. 전기 제어 시스템

도 14는 차량(100, 200)의 다양한 예시적인 전기 구성 요소를 포함하는 위에서 간략히 설명된 전기 제어 시스템(136 및 236)의 일례인 전기 제어 시스템(300)의 블록도를 도시한다. 전기 구성 요소는 파워 서플라이 관리 시스템(302), 직류 대 직류(DC/DC) 컨버터(304), 브러시리스 직류(BLDC) 드라이브 로직(306), 파워 스테이지(308), 하나 이상의 2축 가속도계(310), 하나 이상의 홀 센서(312), 및/또는 모터 온도 센서(314)를 포함할 수 있다. DC/DC 컨버터(304), BLDC 드라이브 로직(306) 및 파워 스테이지(308)는 모터 컨트롤러(316)에 포함 및/또는 연결될 수 있다. 가속도계(들)(310)는 하나 이상의 배향 또는 위에서 언급한 기울기 센서(318)에 포함될 수 있다.

전기 차량의 능동적 균형(또는 자체 안정화)은 피드백 제어 루프 또는 메커니즘을 사용하여 달성할 수 있다. 피드백 제어 메커니즘은 모터 컨트롤러(316)에 전기적으로 결합 및/또는 포함될 수 있는 센서(320)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 피드백 제어 메커니즘은 하나 이상의 자이로(322) 및 하나 이상의 가속도계(예를 들어, 가속도계(들)(310))를 사용하는 PID(Proportional-Integral-Derivative) 제어 방식을 포함한다. 자이로(322)는 피치 축(지점 축이라고도 함)을 중심으로 보드의 피벗을 측정하도록 구성될 수 있다. 자이로(322) 및 가속도계(310)는 피치, 롤 및/또는 요 축에 대한 풋 데크의 배향과 같은 보드의 기울기 각도를 추정(또는 측정 또는 감지)하도록 집합적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 자이로(322) 및 가속도계(310)는 피치, 롤 및/또는 요 축에 대한 피벗을 포함하여 프레임의 기울기 각도를 추정하기에 충분한 배향 정보를 감지하도록 집합적으로 구성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 보드의 배향 정보는 자이로(322) 및 가속도계(310)에 의해 측정(또는 감지)될 수 있다. 자이로(322) 및 가속도계(310)로부터의 각각의 측정(또는 감지 신호)은, 조향 입력으로 인한 범프, 도로 질감 및 교란의 영향을 필터링하면서, 보드의 기울기 각도를 추정하기 위해 보완 또는 칼만 필터를 사용하여(예: 피치, 롤 및/또는 요에 대한 보드의 피벗, 피치 각도에 해당하는 피치 축에 대한 피벗, 롤 또는 발뒤꿈치-발가락 각도에 해당하는 롤 축에 대한 피벗, 및 좌우 요 각도에 해당하는 요 축에 대한 피벗) 결합될 수 있다. 예를 들어, 자이로(322) 및 가속도계(310)는 마이크로컨트롤러(324)에 연결될 수 있으며, 마이크로컨트롤러는 피치, 롤 및/또는 요 축을 중심으로 및 이를 따라 보드의 이동을 상응하게 측정하도록 구성될 수 있다.

대안적으로, 전자 차량은, 피치 축에 대한 보드의 피벗을 측정하도록 구성된 1축 자이로, 중력 벡터를 측정하도록 구성된 1축 가속도계 및/또는 폐쇄 루프 전달 함수와 같은 다른 적합한 피드백 제어 루프와 같이, 차량을 자체 안정화하도록 구성된 임의의 적합한 센서 및 피드백 제어 루프를 포함할 수 있다. 가속도계와 자이로 축을 추가하면, 보드가 옆으로 넘어졌는지 또는 탑승자가 회전하는지를 감지하는 것과 같이, 성능과 기능이 향상될 수 있다.

피드백 제어 루프는 지면에 대한 보드의 각도를 줄이기 위해 모터를 구동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 탑승자가 보드를 아래쪽으로 기울여서 제1 데크 부분이 제2 데크 부분보다 '낮은' 경우(예: 탑승자가 보드를 제1 회전 방향으로 피벗한 경우), 피드백 루프가 모터를 구동하여 피치 축을 중심으로 타이어의 회전을 제1 회전 방향으로 야기할 수 있으며, 이에 따라, 보드에 제2 반대 회전 방향으로 힘을 가하게 한다.

따라서, 전기 차량의 움직임은 선택된(예를 들어, "앞") 발을 향해 자신의 체중을 기울이는 탑승자에 의해 달성될 수 있다. 유사하게, 감속은 탑승자가 다른(예를 들어, "뒤" 발) 쪽으로 기울이는 탑승자에 의해 달성될 수 있다. 회생 제동을 사용하여 차량 속도를 늦출 수 있다. 선택된 발 쪽으로 기울기를 유지하는 탑승자에 의해 어느 방향으로든 지속적인 작동이 달성될 수 있다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 마이크로컨트롤러(324)는 보드의 배향 및 움직임에 관한 정보를 통신할 수 있는 브러시리스 DC(BLDC) 드라이브 로직(306)에 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. BLDC 드라이브 로직(306)은 신호를 해석하고 그에 따라 모터를 구동하기 위해 파워 스테이지(308)와 통신할 수 있다. 홀 센서(312)는 모터 회전자의 실질적으로 순간적인 회전 속도에 관한 피드백을 제공하기 위해 BLDC 드라이브 로직에 신호를 보낼 수 있다. 모터 온도 센서(314)는 모터의 온도를 측정하고 이 측정된 온도를 로직(306)으로 전송하도록 구성될 수 있다. 로직(306)은 모터가 과열되는 것을 방지하기 위해 모터의 측정된 온도에 기초하여 모터에 공급되는 전력량을 제한할 수 있다.

전기 차량의 성능과 안전성을 향상시키기 위해 PID 루프 또는 다른 적절한 피드백 제어 루프에 대한 특정 수정이 통합될 수 있다. 예를 들어, 최대 적분기 값을 제한하여 적분 와인드업을 방지할 수 있고, 피치 오차 각도(예: 보드의 측정 또는 추정 피치 각도)에 지수 함수를 적용할 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 일부 실시예는 신경망 제어, 퍼지 제어, 유전자 알고리즘 제어, 선형 2차 조정기 제어, 상태 의존 리카티 방정식 제어, 및/또는 다른 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 모터 위치에 대한 피드백을 제공하기 위해 절대 또는 상대 인코더가 통합될 수 있다.

회전하는 동안, 피치 각도는 발뒤꿈치-발가락 각도(예: 롤 축에 대한 보드의 피벗)에 의해 조절될 수 있으며, 이는 성능을 향상시키고 보드의 전면 내부 가장자리가 지면에 닿는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 피드백 루프는 보드가 롤 및/또는 요 축을 중심으로 회전하는 경우 타이어의 회전 속도를 증가, 감소 또는 변조하도록 구성될 수 있다. 타이어의 회전 속도의 이러한 변조는 보드의 일부와 탑승자 사이에 증가된 수직력을 발휘할 수 있으며, 눈을 통해 스노우보드를 또는 물을 통해 서핑보드를 카빙(carving)하는 느낌과 유사하게, 회전할 때 탑승자에게 "카빙" 감각을 제공할 수 있다.

탑승자가 보드에 자신을 적절하게 위치시키면, 제어 루프는 탑승자가 보드를 사전 결정된 배향으로 이동할 때까지 활성화되지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 피드백 제어 루프에 알고리즘이 통합되어, 탑승자가 자신의 무게를 사용하여 보드를 대략 수평 배향(예: 0도 피치 각도)으로 가져올 때까지 제어 루프가 활성화되지 않도록 한다(예를 들어, 모터를 구동하지 않음). 이 사전 결정된 배향이 감지되면, 피드백 제어 루프는 전기 차량의 균형을 잡고 전기 차량의 정지 모드(또는 구성, 상태 또는 배향)에서 이동 모드(또는 구성, 상태 또는 방향)로의 전환을 용이하게 하기 위해 사용 가능(또는 활성화)될 수 있다.

계속해서 도 14를 참조하면, 다양한 전기 구성 요소는 파워 서플라이(326)를 관리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 파워 서플라이 관리 시스템(302)은 파워 서플라이(326)의 배터리가 과충전, 방전 및/또는 단락되는 것으로부터 보호하도록 구성된다. 시스템(302)은 배터리 상태를 모니터링할 수 있고, 파워 서플라이(326)의 충전 상태를 모니터링할 수 있으며, 및/또는 차량의 안전성을 높일 수 있다. 파워 서플라이 관리 시스템(302)은 차량의 충전 플러그와 파워 서플라이(326) 사이에 연결될 수 있다. 탑승자(또는 다른 사용자)는 충전기를 플러그에 결합하고 시스템(302)을 통해 파워 서플라이(326)를 재충전할 수 있다.

작동 중에, 파워 스위치(328)는 (예를 들어, 탑승자에 의해) 활성화될 수 있다. 스위치(328)의 활성화는 전원 켜짐 신호를 컨버터(304)로 보낼 수 있다. 전원 켜짐 신호에 응답하여 컨버터(304)는 직류를 파워 서플라이(326)에 의해 제공된 제1 전압 레벨에서 하나 이상의 다른 전압 레벨로 변환할 수 있다. 다른 전압 레벨은 제1 전압 레벨과 다를 수 있다. 컨버터(304)는 하나 이상의 전기 연결을 통해 다른 전기 구성 요소에 연결되어 이들 전기 구성 요소에 적절한 전압을 제공할 수 있다.

컨버터(304)(또는 다른 적합한 회로)는 전원 켜짐 신호를 마이크로컨트롤러(324)로 전송할 수 있다. 전원 켜짐 신호에 응답하여 마이크로컨트롤러는 센서(320) 및 탑승자 감지 장치(330)를 초기화할 수 있다.

전기 차량은 파워 스위치(328) 및/또는 탑승자 감지 장치(330)와 같은 하나 이상의 안전 메커니즘을 포함하여 피드백 제어 루프에 연결되기 전에 탑승자가 보드에 있는지 확인할 수 있다. 일부 실시예에서, 탑승자 감지 장치(330)는 탑승자의 발이 풋 데크에 배치되는지 여부를 결정하고, 탑승자의 발이 풋 데크에 배치된 것으로 결정될 때 모터가 활성 상태에 들어가도록 하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.

탑승자 감지 장치(330)는 탑승자가 전기 차량에 있는지 여부를 결정하기 위한 임의의 적합한 메커니즘, 구조 또는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치(330)는 하나 이상의 기계적 버튼, 하나 이상의 정전용량 센서, 하나 이상의 유도 센서, 하나 이상의 광 스위치, 하나 이상의 힘 저항 센서 및/또는 하나 이상의 스트레인 게이지를 포함할 수 있다. 탑승자 감지 장치(330)는 제1 데크 부분과 제2 데크 부분 중 하나 또는 둘 다에 또는 아래에 위치할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 기계적 버튼 또는 다른 장치는 탑승자가 보드에 있는지 여부를 감지하기 위해 직접(예를 들어, 데크 부분에 있는 경우) 또는 간접적으로(예를 들어, 데크 부분 아래에 있는 경우) 눌러질 수 있다.

일부 예에서, 하나 이상의 정전용량 센서 및/또는 하나 이상의 유도 센서는 데크 부분 중 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 또는 그 근처에 위치할 수 있고, 커패시턴스 또는 인덕턴스의 변화를 통해 탑승자가 보드에 있는지 여부를 상응하게 감지할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 광 스위치는 데크 부분 중 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 또는 그 근처에 위치될 수 있다. 하나 이상의 광 스위치는 광 신호에 기초하여 탑승자가 보드에 있는지 여부를 감지할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 스트레인 게이지는 탑승자가 보드 위에 있는지 여부를 감지하기 위해 탑승자의 발에 의해 부여된 보드 또는 차축 플렉스를 측정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 탑승자 감지 장치(330)는 휴대용 "데드맨" 스위치를 포함할 수 있다.

장치(330)가 탑승자가 전기 차량에 적절하게 위치함을 감지하면, 장치(330)는 탑승자 존재 신호를 마이크로컨트롤러(324)에 전송할 수 있다. 탑승자 존재 신호는 모터가 활성 상태에 들어가게 하는 신호일 수 있다. 탑승자 존재 신호(및/또는 예를 들어 보드가 수평 배향으로 이동됨)에 응답하여 마이크로컨트롤러(324)는 모터를 구동하기 위해 피드백 제어 루프를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 탑승자 존재 신호에 응답하여 마이크로컨트롤러(324)는 파워 스테이지(308)를 통해 모터에 전력을 공급하기 위해 보드 배향 정보(또는 측정 데이터)를 센서(320)로부터 로직(306)으로 보낼 수 있다.

일부 실시예에서, 디바이스(338)가 탑승자가 전기 차량에 더이상 적절하게 위치하지 않거나 존재하지 않는다는 것을 감지하면, 디바이스(338)는 탑승자 부재 신호를 마이크로컨트롤러(324)에 전송할 수 있다. 탑승자 부재 신호에 응답하여 차량의 회로(예를 들어, 마이크로컨트롤러(324), 로직(306) 및/또는 파워 스테이지(308))는 차량을 정지시키기 위해 고정자에 대한 회전자의 회전 속도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전자의 전기 코일은 회전자의 회전 속도를 줄이기 위해 선택적으로 동력을 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 탑승자 부재 신호에 응답하여, 회로는 상대적으로 강한 및/또는 실질적으로 연속적으로 일정한 전압으로 전기 코일에 에너지를 공급하여 고정자에 대해 회전자를 잠그고 회전자가 고정자에 대해 회전하는 것을 방지하고 및/또는 회전자를 급정지하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 차량은 탑승자가 차량에 있지 않더라도(예를 들어, 일시적으로) 모터를 능동적으로 구동하도록 구성될 수 있으며, 이는 탑승자가 다양한 트릭을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 탑승자 감지 장치(330)는 미리 결정된 기간 동안 마이크로컨트롤러로 탑승자 부재 신호를 전송하는 것을 지연시키도록 구성될 수 있고, 및/또는 마이크로컨트롤러는 신호를 로직(306)으로 전송하는 것을 지연시켜 미리 결정된 시간 동안 모터에 대한 전원을 차단하도록 구성될 수 있다.

D. 예시적 조합 및 추가 예

이 섹션에서는 여기에 설명된 서스펜션 시스템의 추가 양태와 특징을 설명하며 일련의 단락으로 제한 없이 제시되며 그 중 일부 또는 전부는 명확성과 효율성을 위해 영숫자로 지정될 수 있다. 이러한 각 단락은 하나 이상의 다른 단락 및/또는 상호 참조에 나열된 모든 자료를 포함하여 본 출원의 다른 곳에서 공개된 내용과 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 아래의 단락 중 일부는 다른 단락을 명시적으로 참조하고 추가로 제한할 수 있으며, 제한 없이 일부 적합한 조합의 예를 제공한다.

A0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

프레임, 상기 프레임의 제1 단부에 배치되는 제1 데크 부분 및 상기 프레임의 제2 단부에 배치되는 제2 데크 부분을 포함하며, 상기 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성된 보드;

차축을 중심으로 회전 가능하며, 상기 제1 데크 부분과 상기 제2 데크 부분 사이에 배치되고 위와 아래로 연장되는 휠;

차량을 추진하기 위해 차축을 중심으로 휠을 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리;

상기 보드의 배향 정보를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 센서;

적어도 하나의 센서에 의해 측정된 배향 정보를 수신하고 배향 정보에 기초하여 모터 어셈블리가 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 휠의 차축을 보드에 결합하는 서스펜션 시스템;을 포함하고, 상기 서스펜션 시스템은,

지지점에서 상기 프레임에 피벗 가능하게 결합된 제1 단부 및 상기 차축에 고정된 제2 단부를 가지며, 상기 지지점으로부터 이격된 제1 이동 피벗 조인트를 포함하는 스윙암;

고정된 피벗 조인트에서 상기 보드에 결합되고 제3 이동 피벗 조인트로부터 이격된 제2 이동 피벗 조인트를 포함하는 로커;

상기 스윙암의 상기 제1 이동 피벗 조인트에 상기 로커의 상기 제2 이동 피벗 조인트를 연결하는 푸시 로드; 및

상기 로커의 상기 제2 이동 피벗 조인트 및 상기 지지점 사이에 연결된 충격 흡수기;를 포함하며,

상기 충격 흡수기는 제1 데크 부분 아래에 배치되고 차축에 대한 보드의 이동을 감쇠시키도록 구성된다.

A1. 단락 A0의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 휠 어셈블리에 결합된다.

A2. 단락 A0의 차량에 있어서, 스윙암은 크로스 부재 및 크로스 부재로부터 연장되는 적어도 하나의 레그를 포함한다.

A3. 단락 A0의 차량에 있어서, 스윙암은 U자형이다.

A4. 단락 A0의 차량에 있어서, 로커의 제2 이동 피벗 조인트는 제3 이동 피벗 조인트와 고정 피벗 조인트 사이에 배치된다.

A5. 단락 A4의 차량에 있어서, 스윙암의 제1 이동 피벗 조인트는 지지점보다 낮은 높이에 배치된다.

A6. 문단 A0의 차량에 있어서, 충격 흡수기는 가스 충격 흡수기다.

B0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

회전축을 갖는 휠;

보드가 휠에 대해 기울일 수 있도록 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성되는 보드;

휠을 구동하도록 구성된 전기 허브 모터;

보드의 배향을 나타내는 배향 정보(orientation information)를 수신하고, 배향 정보에 기초하여 허브 모터가 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

서스펜션 시스템;을 포함하고, 상기 서스펜션 시스템은,

보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성되도록 휠의 차축을 보드의 프레임에 결합하는 스윙암; 및

보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각각의 벨 크랭크에 의해 각 단부에서 스윙암에 결합된 충격 흡수기로, 충격 흡수기는 차축에 대한 보드의 상하 움직임을 감쇠시키도록 구성되는 충격 흡수기;를 포함하며,

충격 흡수기 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치된다.

B1. B0의 차량에 있어서, 벨 크랭크가 각각의 푸시 로드에 의해 스윙암에 각각 결합된다.

B2. B0 또는 B1의 차량에 있어서, 스윙암의 크로스 부재는 프레임에 피벗 가능하게 연결된다.

B3. 단락 B0 내지 B2 중 어느 하나의 차량에 있어서, 스윙암의 레그는 원위 단부에서 차축의 각각의 단부에 고정된다.

B4. B3의 차량에 있어서, 스윙암의 각 레그는 차축에 가해지는 힘과 스윙암을 충격 흡수기에 결합하는 푸시 로드에 배치되는 하중으로 1종 레버를 형성한다.

B5. B4의 차량에 있어서, 상기 스윙암의 크로스 부재는 상기 프레임에 피벗 가능하게 결합되어 상기 1종 레버의 지지점을 형성한다.

B6. 단락 B0 내지 B5 중 어느 하나의 차량에 있어서, 상기 벨 크랭크는 상기 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치된다.

B7. 단락 B0 내지 B6 중 어느 하나의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 차축에 결합된다.

B8. 단락 B0 내지 B7 중 어느 하나의 차량에 있어서, 각각의 벨 크랭크는 각각의 고정 피벗 조인트에서 보드에 결합된다.

B9. B8의 차량에 있어서, 각각의 벨 크랭크는 충격 흡수기의 각 단부에 회전 가능하게 결합된 제1 이동 피벗 조인트 및 각 푸시로드에 회전 가능하게 결합된 제2 이동 피벗 조인트를 갖고, 각 푸시로드는 해당 벨 크랭크를 스윙암에 연결한다.

C0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

프레임, 상기 프레임의 제1 단부에 배치되는 제1 데크 부분 및 상기 프레임의 제2 단부에 배치되는 제2 데크 부분을 포함하는 보드로서, 상기 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성된 보드;

차축 상에서 회전 가능한 정확히 하나의 휠을 포함하며, 상기 휠이 상기 제1 및 제2 데크 부분 사이에 배치되고 위와 아래로 연장되는 휠 어셈블리;

차량을 추진하기 위해 차축을 중심으로 휠을 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리;

적어도 하나의 센서에 의해 측정된 보드 배향 정보를 수신하고 모터 어셈블리가 보드 배향 정보에 기초하여 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

상기 휠 어셈블리를 상기 보드에 결합하는 서스펜션 시스템으로서, 보드가 상기 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성된 서스펜션 시스템;을 포함하고, 서스펜션 시스템은,

상기 보드에 결합된 지지점을 중심으로 피벗 가능한 스윙암으로서, 상기 차축에 결합된 적어도 하나의 레그를 포함하는 스윙암;

제2 벨 크랭크로부터 보드의 폭을 가로질러 배치된 제1 벨 크랭크로서, 각각의 벨 크랭크는 (a) 각각의 고정 피벗 조인트에서 보드에, (b) 제1 이동 피벗 조인트에서 충격 흡수기에, 및 (c) 제2 이동 피벗 조인트에서 각각의 푸시 로드에 결합되어, 각각의 벨 크랭크가 각각의 푸시 로드에 의해 스윙암에 연결되고 충격 흡수기가 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되는 제1 벨 크랭크;를 포함하며,

상기 스윙암은 상기 푸시로드를 기준으로 상기 지지점의 반대측에서 차축에 결합되어 1 종 레버를 형성한다.

C1. C0의 차량에 있어서, 충격 흡수기는 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치된다.

C2. C0 또는 C1의 차량에 있어서, 지지점은 프레임에 피벗 가능하게 연결된 스윙암의 크로스 부재를 포함한다.

C3. 단락 C0 내지 C2 중 어느 하나의 차량에 있어서, 스윙암의 적어도 하나의 레그는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 제1 및 제2 레그는 원위 단부에서 차축의 각각의 단부에 고정된다.

C4. 단락 C0 내지 C3 중 어느 하나의 차량에 있어서, 벨 크랭크는 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치된다.

C5. 단락 C0 내지 C4 중 어느 한 항의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 차축에 결합된다.

D0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

회전축을 중심으로 허브 모터에 의해 구동되는 휠;

보드가 휠에 대해 기울일 수 있도록 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성되는 보드;

허브 모터가 보드 배향 정보에 기초하여 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

서스펜션 시스템;을 포함하고, 서스펜션 시스템은,

보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 휠의 차축을 보드의 프레임에 결합하는 스윙암; 및

보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각 단부에서 각각의 벨 크랭크에 의해 스윙암에 결합된 충격 흡수기로, 상기 충격 흡수기는 차축에 대한 보드의 상하 이동을 감쇠시키도록 구성되는 충격 흡수기;를 포함하며,

상기 충격 흡수기 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치된다.

D1. D0의 차량에 있어서, 벨 크랭크가 각각의 푸시 로드에 의해 스윙암에 각각 결합되고, 스윙암의 크로스 부재가 프레임에 피벗 가능하게 연결되고, 스윙암의 다리가 차축의 단부에 고정된다.

D2. D1의 차량에 있어서, 스윙암은 크로스 부재에서 지지점을 갖는 1종 레버를 형성하고, 푸시 로드는 차축으로부터 지지점의 반대측에 배치된다.

D3. 단락 D0 내지 D2 중 어느 하나의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 차축에 결합된다.

E0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

프레임, 상기 프레임의 제1 단부에 배치되는 제1 데크 부분 및 상기 프레임의 제2 단부에 배치되는 제2 데크 부분을 포함하며, 상기 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성된 보드;

차축을 중심으로 회전 가능한 휠을 포함하며, 상기 휠은 상기 제1 및 제2 데크 부분 사이에 배치되고 위와 아래로 연장되는 휠 어셈블리;

차량을 추진하기 위해 차축을 중심으로 휠을 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리;

적어도 하나의 센서에 의해 측정된 상기 보드의 배향 정보를 수신하고 상기 배향 정보에 기초하여 상기 모터 어셈블리가 상기 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 휠의 차축을 보드에 결합하는 서스펜션 시스템;을 포함하고, 상기 서스펜션 시스템은,

지지점에서 상기 프레임에 피벗 가능하게 결합된 제1 단부 및 상기 차축에 고정된 제2 단부를 가지며, 상기 지지점으로부터 이격된 제1 이동 피벗 조인트를 포함하는 스윙암;

고정된 피벗 조인트에서 상기 보드에 결합되고 제3 이동 피벗 조인트로부터 이격된 제2 이동 피벗 조인트를 포함하는 로커;

상기 스윙암의 상기 제1 이동 피벗 조인트에 상기 로커의 상기 제2 이동 피벗 조인트를 연결하는 푸시 로드; 및

상기 로커의 상기 제2 이동 피벗 조인트 및 상기 지지점 사이에 연결된 충격 흡수기;를 포함하며,

충격 흡수기는 제1 데크 부분 아래에 배치되고 차축에 대한 보드의 이동을 감쇠시키도록 구성된다.

E1. 단락 E0의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 휠 어셈블리에 결합된다.

E2. E0 또는 E1의 차량에 있어서, 스윙암은 크로스 부재 및 크로스 부재로부터 연장되는 적어도 하나의 레그를 포함한다.

E3. 단락 E2의 차량에 있어서, 스윙암은 U자형이다.

E4. 단락 E0 내지 E3 중 어느 하나의 차량에 있어서, 로커의 제2 이동 피벗 조인트는 제3 이동 피벗 조인트와 고정 피벗 조인트 사이에 배치된다.

E5. 단락 E4의 차량에 있어서, 스윙암의 제1 이동 피벗 조인트는 지지점보다 낮은 높이에 배치된다.

E6. 단락 E0 내지 E5 중 어느 하나의 차량에 있어서, 충격 흡수기는 가스 충격 흡수기이다.

F0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

회전축을 갖는 휠을 포함하는 휠 어셈블리;

보드가 휠에 대해 기울일 수 있도록 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 보드의 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 휠의 회전축에 평행하게 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성되는 보드;

휠을 구동하도록 구성된 전기 허브 모터;

상기 보드의 배향을 나타내는 배향 정보를 수신하고, 상기 배향 정보에 기초하여 상기 허브 모터가 상기 보드를 추진하게 하는 모터 컨트롤러; 및

보드가 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 휠 어셈블리의 차축을 보드에 결합하는 서스펜션 시스템;을 포함하고, 상기 서스펜션 시스템은,

지지점에서 상기 프레임과 결합되는 1종 레버를 형성하는 스윙암;

고정된 피벗 조인트에서 상기 보드에 결합되고 제2 이동 피벗 조인트로부터 이격된 제1 이동 피벗 조인트를 포함하는 로커;

상기 로커의 제1이동 피벗 조인트와 상기 스윙암을 연결하는 푸시 로드; 및

지지점과 로커의 제2이동 피벗 조인트 사이에 연결되는 충격 흡수기;를 포함하며,

충격 흡수기의 전체는 제1 데크 부분 아래에 배치되고 차축에 대한 보드의 움직임을 감쇠시키도록 구성된다.

F1. 단락 F0의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 휠 어셈블리에 결합된다.

F2. 단락 F0 또는 F1의 차량에 있어서, 스윙암은 크로스 부재 및 크로스 부재로부터 연장되는 적어도 하나의 레그를 포함한다.

F3. 단락 F2의 차량에 있어서, 스윙암은 U자형이다.

F4. 단락 F0 내지 F3 중 어느 하나의 차량에 있어서, 로커의 제1 이동 피벗 조인트는 제2 이동 피벗 조인트와 고정 피벗 조인트 사이에 배치된다.

F5. 단락 F4의 차량에 있어서, 푸시 로드는 지지점보다 낮은 높이에 배치된 제3 이동 피벗 조인트에서 스윙암에 연결된다.

F6. 단락 F0 내지 F5 중 어느 하나에 있어서, 충격 흡수기는 가스 충격 흡수기이다.

G0. 자체 균형 전기 차량에 있어서,

차축을 중심으로 허브 모터에 의해 구동되는 휠을 포함하는 휠 어셈블리;

휠을 수용하기 위한 개구를 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 보드가 휠에 대해 기울어질 수 있고, 보드의 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 차축에 평행하게 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성되는 보드;

허브 모터가 보드 배향 정보에 기초하여 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및

서스펜션 시스템;을 포함하고, 서스펜션 시스템은,

지지점에서 상기 프레임에 피벗 가능하게 결합된 제1 단부 및 상기 차축에 고정된 제2 단부를 구비하여, 상기 보드가 상기 차축에 대해 상하로 이동 가능한 스윙암;

고정 피벗 조인트에서 보드에 결합된 로커;

로커와 스윙암을 연결하는 푸시 로드; 및

상기 스윙암의 움직임을 감쇠시키도록 구성된 충격 흡수기;를 포함하며,

상기 충격 흡수기 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치된다.

G1. 단락 G0의 차량에 있어서, 프레임은 서스펜션 시스템에 의해서만 휠 어셈블리에 결합된다.

G2. 단락 G0 또는 G1의 차량에 있어서, 스윙암은 크로스 부재 및 크로스 부재로부터 연장되는 적어도 하나의 레그를 포함한다.

G3. 단락 G2의 차량에 있어서, 스윙암은 U자형이다.

G4. 단락 G0 내지 G3 중 어느 하나의 차량에 있어서, 스윙암은 제1 이동 피벗 조인트를 포함하고;

상기 로커는 상기 로커의 제2 이동 피벗 조인트가 상기 제3 이동 피벗 조인트와 상기 고정 피벗 조인트 사이에 배치되도록 상기 제3 이동 피벗 조인트로부터 이격된 제2 이동 피벗 조인트를 포함하고;

푸시 로드는 로커의 제2 이동 피벗 조인트와 스윙암의 제1 이동 피벗 조인트 사이에 연결되고;

상기 충격 흡수기는 지지점과 로커의 제3 이동 피벗 사이에 연결된다.

G5. 단락 G4의 차량에 있어서, 스윙암의 제1 이동 피벗 조인트는 지지점보다 낮은 높이에 배치된다.

장점, 기능 및 이점

본 명세서에 기술된 서스펜션 시스템의 상이한 실시예 및 예는 1륜 차량용 서스펜션을 제공하기 위한 공지된 솔루션에 비해 몇 가지 이점을 제공한다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예 및 예는 충격 흡수 특성의 보다 민감한 조정을 허용한다.

또한, 여기에 설명된 예시적인 실시예 및 예는 서스펜션 시스템과 휠 어셈블리 사이의 보다 견고한 하중 지지 연결을 허용한다.

또한, 여기에 설명된 예시적인 실시예 및 예는 보드의 상부 표면 위에 배치되거나 위로 연장되는 서스펜션 시스템의 부분으로 인한 간섭 없이 풋패드/데크의 전체 사용을 허용한다.

알려진 시스템이나 장치는 이러한 기능을 수행할 수 없다. 그러나, 여기에 설명된 모든 실시예 및 예가 동일한 이점 또는 동일한 정도의 이점을 제공하는 것은 아니다.

결론

위에 설명된 개시 내용은 독립적인 유용성을 가진 다수의 별개의 예를 포함할 수 있다. 이들 각각이 그 바람직한 형태(들)로 개시되었지만, 본 명세서에 개시되고 도시된 특정 실시예는 많은 변형이 가능하기 때문에 제한적인 의미로 고려되어서는 안 된다. 이 공개 내에서 섹션 머리글이 사용되는 한, 이러한 머리글은 구성 목적으로만 사용된다. 본 개시의 주제는 여기에 개시된 다양한 요소, 특징, 기능 및/또는 특성의 모든 신규하고 자명하지 않은 조합 및 하위 조합을 포함한다. 다음 청구범위는 특히 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주되는 특정 조합 및 하위 조합을 지적한다. 특징, 기능, 요소 및/또는 속성의 다른 조합 및 하위 조합은 이 출원 또는 관련 출원에서 우선권을 주장하는 출원에서 청구될 수 있다. 이러한 청구범위는 원래 청구범위와 범위가 더 넓거나 좁거나 같거나 다르거나 상관없이 본 발명의 주제에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (20)

1. 자체 균형 전기 차량에 있어서,
   회전축을 갖는 휠;
   휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 상기 보드가 상기 휠에 대해 기울일 수 있고, 상기 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 일반적으로 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성되는 보드;
   상기 휠을 구동하도록 구성된 전기 허브 모터;
   상기 보드의 배향을 나타내는 배향 정보를 수신하고, 상기 배향 정보에 기초하여 상기 허브 모터가 상기 보드를 추진하게 하는 모터 컨트롤러; 및
   서스펜션 시스템;
   을 포함하고,
   서스펜션 시스템은,
   상기 휠의 차축을 상기 보드의 상기 프레임에 결합하는 스윙암으로서, 상기 보드가 상기 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성되는 스윙암; 및
   상기 보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각 단부에서 각각의 벨 크랭크에 의해 상기 스윙암에 결합된 충격 흡수기로서, 상기 충격 흡수기가 상기 차축에 대한 상기 보드의 상하 이동을 감쇠시키도록 구성되는 충격 흡수기;
   를 포함하며,
   상기 충격 흡수기의 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치되는, 자체 균형 전기 차량.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 벨 크랭크는 각각의 푸시 로드에 의해 상기 스윙암에 각각 결합되는, 차량.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 스윙암의 크로스 부재는 상기 프레임에 피벗 가능하게 연결되는, 차량.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 스윙암의 레그는 원위 단부에서 상기 차축의 각각의 단부에 고정되는, 차량.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 스윙암의 각각의 레그는 상기 차축에 가해지는 힘 및 상기 스윙암을 상기 충격 흡수기에 결합하는 푸시 로드에 배치되는 하중으로 1종 레버를 형성하는, 차량.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 스윙암의 크로스 부재는 상기 프레임에 피벗 가능하게 결합되어 상기 1종 레버의 지지점을 형성하는, 차량.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 벨 크랭크는 상기 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치되는, 차량.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 상기 서스펜션 시스템에 의해서만 상기 차축에 결합되는, 차량.
   
9. 제1항에 있어서, 각각의 상기 벨 크랭크는 각각의 고정 피벗 조인트에서 상기 보드에 결합되는, 차량.
   
10. 제9항에 있어서, 각각의 상기 벨 크랭크는 상기 충격 흡수기의 각각의 단부에 회전 가능하게 결합된 제1 이동 피벗 조인트 및 각각의 푸시로드에 회전 가능하게 결합된 제2 이동 피벗 조인트를 갖고, 각각의 푸시로드는 각각의 벨 크랭크를 상기 스윙암에 연결하는, 차량.
    
11. 자체 균형 전기 차량에 있어서,
    프레임, 상기 프레임의 제1 단부에 배치되는 제1 데크 부분 및 상기 프레임의 제2 단부에 배치되는 제2 데크 부분을 포함하는 보드로서, 상기 제1 및 제2 데크 부분은 각각 일반적으로 상기 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 구성된 보드;
    차축 상에서 회전 가능한 정확히 하나의 휠을 포함하는 휠 어셈블리로서, 상기 휠이 상기 제1 및 제2 데크 부분 사이에 배치되고 위와 아래로 연장되는 휠 어셈블리;
    상기 차량을 추진하기 위해 상기 차축을 중심으로 상기 휠을 회전시키도록 구성된 모터 어셈블리;
    적어도 하나의 센서에 의해 측정된 보드 배향 정보를 수신하고 상기 모터 어셈블리가 상기 보드 배향 정보에 기초하여 상기 차량을 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및
    상기 휠 어셈블리를 상기 보드에 결합하는 서스펜션 시스템으로서, 보드가 상기 차축에 대해 상하로 이동 가능하도록 구성된 서스펜션 시스템;
    을 포함하고,
    서스펜션 시스템은,
    상기 보드에 결합된 지지점을 중심으로 피벗 가능한 스윙암으로서, 상기 차축에 결합된 적어도 하나의 레그를 포함하는 스윙암;
    제2 벨 크랭크로부터 보드의 폭을 가로질러 배치된 제1 벨 크랭크로서, 각각의 상기 벨 크랭크는 (a) 각각의 고정 피벗 조인트에서 보드에, (b) 제1 이동 피벗에서 충격 흡수기에, 및 (c) 제2 이동 피벗 조인트에서 각각의 푸시 로드에 결합되는 제1 벨 크랭크로서, 각각의 상기 벨 크랭크가 각각의 푸시 로드에 의해 상기 스윙암에 연결되고 상기 충격 흡수기가 상기 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되는 제1 벨 크랭크;
    를 포함하며,
    상기 스윙암은 상기 푸시 로드를 기준으로 상기 지지점의 반대측에서 상기 차축에 결합되어 1 종 레버를 형성하는, 차량.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 충격 흡수기는 상기 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치되는, 차량.
    
13. 제11항에 있어서, 상기 지지점은 상기 프레임에 피벗 가능하게 연결된 상기 스윙암의 크로스 부재를 포함하는, 차량.
    
14. 제11항에 있어서, 상기 스윙암의 적어도 하나의 레그는 제1 레그 및 제2 레그를 포함하고, 상기 제1 및 제2 레그는 원위 단부에서 상기 차축의 각각의 단부에 고정되는, 차량.
    
15. 제11항에 있어서, 상기 벨 크랭크는 상기 제1 데크 부분 아래에 전체적으로 배치되는, 차량.
    
16. 제11항에 있어서, 상기 프레임은 상기 서스펜션 시스템에 의해서만 차축에 상기 결합되는, 차량.
    
17. 자체 균형 전기 차량에 있어서,
    회전축을 중심으로 허브 모터에 의해 구동되는 휠;
    상기 휠을 수용하기 위한 구멍을 갖는 프레임을 포함하는 보드로서, 상기 보드가 상기 휠에 대해 기울일 수 있고, 상기 보드의 제1 데크 부분 및 제2 데크 부분은 일반적으로 상기 보드의 이동 방향에 수직으로 배향된 탑승자의 왼발 또는 오른발을 수용하도록 각각 구성되는 보드;
    상기 허브 모터가 보드 배향 정보에 기초하여 상기 보드를 추진하게 하도록 구성된 모터 컨트롤러; 및
    서스펜션 시스템;
    을 포함하고,
    서스펜션 시스템은,
    상기 휠의 차축을 상기 보드의 상기 프레임에 결합하는 스윙암으로서, 상기 보드가 상기 차축에 대해 상하로 이동 가능한 스윙암; 및
    상기 보드의 이동 방향에 대해 횡방향으로 배향되고 각 단부에서 각각의 벨 크랭크에 의해 상기 스윙암에 결합된 충격 흡수기로서, 상기 충격 흡수기가 상기 차축에 대한 상기 보드의 상하 이동을 감쇠시키도록 구성되는 충격 흡수기;
    를 포함하며,
    상기 충격 흡수기의 전체가 상기 제1 데크 부분 아래에 배치되는, 차량.
    
18. 제17항에 있어서, 상기 벨 크랭크는 각각의 푸시 로드에 의해 상기 스윙암에 각각 결합되고, 상기 스윙암의 크로스 부재는 상기 프레임에 피벗 가능하게 연결되며, 상기 스윙암의 다리는 상기 차축의 단부에 고정되는, 차량.
    
19. 제18항에 있어서, 상기 스윙암은 상기 크로스 부재에 지지점을 갖는 1종 레버를 형성하고, 상기 푸시 로드는 상기 차축으로부터 상기 지지점의 반대측에 배치되는, 차량.
    
20. 제17항에 있어서, 상기 프레임은 상기 서스펜션 시스템에 의해서만 상기 차축에 결합되는, 차량.
    

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