TW201418082A - 反作用力矩相消之移動載具平衡裝置 - Google Patents

Abstract

本發明為有關於一種反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其為一平衡裝置裝設於一需平衡之移動載具上，平衡裝置係包括：一中央軸、偶數呈相配對之平衡軸裝置以及至少一中控裝置，中央軸係裝設於移動載具上，中央軸上係供該些平衡軸裝置之一端樞設，該些平衡軸裝置上係分別裝設相配對之調動裝置，值得一提的是，移動載具上係裝設中控裝置，中控裝置係與該些平衡軸裝置及該些調動裝置資訊連接，藉由平衡軸裝置之開合角度以及調動裝置之移位，係可改變移動載具之重心，提供傾斜或平衡之作用，達到自動、精準且快速平衡之實用進步性。

Description

反作用力矩相消之移動載具平衡裝置

本發明為提供一種平衡裝置，尤指一種自動、精準且快速平衡的反作用力矩相消之移動載具平衡裝置。

按，各式須利用平衡才能順利移動之車輛或船隻(如：腳踏車、機車、獨輪車等類型車輛)係需要藉助調整重心與力矩進行平衡，但是目前並無類似之設計，此一設計將涉及複雜之平衡原理，平衡時將可能產生反作用力矩而干擾移動載具之平衡，因此無不吸引相關專業人士競相投入研究，藉此可提昇平衡裝置設計之精密及準確性。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之創作人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之創作人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種自動、精準且快速平衡的反作用力矩相消之移動載具平衡裝置發明專利者。

本發明之主要目的在於：為針對習用平衡裝置所存在之尚未設計合適之平衡裝置的問題點加以突破，達到自動、精準且快速平衡之實用進步性，並且利用機構與動力學理論和實務之設計，使得反作用力矩彼此相消而不干擾平衡。

為達到上述之目的，本發明為一種反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其為一平衡裝置裝設於一移動載具上，平衡裝置係包括：一中央軸、偶數呈相配對之平衡軸裝置以及至少一中控裝置，中央軸係裝設於移動載具上，中央軸上係供該些平衡軸裝置之一端樞設，該些平衡軸裝置於樞設中央軸端處係裝設一轉動馬達之轉動元件，且該些平衡軸裝置上係分別裝設相配對調動裝置，調動裝置係裝設相配對之線性平移馬達之驅動元件。其中調動裝置及平衡軸裝置之慣性矩作動得以相同並組合為偶數個平衡作動裝置(同時界定為一組)，且各平衡作動裝置(同時界定為一組)之慣性矩作動也得以不相同，而同組相配對之平衡軸裝置及調動裝置之慣性矩相等，旋轉之角加速度大小相等而方向相反。可以有多組平衡裝置，組間無需滿足慣性矩相等之限制，同組內之調動需滿足慣性矩相同之條件。值得一提的是，移動載具上係裝設中控裝置，中控裝置係與該些平衡軸 裝置及該些調動裝置資訊連接，且中控裝置係包括一供彙整各項數據之運算單元，其中運算單元係資訊連接一供偵測移動載具水平程度之平衡偵測單元、一供偵測移動載具速度之車速偵測單元、一供調控該些平衡軸裝置相對位置之角度調控單元、一供調控該些調動裝置相對位置之位移調控單元，其中藉由相配對之平衡軸裝置之開合角加速度大小相等方向相反以及調動裝置之移位，係可改變移動載具之重心，提供傾斜或平衡之作用，達到自動、精準且快速平衡之優點。惟無相配對之平衡軸與調控裝置受驅動而旋轉時可能會產生反作用力矩而干擾移動載具之平衡與行進，故使用相配對之平衡軸裝置與調動裝置及元件有相同的慣性矩與角加速度，使產生大小相等方向相反之反作用力矩而互相抵消，消除干擾。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖及第二圖所示，係為本發明較佳實施例之立體組合圖及方塊示意圖，由圖中可清楚看出本發明為一種反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其為一平衡裝置1裝設於一移動載具2上，該平衡裝置1係包括：一中 央軸11、偶數呈相配對之平衡軸裝置12以及至少一中控裝置14，該中央軸11係裝設於該移動載具2上，該中央軸11上係供該些平衡軸裝置12之一端樞設，該些平衡軸裝置12於樞設中央軸11端處係裝設一為轉動馬達之轉動元件121，且該些平衡軸裝置12上係分別裝設相配對調動裝置13，該調動裝置13係裝設相配對之線性平移馬達為驅動元件131，值得一提的是，該移動載具2上係裝設該中控裝置14，該中控裝置14係與該些平衡軸裝置12及該些調動裝置13資訊連接，且該中控裝置14係包括一供彙整各項數據之運算單元141，其中該運算單元141係資訊連接一供偵測移動載具2水平程度之平衡偵測單元15、一供偵測移動載具2速度之車速偵測單元16、一供調控該些平衡軸裝置12相對位置之角度調控單元17及一供調控該些調動裝置13相對位置之位移調控單元18。

藉由上述之結構、組成設計，茲就本發明之使用作動情形說明如下，請同時配合參閱第二圖、第三圖、第四圖及第五圖所示，係為本發明較佳實施例之方塊示意圖、平衡軸作動示意圖、調動作動示意圖及移動載具平衡示意圖，由圖中可清楚看出，移動載具2(泛指各式須利用平衡才能順利移動之車輛或船隻，如：腳踏車、機車、獨輪車等)上係裝設平衡裝置1， 平衡裝置1係包括與移動載具2相互接設之中央軸11，中央軸11係與偶數呈相配對之平衡軸裝置12一端相互樞設。平衡軸裝置12上所裝設相配對之調動裝置13係為配重塊，其中調動裝置及平衡軸裝置之慣性矩作動得以相同並組合為偶數個平衡作動裝置(同時界定為一組)，而各平衡作動裝置(同時界定為一組)之慣性矩關係得以不相同，組內調動須使慣性矩彼此相同，可有多組裝置，惟各組間調動之慣性矩則無上述之限制，且調動裝置13內係裝設相配對之驅動元件131，驅動元件131係為線性平移馬達，因此可驅動調動裝置13於平衡軸裝置12上平移，組內位移須使慣性矩相同，線性平移馬達組數與調動裝置相同，可有多組，惟不同組之平移無須滿足慣性矩相同的條件，另外平衡軸裝置12上係裝設轉動元件121，轉動元件121係為轉動馬達，藉此，相配對之平衡軸裝置12可藉由大小相等方向相反之角加速度調整以達到開合效果，由於相配對之調動裝置13與平衡裝置12結合其慣性矩相同，使得產生之反作用力矩彼此相消，加上配合調動裝置13，可影響平衡裝置1上之重心配置，使移動載具2維持平衡，另外，平衡裝置1更利用中控裝置14達到自動平衡之效果，舉例來說，移動載具2行進間，車速偵測單元16將車速資訊傳送至運 算單元141當中，當移動載具2往右偏斜時，平衡偵測單元15將偵測到偏斜情形，並將數據傳送至中控裝置14內的運算單元141，此時，運算單元141於運算後將指令傳輸至角度調控單元17及位移調控單元18，並分別調控平衡裝置1之平衡軸裝置12及調動裝置13，以進行調整四個自由度，使重心向左偏移，將移動載具2帶回至中央，達到平衡效果，並可使平衡裝置1在精密計算下，自動調整移動載具2之重心位置，達到自動平衡之優點。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

故，請參閱全部附圖所示，本發明使用時，與習用技術相較，著實存在下列優點：

一、平衡軸裝置12之角度調整及調動裝置13之位置平移，係具有四個自由度進行調整，因此動作可更加精細且準確。

二、透過相配對之平衡軸裝置12及調動裝置13做大小相等方向相反之角速度旋轉，可以使反作用力矩相消而不影響移動載具2平衡之穩定性。

三、中控裝置14之運算單元141，可彙整平衡 偵測單元15、車速偵測單元16、角度調控單元17及位移調控單元18之資訊，並發出作動命令，可使其在精密計算下，自動調整移動載具2重心位置，達到自動調整之優點。

綜上所述，本發明之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置於使用時，確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之創作，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障創作人之辛苦創作，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧平衡裝置

11‧‧‧中央軸

12‧‧‧平衡軸裝置

121‧‧‧轉動元件

13‧‧‧調動裝置

131‧‧‧驅動元件

14‧‧‧中控裝置

141‧‧‧運算單元

15‧‧‧平衡偵測單元

16‧‧‧車速偵測單元

17‧‧‧角度調控單元

18‧‧‧位移調控單元

2‧‧‧移動載具

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體組合圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之方塊示意圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之平衡軸作動示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之調控作動示意圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之移動載具平衡示意圖。

1‧‧‧平衡裝置

11‧‧‧中央軸

12‧‧‧平衡軸裝置

121‧‧‧轉動元件

13‧‧‧調動裝置

131‧‧‧驅動元件

14‧‧‧中控裝置

141‧‧‧運算單元

15‧‧‧平衡偵測單元

16‧‧‧車速偵測單元

17‧‧‧角度調控單元

18‧‧‧位移調控單元

2‧‧‧移動載具

Claims (10)

1. 一種反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其為至少一平衡裝置裝設於一移動載具上，該平衡裝置係包括：一中央軸，該中央軸係裝設於該移動載具上；偶數呈相配對之平衡軸裝置，該些平衡軸裝置一端係樞設於該中央軸上，且該些平衡軸裝置上係分別裝設有至少一組呈相配對之調動裝置，其中該調動裝置及平衡軸裝置之慣性矩作動關係得以相同並組合為偶數個平衡作動裝置，且各該平衡作動裝置之慣性矩作動關係得以不相同；以及至少一中控裝置，該中控裝置係裝設於該移動載具上，且該中控裝置係與該些平衡軸裝置及該些調動裝置資訊連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該平衡軸裝置於樞設中央軸端處係裝設一轉動元件，且該轉動元件係為數個。
3. 如申請專利範圍第2項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該轉動元件係為一轉動馬達，且該轉動馬達係為數個。
4. 如申請專利範圍第1項所述之反作用力矩 相消之移動載具平衡裝置，其中該調動裝置係為平衡用之質量塊，且該調動裝置可為數個。
5. 如申請專利範圍第1項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該調動裝置係裝設至少一驅動元件，驅動元件係為一相配對之線性平移馬達。
6. 如申請專利範圍第1項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該中控裝置係包括一供彙整各項數據之運算單元，且該中控裝置係為至少一個。
7. 如申請專利範圍第6項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該運算單元係資訊連接一供偵測移動載具水平程度之平衡偵測單元，且該運算單元係為至少一個。
8. 如申請專利範圍第6項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該運算單元係資訊連接一供偵測移動載具速度之車速偵測單元。
9. 如申請專利範圍第6項所述之反作用力矩相消之移動載具平衡裝置，其中該運算單元係資訊連接一供調控該些平衡軸裝置相對位置之角度調控單元。
10. 如申請專利範圍第6項所述之反作用力 矩相消之移動載具平衡裝置，其中該運算單元係資訊連接一供調控該些調動裝置相對位置之位移調控單元。