TW201442890A - 具有選擇性懸吊系統之輪子 - Google Patents

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Abstract

一種具有懸吊系統之輪子可連接至一車輛，像是一腳踏車、一輪椅、或一汽車，並且繞著一轉動軸轉動。輪子可選擇地連接至一外部轉矩源或包括一轉矩源。輪子包括：一輪轂、一輪緣、以及一懸吊系統，其具有位於輪轂及輪緣間之至少一結構構件，從而提供於此之間之一標準固定距離。至少一結構構件係適於當受壓達到一閥值時保持距離以及適於當受壓超過閥值時可恢復地改變距離，當輪轂及輪緣彼此在此距離上時，至少一結構構件係在一標稱長度。至少一結構構件包括一懸吊彈簧，係設置及排列使僅在相對於其之標稱長度之至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上作壓縮。

Description

具有選擇性懸吊系統之輪子
本發明主張優先權來自於2013年04月20日所提出之美國專利申請第61/814,219號，名為“用於動力車輛之輪內懸吊系統”，且其所揭示之內容均併入本發明以供參考。
本發明，於其一些實施例中，係關於用於車輛之懸吊系統，尤指根據碰撞或擾亂參數而具有選擇性啟動之懸吊系統。
轉動質量趨於適應由於內/外力以及來自接觸表面之碰撞而產生的振動和衝擊。一個例子是當輪子在非完全平坦表面上行進一段距離時輪子的振動。動力化和其他車輛通常包括懸吊系統，以便保護它們的底盤或其他附屬部分不會早期失效以及避免對於乘客來說不舒服的情況。懸吊系統，主要包括彈簧及阻尼器，通常在一端上連接至機械或車輛之靜態零件，並且直接接觸於對轉動質量或轉子提供穩定轉動軸的輪軸或其他元件。例如，在粗糙表面上行進的輪子將傳遞軸向力、垂直力和其他力(例如，撞擊力和/或振動力)至輪軸，其利用可位於輪軸和底盤之間的懸 架裝置將被部分吸收和減少。幾種嘗試對於在輪子內部實施懸吊機制係為人所知。
具有崁入的懸吊系統之輪子應該有於幾個因子上獨特的優點，其包括整體車輛之簧上重量對於非簧上重量的改良比例，有可吸收為接近於最初道路上衝擊之衝擊的能力，可插至對於懸吊裝置非敏感之不同設計及形狀的底盤之懸吊單元，以及同樣地可選擇性提升車輛體積對重量的比例。
根據本發明一些實施之一態樣，於此提供一種輪子，係具有可連接至一車輛及可繞著一轉動軸轉動之懸吊系統。在一些實施例中，該輪子包括一輪轂、一輪緣、以及具有位於該輪轂及該輪緣間之至少一結構構件之一懸吊系統，從而提供於此之間之一標準固定距離。在一些實施例中，其中，該至少一結構構件係適於當受壓達到一閥值時保持該距離以及適於當受壓超過該閥值時可恢復地改變該距離，並且該至少一結構構件當該輪轂及該輪緣彼此在該距離上時到達一標稱長度。在一些實施例中，該至少一結構構件包括一懸吊彈簧，其係設置及排列使僅在相對於其之該標稱長度之該至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上作壓縮。
在一些實施例中，當該至少一結構構件到達其之該標稱長度時，該懸吊彈簧被預先加載。
在一些實施例中，該至少一結構構件包括一阻 尼器。
在一些實施例中，該至少一結構構件包括相互可滑動連接之一第一縱向元件及一第二縱向元件。可選擇地，該第一縱向元件係至少部分地位於該第二縱向元件內。可選擇地，該懸吊彈簧之兩端部係連接至該第一縱向元件及該第二縱向元件之至少一個。
在一些實施例中，該至少一結構構件以對於該輪緣之一中心點而言為一非徑向方式而連接至該輪轂。
在一些實施例中，該輪轂為包括一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。
在一些實施例中，該至少一結構構件包括一外縱向元件，係圍住一內腔，且包括一第一外槽口及一第二外槽口；一內縱向元件，係滑動於該內腔，且包括一第一內槽口及一第二內槽口；一第一滑銷，係配置於該第一外槽口及該第一內槽口；以及一第二滑銷，係配置於該第二外槽口及該第二內槽口。在一些實施例中，該懸吊彈簧所具有其之一第一端與該第一滑銷連接，以及所具有其之一第二端與該第二滑銷連接。可選擇地，調整該些槽口尺寸及排列，使得當該至少一結構構件到達其之該標稱長度時，該第一滑銷及該第二滑銷係經由該懸吊彈簧而推動至一最大距離。在一些如此的實施例中，該至少一結構構件在除了其之該標稱長度之任何長度上，施力於該第一滑銷及該第二滑銷以彼此靠近至小於該最大距離之一距離，從而壓縮於此之間的該懸吊彈簧。在一些如此的實施例中，該輪 轂係在其之一第一部分上連接一第一結構構件，以及在其之一平均間隔的第二部分上連接實質上相同於該第一結構構件之一第二結構構件，當可選擇加載該輪轂時，只有當加載至大於該閾值之一數值時，將導致該第一結構構件伸長以及該第二結構構件壓縮，使得該第一結構構件之一第一懸吊彈簧以及該第二結構構件之一第二懸吊彈簧兩者壓縮，從而由此之一累積壓縮力抵抗該加載。
在一些實施例中，該至少一結構構件係設置及排列以經由一力臂對遠離該轉動軸之一輪轂部分產生一連續可變力，可達一最大力，其中在施加該最大力至該輪轂部上時，一最大阻力矩係產生為該最大力及該最大力臂之一乘積，係相等或大於在一系列允許轉矩中可經由崁入或連接至該輪子之一轉矩源而生成之一最大轉矩，以及係相反於該最大轉矩之方向。
在根據本發明之一些實施例之一態樣中，於此提供一輪子，其係合併及可連接至能夠產生轉矩達到用以繞著一轉動軸轉動該輪子之一最大轉矩之一轉矩源。在一些實施例中，該輪子包括：一輪緣、一輪轂以及一懸吊單元。在一些實施例中，該懸吊單元包括：(a)至少一結構構件，係至少部分地配置於該輪緣及該輪轂間，以及係設置以於該輪緣相對於該輪轂之一中心點的位移及轉動的過程中在相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變；以及(b)至少一運動抵抗元件，係適於在轉矩小於該 最大轉矩下維持該結構構件於相同的尺寸及/或形狀。
在一些實施例中，該懸吊單元更包括一阻尼器，該阻尼器係設置以於該位移及該轉動的過程中消散動能。可選擇地，該結構構件包括該阻尼器。可選擇地、作為選擇地或額外地，該至少一運動抵抗元件包括該阻尼器。
在一些實施例中，該輪轂包括具有一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。可選擇地，該至少一結構構件連接該輪緣及該轉子構件。
在一些實施例中，當該至少一結構構件於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時，該輪轂之該中心點與該轉動軸一致。
在一些實施例中，該懸吊單元包括至少三結構構件，其包含該至少一結構構件，係排列當該至少一結構構件於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時以於該轉動軸周圍而彼此軸向對稱。
在一些實施例中，該至少一結構構件係設置及排列以經由一力臂對遠離該轉動軸之一輪轂部分產生一連續可變力，直至一最大力，其中在施加該最大力至該輪轂部分上時，一最大阻力矩係產生為該最大力及該最大力臂之一乘積，係相等或大於在一系列允許轉矩中之一最大轉矩以及相反於該最大轉矩之方向。
在一些實施例中，該至少一結構構件包括相互可滑動連接之二縱向元件，使得該至少一結構構件係設置以於該位移及/或轉動過程中伸長或壓縮。
在一些實施例中，該至少一結構構件包括該至少一運動抵抗元件。
在一些實施例中，該至少一運動抵抗元件包括一懸吊彈簧，例如一空氣彈簧或一螺旋彈簧。可選擇地，該懸吊彈簧在該標稱尺寸及該標稱形狀時被預先加載以及係設置於壓縮力大於一閥值下而壓縮一較小長度。可選擇地、作為選擇地或額外地，該至少一結構構件係設置以在相對於該結構構件之該標稱尺寸及該標稱形狀之該至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上壓縮該懸吊彈簧。
在一些實施例之一態樣中，於此提供一種輪子，係合併及可連接至能夠產生高達最大轉矩之轉矩的一轉矩源。在一些實施例中，該輪子包括一輪緣及一輪轂，其中，該輪轂係於轉矩小於該最大轉矩下軸向及/或徑向固定於該輪緣，以及於轉矩大於該最大轉矩下相對於該輪緣之一中心點為可恢復及/或可位移的。
在一些實施例中，該輪轂包括一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。
在一些實施例中，該輪子包括至少一運動抵抗元件，係適於抵抗相對於該輪緣之該中心點的該輪轂之該位移及該轉動。
在一些實施例中，該輪子包括一阻尼器，係設置以在相對於該輪緣之該中心點之該輪轂之該位移及該轉動的過程中消散動能。
在一些實施例中，該輪子包括該至少一結構構 件，係於該輪緣相對於該輪轂之一中心點的位移及轉動的過程中可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變。
在一些實施例中，於此提供一種輪椅包括如上所述之至少一輪子。
在一些實施例中，於此提供一種腳踏車包括如上所述之至少一輪子。
在一些實施例中，於此提供一種動力車輛，例如汽車，其包括如上所述之至少一輪子。
根據本發明之一些實施例之一態樣，於此提供一輪子，可繞著一轉動軸轉動及合併或可連接一轉矩源。在一些實施例中，該輪子包括一輪緣、一輪轂以及至少部分地配置於該輪緣及該輪轂間之一懸吊單元。在一些實施例中，當結構構件於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時，該輪轂同心於該轉動軸。在一些實施例中，該輪轂包括一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。可選擇地，該結構構件連接該輪緣及該轉子構件。在一些實施例中，該輪緣或該輪轂係固定連接或可連接至一驅動軸，例如等速萬向接頭(CV joint)，適於轉移該轉矩至此。
在一些實施例中，該懸吊單元係設置以在於該輪緣及該輪轂間之徑向位移過程中消散動能。在一些實施例中，該懸吊單元包括至少一結構構件。可選擇地，該結構構件可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變。可選擇地，該懸吊單元包括繞著該轉動軸而 軸向對稱之至少三結構構件。
在一些實施例中，該懸吊單元包括至少一運動抵抗元件，係適於在經由該轉矩源所產生轉矩下維持該結構構件於其之相同的尺寸及/或形狀。在一些實施例中，該結構構件包括該至少一運動抵抗元件。在一些實施例中，該運動抵抗元件包括一懸吊彈簧，例如一空氣彈簧。可選擇地，該懸吊彈簧係預先加載以配置只在對此作用之壓縮力超於一閥值之外而壓縮。可選擇地，該結構構件係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧。可選擇地，該結構構件及/或該運動抵抗元件從該輪緣突出。可選擇地及作為選擇地，該結構構件及/或該運動抵抗元件放置於該輪緣邊界內。在一些實施例中，該結構構件係定位偏心於該轉動軸，從而允許集結之力矩抵抗於轉矩下在該輪緣及該輪轂間之一相對運動。可選擇地，該相對運動包括一相對徑向運動以及一相對轉動運動。在一些實施例中，該結構構件包括一阻尼器，係適於在逕向位移過程中消散動能以生熱。在一些實施例中，該運動抵抗元件係適於在經由一轉矩源所產生一預定最大轉矩下維持該結構構件於其之相同的尺寸及/或形狀。
在一些實施例中，該輪子包括一牽引單元，係連接或可連接至一車輛底盤。在一些實施例中，該牽引單包括一牽引彈簧，係當車輛所有的輪子係水平等高時設置以在車輛本身重量上部分地壓縮，而非全部壓縮。可選擇地、作為選擇地或額外地，該牽引彈簧係設置以在車輛及 加載之一最大允許整體重量上部分地壓縮，而非全部壓縮。在一些實施例中，該牽引彈簧係預先加載以設置只在對此作用之壓縮力超於一閥值之外而壓縮。可選擇地，該閥值相關於為完全壓縮該懸吊彈簧所需之等於或大於一最低限度重量之一閥重，及/或相關於為完全壓縮該懸吊彈簧所需之等於或大於車輛本身重量及低於一最低限度重量之一閥重，及/或相關於等於或大於為一選定閥破壞值之一閥力，及/或相關於等於或大於為一選定充裕的加速度或一選定煞車數值之一閥加速度，例如等於或大於2m/s2，及/或相關於等於或大於為一選定緊急煞車數值之一閥加速度，例如等於或大於5m/s2。
除非另有定義，在此使用的所有技術和/或科學術語具有與本發明所屬領域普通技術人員所普遍理解的相同的含義。儘管類似于或等同於那些在此描述的方法和材料可用于本發明的實施方式的實踐或測試，示例性方法和/或材料仍在以下進行描述。在衝突的情況下，專利說明書，包括定義，將控制。另外，材料、方法和實施例僅為說明性的，並不意欲為必需限制的。
1a‧‧‧輪子
2a‧‧‧輪緣
3a‧‧‧輪轂
4a‧‧‧驅動軸
5a‧‧‧轉矩源
6a‧‧‧結構構件
1b‧‧‧輪子
2b‧‧‧輪緣
3b‧‧‧定子構件
4b‧‧‧轉子構件
5b‧‧‧電力源
6b‧‧‧結構構件
7b‧‧‧輪轂馬達
8b‧‧‧電線
1c‧‧‧輪子
2c‧‧‧輪緣
3c‧‧‧輪轂
4c‧‧‧驅動軸
5c‧‧‧固定構件
6c‧‧‧結構構件
7c‧‧‧輪轂
1d‧‧‧輪子
2d‧‧‧輪緣
3d‧‧‧轉動構件
4d‧‧‧驅動軸
5d‧‧‧固定構件
6d‧‧‧結構構件
7d‧‧‧輪轂
8d‧‧‧運動抵抗元件
9d‧‧‧連桿
1e‧‧‧輪子
2e‧‧‧輪緣
3e‧‧‧輪轂
5e‧‧‧車輛底盤
6e‧‧‧結構構件
7e‧‧‧牽引單元
10‧‧‧輪子
34‧‧‧輪緣
36‧‧‧輪胎
38‧‧‧輪轂
40‧‧‧結構構件
42‧‧‧轉動軸
44‧‧‧軸承
46‧‧‧連接構件
48‧‧‧臂
50‧‧‧空氣彈簧
52‧‧‧縱向元件
54‧‧‧縱向元件
56‧‧‧縱向方向
58‧‧‧桿
60‧‧‧圓筒
62‧‧‧銷
64‧‧‧槽口
66‧‧‧槽口
68‧‧‧槽口
100‧‧‧輪子
110‧‧‧輪轂
112‧‧‧臂
114‧‧‧轉動軸
120‧‧‧輪緣
122‧‧‧凸出
130a‧‧‧結構構件
130b‧‧‧結構構件
130c‧‧‧結構構件
132a‧‧‧內構件
134a‧‧‧外構件
200‧‧‧輪子
210‧‧‧輪轂外周部
212‧‧‧埠
214‧‧‧轉動軸
220‧‧‧輪緣
222‧‧‧埠
310‧‧‧輪子
311‧‧‧輪轂
312‧‧‧輪緣
313‧‧‧結構構件
320‧‧‧輪子
321‧‧‧輪轂
322‧‧‧輪緣
323‧‧‧結構構件
330‧‧‧輪子
331‧‧‧輪轂
332‧‧‧輪緣
333‧‧‧結構構件
334‧‧‧等邊三角形
400‧‧‧輪子
401‧‧‧轉矩源
402‧‧‧輪緣
403‧‧‧輪轂
404‧‧‧轉動軸
405‧‧‧結構構件
405a‧‧‧第一支撐件
405b‧‧‧第二支撐件
406‧‧‧中心點
407‧‧‧懸吊單元
408‧‧‧運動抵抗元件
409‧‧‧活塞
410‧‧‧定子構件
411‧‧‧轉子構件
412‧‧‧輪轂部分
413‧‧‧力臂
414‧‧‧外縱向元件
415‧‧‧內縱向元件
416‧‧‧槽口
417‧‧‧槽口
418‧‧‧第一內槽口
419‧‧‧第二內槽口
420‧‧‧第一滑銷
421‧‧‧第二滑銷
422‧‧‧伸展部
423‧‧‧磁鐵
424‧‧‧軸
本發明之一些實施方式僅通過實施例，參考附圖在本文中進行描述。現在將詳細地具體參照附圖，應該強調，所示的細節係經由舉例的方式為了示意性討論本發明實施方式的目的。在這方面，以附圖進行的描述，使本發明領域的技術人員很清楚如何可以實施本發明的實施方 式。
在圖式中：圖1A-E根據本發明之實施例示意性圖解不同示範性動力車輛具有輪內懸吊系統；圖2根據本發明之實施例圖解包括繞著一轉動軸而軸向對稱之三結構構件之一示範性輪子設計之前視圖；圖3A-C根據本發明之實施例示意性圖解在圖3中不同的阻尼情況下結構構件之側斷面圖；圖4A-B根據本發明之實施例示意性圖解於緊湊裝配下包括六結構構件之另一示範性輪子設計；圖5A-B根據本發明之實施例示意性圖解在一輪子中之力分佈；圖6A-C根據本發明之實施例示意性圖解在輪子內結構構件之不同裝配方向；以及圖7A-G根據本發明之實施例圖解合併一轉矩源之一示範性輪子之示意圖。
具有崁入式懸吊系統之輪子，並且尤指一種配置於輪子之輪轂及輪緣間的一懸吊單元，係取決來自於旨在產生於通常為同軸配置之輪轂及輪緣間之相對運動(例如徑向及/轉動運動)之不同的起源(包括但不侷限於衝擊、振動、掉落、加速度、煞車、以及於轉矩及/或道路中之不規則、等諸如此類)之連續與分散的力及力矩。在設計及實行上，一輪內懸吊系統將從一靜態模式(例如，堅硬的或非吸 收的)改變至一主動模態(例如，彈性的或振盪吸收的)，並且反之亦然，可選擇地如果一預定及/或預設閥值被超過，應考慮作出不同的因素，為了僅於需要或要求時，於輪轂及輪緣間之這樣的相對運動將發生，同樣地它影響著一般乘車，以及舉例來說通常在推進能量使用上缺乏效率。這些因素可被分為外力、大部分來自於從道路或其上之障礙，以及內力，大部分來自於輪子及車輛設計以及結構以及動態特性，以及來自於一轉矩源(例如，一馬達或一引擎)所施加於一主動輪子之該些力及力矩。也可對特定因素作出打算，像是安全問題(當於懸吊系統致動於非安全情況過程中之情況，例如緊急煞車)，能量損失以及效率(考量到與改良推進效率相關聯之一較高閥值)以及舒適度(考量到不同乘客偏好不同懸吊剛性及門檻)。
國際PCT專利申請號(PCT/IB2012/000530)，其所揭示之內容均併入本發明以供參考，提出併入選擇性懸吊系統之輪內懸吊系統設計，於其中該懸吊系統運作以僅於要求上及/或於一門檻大小上吸收一衝擊。這種觀念允許輪子來維持剛性(例如，具有它的結構及/或結構元件維持一形狀及/或尺寸)，以不包括輪胎為例，於所有或大部分的行駛過程中，從而減低推進動力之不必要能量損耗以及潛在不愉快的彈力感。國際PCT專利申請號(PCT/IB2012/001994)，其所揭示之內容均併入本發明以供參考，描述對稱的於輪內中懸吊系統及/或集中單元，包括結構構件，其容納於該結構構件之壓縮及伸長兩者上可壓縮預先加載的彈簧或阻 尼器。
根據本發明之一些實施例之一態樣，於此提供一種輪子，係可繞著一轉動軸轉動，可固定或不固定該轉動軸。該輪子可合併一轉矩源(例如，一輪轂馬達)或係連接或可連接一轉矩源，如同存在於動力(內燃式、電力、混合及其他)車輛。該輪子可被設置於一特定車輛類型或模型、或是幾個另外的種類，包括但不限於輪椅(例如，電動輪椅或電動輔助手輪推進輪椅(PAPAW))、電動代步車、腳踏車及電動腳踏車(例如，電動輔助及/或電力要求)、自行車像是機踏車及摩托車、汽車及卡車、及其他。
根據本發明之一輪子，通常包括一輪緣，可選擇地穿載一輪胎、一輪轂、以及一懸吊單元，其係至少部分地配置於該輪緣及該輪轂間及設置以於此之間徑向位移的過程中消散動能。例如，該整體懸吊系統被容納於該輪緣及該輪轂間的空間中，或是其至少部分可伸出到別處，例如從輪緣邊界遠離並且盡可能朝向車輛底盤。可選擇地，該懸吊單元包括至少一結構構件，或至少三結構構件，係可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變。可選擇地，該懸吊單元包括至少一運動抵抗元件，其係適於在由該轉矩源產生轉矩下保持該結構構件為該標稱尺寸及/或該標稱形狀。
現在請參閱圖式，圖1A-E係根據本發明之實施例示意性圖解不同示範性動力車輛具有輪內懸吊系統。圖1A係圖解一動力輪子1a，包括一輪緣2a(可選擇地穿戴 一輪胎；圖未示)、一輪轂3a以及配置及連接於其之間的至少一結構構件6a。輪轂3a係固定連接至一驅動軸4a，其顯示於圖式中轉動，以及係固定連接至一轉矩源5a(該圖式顯示，轉矩源5a與驅動軸4a之間直接耦接，但可為非直接連接)，其可為一引擎或一馬達，係以內燃式或電力為基礎。驅動軸4a可被固定連接於轉矩源5a及輪轂3a間，或它可具有相對於它們之運動的至少一維自由度。可選擇地驅動軸4a包括一等速(CV)萬向接頭，其允許它在等轉速下，且無須於摩擦力或致動上的一明顯提升下通過一可變角度來傳遞力。由轉矩源5a產生之轉矩於選定速度及加速度下整體地轉動驅動軸4a及輪轂3a(即，如同一個單一單元)。在一些實施例中，結構構件6a係定位偏心於輪子的轉動軸，從而允許集結之力矩抵抗於轉矩下在輪緣2a及輪轂3a間之一相對運動，可選擇地為轉動運動及/或徑向運動。在一些實施例中，結構構件6a係設計及設置以避免於輪轂3a及輪緣2a之間的相對轉動運動，使得由轉矩源5a產生之轉矩整體地轉動驅動軸4a、輪緣2a及輪轂3a。可選擇地或額外地，結構構件6a係設置以僅於一預定及/或預設閥值(例如，一力、力矩、加速度、速度或其他)以上時改變尺寸及/或形狀(例如，伸長或縮短)，從而於輪緣2a及輪轂3a間產生一相對運動；可選擇地，結構構件6a係可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀(可選擇地，一預定標稱尺寸及/或一預定標稱形狀)之尺寸及形狀上改變；可選擇地，於形狀及/或尺寸中之改變係可恢復的(即，回到確切原始形狀及/或尺 寸，可選擇為一標稱的及可選擇為預設之形狀及/尺寸)，因此該相對運動被反轉並且輪轂3a及輪緣2a得到它們先前(例如，標稱、及可選擇為預設位置)相對位置(例如，同心)；該相對運動可僅平面及垂直於輪子的轉動軸，可選擇地包括至少一徑向運動及至少一轉動運動。
在一些實施例中，結構構件6a為一懸吊單元之部分。在一些實施例中，結構構件6a包括一運動抵抗元件(圖未示)。可選擇地，該運動抵抗元件係適於在由轉矩源5a所產生轉矩下保持該結構構件在它的標稱尺寸及/或形狀，可選擇地，包括一預定最大轉矩(例如，轉矩源5a或任何控制器所限制達到之一轉矩)。可選擇地，該運動抵抗元件包括一懸吊彈簧(圖未示)，可選擇地為一空氣彈簧或一螺旋彈簧，可選擇地為一壓縮彈簧。在一些實施例中，該懸吊彈簧係適於配置預先加載以只在對此作用之壓縮力超於一閥值之外壓縮。可選擇地，結構構件6a係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧。可選擇地，如果從結構構件的標稱長度為相等地移位時，該懸吊彈簧可在結構構件之伸長及縮短上實質相等。在一些實施例中，結構構件6a包括一阻尼器，係適於在徑向位移過程中消散動能以生熱；可選擇地，該阻尼器為水壓阻尼器，可選擇地，組合空氣彈簧功能。
在一些示範實施例中，根據本發明之一輪子為一輪轂馬達類型輪子並且其輪轂包含一輪轂馬達，輪轂馬達包括一定子構件以及一轉子構件。圖1B顯示一動力輪子 1b，包括一輪緣2b(可選擇地穿戴一輪胎；圖未示)、一輪轂馬達7b以及配置及連接於此之間的至少一結構構件6b。輪轂馬達7b可包括一電動馬達，可選擇地為一直流馬達，可選擇地為一永久磁鐵馬達及/或可選擇地不是一無刷馬達就是一電刷馬達。輪轂馬達7b包括一定子構件3b，其係固定連接至一車輛主體(例如，一車架或一底盤)，可選擇地根據需要包括線圈繞組藉由至少一電線8b而連接至一電源5b(例如，一電池)，並且也可直接或經由電力元件(圖未示)而連接。一轉子構件4b係可轉動耦接於定子構件3b周圍，可選擇地包括平均分佈在相對於定子構件3b之其內表面之一連串永久磁鐵。輪轂馬達的電磁場係提供給定子構件3b之定子繞組。轉子構件4b沿著那些場並且從而根據所施加電力範圍而繞著定子構件3b轉動。同樣地，輪轂馬達7b可於本實施例中當成依需求產生轉矩之輪子的轉矩源，可達到一最大轉矩(可允許及/或可達到的)，並且使輪緣2b於選定速度及加速度中。
在一些實施例中，結構構件6b係定位偏心於輪子的轉動軸，從而允許集結之力矩抵抗於轉矩下在輪緣2b及轉子構件4b間之一相對運動，可選擇地為轉動運動及/或徑向運動。在一些實施例中，結構構件6b係設計及設置以避免於轉子構件4b及輪緣2b之間的相對轉動運動，使得它們將整體地轉動。可選擇地或額外地，結構構件6b係設置以僅於一預定及/或預設閥值(例如，一力、力矩、加速度、速度或其他)以上時改變尺寸及/或形狀(例如，伸長或縮短)， 從而於轉子構件4b及輪緣2b之間產生一相對運動；可選擇地，結構構件6b係可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀(可選擇地，一預定標稱尺寸及/或一預定標稱形狀，)之尺寸及形狀上改變；可選擇地，於形狀及/或尺寸中之改變係可恢復的(即，回到確切原始形狀及/或尺寸，可選擇為一標稱的及可選擇為預設之形狀及/尺寸)，使得該相對運動被反轉以及轉子構件4b及輪緣2b得到它們先前(例如，標稱、及可選擇為預設)相對位置(例如，同心)；該相對運動可僅平面及垂直於輪子的轉動軸，可選擇地僅為一徑向運動、可選擇地僅為一轉動運動、以及可選擇地為其之任何組合。
在一些實施例中，結構構件6b為一懸吊單元之部分。在一些實施例中，結構構件6b包括一運動抵抗元件(圖未示)。可選擇地，該運動抵抗元件係適於在由輪轂馬達7b所產生轉矩下保持該結構構件在它的標稱尺寸及/或形狀，可選擇地，包括一預定最大轉矩(例如，轉矩源5a或任何控制器所限制達到之一轉矩)。可選擇地，該運動抵抗元件包括一懸吊彈簧(圖未示)，可選擇地為一空氣彈簧或一螺旋彈簧，可選擇地為一壓縮彈簧。在一些實施例中，該懸吊彈簧係適於配置預先加載以只在對此作用之壓縮力超於一閥值之外壓縮。可選擇地，結構構件6b係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧，可選擇地，如果伸長及壓縮從結構構件6b的標稱長度上為相等地移位時，其可壓縮至相同程度。在一些實施例中，結構構件6b包括一阻尼 器，係適於在徑向位移過程中消散動能以生熱；可選擇地，該阻尼器為水壓阻尼器，可選擇地，組合空氣彈簧功能。
現在參照圖1C，顯示一動力輪子1c，其包括一輪緣2c(可選擇地穿戴一輪胎；圖未示)、一輪轂7c以及配置及連接於此之間的至少一結構構件6c。輪轂7c包含一固定構件5c，其係固定連接或可連接至一車輛主體(例如，一車架或一底盤)。一轉動構件3c係可轉動耦接於固定構件5c周圍。一驅動軸4c，其顯示於圖式中轉動，具有其一第一端係固定連接或可連接至輪緣2c並且具有其一第二端係連接或可連接至一轉矩源(圖未示)，轉矩源可為一引擎或一馬達，係以內燃式或電力為基礎。驅動軸4a可被固定連接於轉矩源及輪緣2c間，或它可具有相對於它們之運動的至少一維自由度。可選擇地驅動軸4c包括一等速(CV)萬向接頭，其允許它在等轉速下，且無須於摩擦力或致動上的一明顯提升下，通過一可變角度來傳遞力。由轉矩源產生之轉矩於選定速度及加速度下整體地轉動驅動軸4c及輪緣2c(即，如同一個單一單元)。
在一些實施例中，結構構件6c係定位偏心於輪子的轉動軸，從而允許集結之力矩抵抗於轉矩下在輪緣2c及轉動構件3c間之一相對運動，可選擇地為轉動運動及/或徑向運動。在一些實施例中，結構構件6c係設計及設置以避免於轉動構件3c及輪緣2c之間的相對轉動運動，因此所施加力矩整體地轉動驅動軸4c、轉動構件3c及輪緣2c。可選擇地或額外地，結構構件6c係設置以僅於一預定及/ 或預設閥值(例如，一力、力矩、加速度、速度或其他)以上時改變尺寸及/或形狀(例如，伸長或縮短)，從而於輪緣2c及轉動構件3c之間產生一相對運動；可選擇地，結構構件6c係可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀(可選擇地，一預定標稱尺寸及/或一預定標稱形狀)之尺寸及形狀上改變；可選擇地，於形狀及/或尺寸中之改變係可恢復的(即，回到確切原始形狀及/或尺寸，可選擇為一標稱的及可選擇為預設之形狀及/尺寸)，使得該相對運動被反轉以及轉動構件3c及輪緣2c得到它們先前(例如，標稱、及可選擇為預設)相對位置(例如，同心)；該相對運動可僅平面及垂直於輪子的轉動軸，可選擇地包括至少一徑向運動及至少一轉動運動。
在一些實施例中，結構構件6c為一懸吊單元之部分。在一些實施例中，結構構件6c包括一運動抵抗元件(圖未示)。可選擇地，該運動抵抗元件係適於在由轉矩源5b所產生轉矩下保持該結構構件在它的標稱尺寸及/或形狀，可選擇地，包括一預定最大轉矩(例如，轉矩源5a或任何控制器係限制達到之一轉矩)。可選擇地，該運動抵抗元件包括一懸吊彈簧(圖未示)，可選擇地為一空氣彈簧或一螺旋彈簧，可選擇地為一壓縮彈簧。在一些實施例中，該懸吊彈簧係適於配置預先加載以只在壓縮力超於一閥值之外下壓縮。可選擇地，結構構件6c係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧，可選擇地，如果伸長及壓縮從結構構件6c的標稱長度上為相等地移位時，其可壓縮至相同程度。在 一些實施例中，結構構件6c包括一阻尼器，係適於在徑向位移過程中消散動能以生熱；可選擇地，該阻尼器為水壓阻尼器，可選擇地，組合空氣彈簧功能。
對於輪子1c之一稍微不同版本係顯示於圖1D中，於取代放置於該輪緣邊界內(可選擇地容納或組合該結構構件)之該運動抵抗元件，其由此突出。尤其如果於輪緣內表面及輪轂外表面之間的徑向距離及空間太小時，選定這樣的選擇以容許合適的懸吊參數，像是對於容納適合的元件，例如一彈簧及/或一阻尼器，所要求之衝程及空間。如圖1D所示，一動力輪子1d包括一輪緣2d(可選擇地穿戴一輪胎；圖未示)、一輪轂7d以及配置及連接於此之間的至少一結構構件6d。
輪轂7d包含一固定構件5d，其係固定連接或可連接至一車輛主體(例如，一車架或一底盤)。一轉動構件3d係可轉動耦接於固定構件5d周圍。一驅動軸4d，其顯示於圖式中轉動，具有一第一端係固定連接或可連接至輪緣2d並且具有一第二端係連接或可連接至一轉矩源(圖未示)，轉矩源可為一引擎或一馬達，係以內燃式或電力為基礎。驅動軸4d可被固定連接於轉矩源及輪緣2d間，或它可具有相對於它們之運動的至少一維自由度。可選擇地驅動軸4d包括一等速(CV)萬向接頭，其允許它在等轉速下，且無須於摩擦力或致動上之一明顯提升下，通過一可變角度來傳遞力。由轉矩源產生之轉矩於選定速度及加速度下整體地轉動驅動軸4d及輪緣2d(即，如同一個單一單元)。
一運動抵抗元件8d係定位於輪緣2d邊界的外面，可選擇地整體或部份於該輪緣2d及車輛主體(圖未示)間之空間。運動抵抗元件8d及結構構件6d係與一連桿9d連接，可選擇地為機械式連接，因此結構構件6d之形狀及/或尺寸中之改變及/或位置及/或方向的改變係藉由運動抵抗元件8d而達成及/或控制。可選擇地，連桿9d造成於運動抵抗元件8d及結構構件6d間之一機構特性，因此支撐相關於其間定位的力或改變如此定位的力實質上大於藉由運動抵抗元件8d施加之實際力。連桿9d可為一水壓或氣動連桿，其可選擇地包括至少一活塞(可選擇地，對於機械特性而言，這樣的一連桿將包括至少二不同直接之活塞)。可選擇地或額外地，連桿9d可包括一槓桿，以一支點為中心，具有由在配置於與結構構件6d之一連接點及支點間之一第一長度之一第一臂以及配置於支點及與運動抵抗元件8d之一連接點間之一第二長度之一第二臂之間而劃分之一整體長度，可選擇地該些臂為水平或為銳角、直角或鈍角(可選擇地，對於機械特性而言，於這樣的一連桿中，該第一臂應該短於該第二臂)。選擇地或額外地，連桿9d包括由一纜線或一帶相互連接運動抵抗元件8d及結構構件6d之一滑輪。
在一些實施例中，在任何發展的力及加速之下，結構構件6d為剛性足以維持在輪轂7d及輪緣2d間之一選定的相對定位。可選擇地，於相對於輪緣2d之方向的再定位及/或改變上，結構構件6d產生及/或限制於輪緣2d及輪 轂轉動構件3d間的相對運動(徑向及/或轉動)。運動抵抗元件8d可包括一彈簧或一阻尼器，可選擇地係封裝於具有可與一第二構件滑動之一構件之一長度可變容器中，可選擇地相對於一預定/預設標稱長度上等距伸長或縮短該容器。
在一些實施例中，結構構件6d係定位偏心於輪子的轉動軸，從而允許集結之力矩抵抗於轉矩下在輪緣2d及轉動構件3d間之一相對運動，可選擇地為轉動運動及/或徑向運動，藉由運動抵抗元件8d逼近其定位。在一些實施例中，結構構件6c係設計及設置以避免於轉動構件3d及輪緣2d之間的相對轉動運動，使得該施加的力整體地轉動驅動軸4d、輪緣2d及轉動構件3d。可選擇地或額外地，運動抵抗元件8d係設置以僅於一預定及/或預設閥值(例如，一力、力矩、加速度、速度或其他)以上時改變尺寸及/或形狀(例如，伸長或縮短)，從而於輪緣2d及轉動構件3d之間產生一相對運動；可選擇地，運動抵抗元件8d係可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀(可選擇地，一預定標稱尺寸及/或一預定標稱形狀，)之尺寸及形狀上改變；可選擇地，於形狀及/或尺寸中之改變係可恢復的(即，回到確切原始形狀及/或尺寸，可選擇為一標稱的及可選擇為預設之形狀及/尺寸)，使得該相對運動被反轉以及轉動構件3d及輪緣2d得到它們先前(例如，標稱、及可選擇為預設)相對位置(例如，同心)；該相對運動可僅平面及垂直於輪子的轉動軸，可選擇地包括至少一徑向運動及至少一轉動運動。
在一些實施例中，結構構件6d及/或運動抵抗 元件為一懸吊單元之部分。可選擇地，運動抵抗元件8d係適於在由一轉矩源所產生轉矩下保持該結構構件6d在它的標稱尺寸及/或形狀，可選擇地，包括一預定最大轉矩(例如，轉矩源5a或任何控制器所限制達到之一轉矩)。可選擇地，該運動抵抗元件包括一懸吊彈簧(圖未示)，可選擇地為一空氣彈簧或一螺旋彈簧，可選擇地為一壓縮彈簧。在一些實施例中，該懸吊彈簧係適於配置預先加載以只在對此作用之壓縮力超於一閥值之外壓縮。可選擇地，運動抵抗元件8d係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧，可選擇地，如果伸長及壓縮從運動抵抗元件8d的標稱長度上為相等地移位時，其可壓縮至相同程度。在一些實施例中，運動抵抗元件8d包括一阻尼器，係適於在徑向位移過程中消散動能以生熱；可選擇地，該阻尼器為水壓阻尼器，可選擇地，組合空氣彈簧功能。
在一些示範實施例中，根據本發明之一輪子包括、或被支撐於、或連接至一車架或一車輛底盤，其具有一牽引單元，係設置以維持於一轉動中的輪胎及高度變化的地面間的選定摩擦力。可選擇地，該牽引單元在其一第一端係連接至該輪子(可選擇連至輪子之一非轉動部分)及在其一第二端係連接或可連接至一車輛底盤。該牽引單元可使用一牽引彈簧，其係設置以在車輛本身重量上部分地壓縮，而非全部壓縮，及/或可選擇地以在車輛及加載之一最大允許整體重量上部分地壓縮，而非全部壓縮，舉例來說，當車輛所有的輪子係水平等高時。參照圖1E，顯示類 似於圖1A之輪子1a(縱使它可類似取代於任何輪子1b,1c,1d)之一動力輪子1e，其包括一輪緣2e(可選擇地穿戴一輪胎；圖未示)、一輪轂3e以及配置及連接於此之間的至少一結構構件6e。輪子1e可繞著一轉動軸轉動以及合併或可連接至一轉矩源(圖未示)。在一些實施例中，輪子1e包括一牽引單元7e、或由一牽引單元7e所支撐，及/或連接至一牽引單元，其在其一第一端係連接(可選擇非直接地，如圖示)輪轂3e以及在其一第二端係連接至一車輛底盤5e，部分顯示)。
牽引單元7e可包括一彈簧及/或一阻尼器，可選擇地係於封裝於具有可與一第二構件滑動之一構件之一長度可變容器中(雖然，可選擇地及額外地，可使用其他裝置，像是一彈簧片)，可選擇地相對於一預定/預設標稱長度上等距伸長或縮短該容器。在一些實施例中，牽引單元7e包括一牽引彈簧，係設置以在車輛本身重量上部分地壓縮，而非全部壓縮，及/或可選擇地以在車輛及加載之一最大允許整體重量上部分地壓縮，而非全部壓縮，舉例來說當車輛所有的輪子係水平等高時。
在一些實施例中，結構構件6e包括一懸吊彈簧(圖未示)，例如一空氣彈簧。可選擇地，結構構件6e係設置以在其伸長及壓縮上壓縮該懸吊彈簧。可選擇地，該懸吊彈簧係適於配置預先加載以只在對此作用(acting)之壓縮力超於一閥值之外壓縮。在一些實施例中，該閥值相關於為完全壓縮於牽引單元7e中該懸吊彈簧所需之等於或大於一最低限度重量之一閥重。可選擇地、作為選擇地或額 外地，該閥值相關於為完全壓縮該懸吊彈簧所需之等於或大於車輛本身重量及低於一最低限度重量之一閥重。可選擇地、作為選擇地或額外地，該閥值相關於等於或大於為一選定閥破壞值(chosen threshold breaking value)之一閥力。可選擇地、作為選擇地或額外地，該閥值相關於等於或大於為一選定充裕的加速度或一選定煞車數值之一閥加速度，例如等於或大於2m/s2。可選擇地、作為選擇地或額外地，該閥值相關於等於或大於為一選定緊急煞車數值之一閥加速度，例如等於或大於5m/s2。
根據本發明之實施例，現在參照圖2，係圖解一示範性輪子10設計之前視圖，包括繞著一轉動軸42而軸向對稱之至少三結構構件40，並且也參照圖3A-C，示意性顯示在不同的阻尼情況下一單一結構構件40之側斷面圖。輪子10包括帶有一輪胎36之一輪緣34。該輪緣34係經由該三結構構件40連接至一輪轂38。一轉動軸42係顯示在輪轂38中心，係於本實施例中被軸承44所包圍。該軸承44之內環可相對於轉動軸42為固定以及該軸承44之外環係固定至一連接構件46，其具有三支臂48。該些臂48係特定地徑向排列於轉動軸42。該些結構構件40係連接至該些臂48之外端部，因此該些結構構件40係於該輪子內以一非徑向方式排列。為了阻尼一衝程及類似情況，該些結構構件40之長度變化而阻尼該衝程。
在圖3A-C中，顯示該些結構構件40於不同阻尼情況下。一般來說，正常情況下(即，輪轂38係同心於輪 緣34)，每一結構構件40為集中的並且為非壓縮或伸長的，以及實質上預先加載於其內配置之一空氣彈簧50(例如，它係受壓縮至一長度，實質上小於它無受力的長度)。結構構件40包括二縱向元件52,54，藉此圓柱形元件54圍繞該內圓柱形元件52。因此，可能二縱向元件52,54相對於彼此於一縱向方向56來移動。該彈簧50位於在該內圓柱形元件52中。彈簧50包括一活塞58，係位於一圓筒間。該圓筒60係例如充滿壓縮氣體或油。當在標稱位置時彈簧50已預先加載，該些銷62係保持距離，因此已壓縮彈簧至該閥值。僅高於該閥值時可進一步壓縮它。彈簧50之該些端部，即，該圓筒60及該桿58之端部，係分別連接至一銷狀牽引滑動元件62。該些銷狀牽引滑動元件通過該內圓柱形元件52之複數槽口64以及該外圓柱形元件54之複數槽口66。由於該些槽口64,66，該二縱向元件52,54之一位移是可能的。槽口長度提供邊界至這樣的相對運動，於其上複數銷62被施力以移動。
如圖3B所示，組合作用力F及-F壓縮結構套件40。該力致動及壓縮彈簧50，由於壓迫桿58進入該圓筒60而壓縮於圓筒60中的空氣。可選擇地或額外地，彈簧50作為一阻尼器，使得經由力作功投入的一些動能被消散以及吸收該衝程。額外地，該左側牽引滑動元件62係於該些左側槽口64,66中移動。該右側牽引滑動元件62保持原位。
在一些實施例中，當至少一結構構件40係正在縮短時，這裡有至少一結構構件40係正在伸長，可選擇 地為相同程度，可選擇地為不同程度。在一些這樣的實施例中，組裝於兩結構構件內的彈簧及/或阻尼器應於第一結構構件壓縮及第二結構構件伸長的過程中壓縮，使得彈簧及/或阻尼器兩者分別地貢獻整體的機械能儲存及/阻尼。現在請參照圖3C，顯示該結構構件40現在藉由一力F而伸長。根據本發明，壓縮該彈簧50，即，例如該桿58正在壓縮配置於圓筒60內之空氣，即使結構構件40係伸長下。可能由於在這樣的情況下，該左側牽引滑動元件62係保持於與正常位置相比(圖3A)之原位，藉此該右側牽引滑動元件62係於圖3C中向左移動。當該右側牽引滑動元件62可於該外圓柱形元件54之複數槽口66內向左移動，藉由這樣的位移係經由於圖3C中向左移動內縱向元件54而產生。
圖4A-B根據本發明之實施例示意性圖解另一示範性輪子100之設計，係繞著轉動軸114轉動以及包括三對結構構件130a,130b,130c，係以於緊湊裝配下配置於一輪緣120之邊界，以及係連接於輪緣120及一輪轂110之間。所示輪轂120穿載一輪胎，可選擇地為一充氣或實心輪胎。可選擇地，所有成對實質上為於設計及/或機械特性上相同，可選擇地所有結構構件實質上為於設計及/或機械特性上相同。在一些實施例中，輪轂110為實質上整體為剛性且具有用以連接一驅動軸之一中心開口，以及包括三徑向伸展部，像是臂112。每一對結構構件，像是結構構件130b，係在其一端樞接於一對應臂，像是臂112，並且在其一第二端樞接於輪緣120之一對應凸出，像是凸出122。類似於圖2 中輪子10之結構構件40，每一結構構件，像是結構構件130b，包括二構件相互滑動，例如連接輪緣120之一內構件132a及連接輪轂110之外構件134a，係容納一彈簧及/或一阻尼器。不同於圖2中的輪子10，輪子100係實質上較小的直徑以及具有在輪轂110及輪緣120間相當小的空間，因此其需要使該些結構構件之裝配緊密結合。輪子100可作為用於一電動輪椅(PWC)之傳動輪，可選擇地尺寸為12或14英吋。在一14吋電動輪椅的輪子之情況下，輪轂110之幾何形狀係綁定(包括其臂/伸展部)為一圓形，其於直徑上可為50-100毫米，可選擇地為約75毫米，然而輪緣120內直徑可為100-200毫米，可選擇地為約170毫米。可選擇地，於輪轂110及輪緣120間之最大相對徑向運動為5至30毫米，可選擇地為15毫米。在此情況下適用，連接每一輪轂之臂之取代單一結構構件之成對的使用為可選擇的，根據所要求對於高度車輛/負荷重量之增強的強化、以及加強的側向穩定性及強度及/或增加之抗性來決定，並且可選擇地阻尼相對於輪轂之輪緣的偏搖及俯仰運動。
在一些實施例中，結構構件裝配係取決每一結構構件及於輪轂110中之臂/伸展部之間角度，當輪轂110及輪緣12一起為同心至輪子轉動軸時，其係連接。如於幾何學上所示，這裡可對於緊湊地裝配該些結構構件、配置一選定高度及最大允許的結構構件之伸展部長度之需求、以及經由結構構件所要求轉矩抗性效率的需求之間有一設計上的取捨，以抵抗在所有或特定轉矩上於輪轂110及輪 緣120之間的相對運動；所以於一輪子內，像是於圖2中之輪子10，取代一結構構件及其對應輪轂臂/伸展部之一實質上正交定位，於圖4A中之該輪子100具有它的複數結構構件實質上相對於對應輪轂臂/伸展部成銳角(acute)。
圖4B顯示兩種可能情況：情況(a)，可能如果在輪轂110上作功的重量及/或如果對於輪緣120之一衝擊沒有超過彈簧臨界時，於此輪緣120係同心於轉動軸114，以及情況(b)，可能如果在輪轂110上作功的重量及/或如果對於輪緣120之一衝擊超過彈簧臨界時，於此輪緣120係偏心於轉動軸114。於情況(a)中，所有的結構構件，像是結構構件130b,130c係到達標稱長度，然而於情況(b)中該些結構構件遭受不同長度變化，舉例及如圖所示，結構構件130b伸長及結構構件130c縮短。如圖所示，於情況(b)中，輪轂110相對於輪緣120往下移動，以及可選擇地這樣的徑向位移係可恢復的，因此，輪子110恢復到其標稱幾何比例，如圖所示於情況(a)中，一旦重量及/或作用衝擊或作用力的影響回到彈簧臨界之下時。
現在參照圖5A-B，根據本發明之實施例示意性顯示於一輪子200中的力分佈。輪子200可為該上述輪子或其他輪子，以及可對於連接至動力車輛或設置以發送轉矩至輪子的輪轂及輪緣或於其中任何地方之其他運輸工具而有合適的尺寸、形狀、設計及設置；這些包括但不侷限於電動或助力之輪椅、自行車以及電動自行車、電動腳踏車、汽車、卡車、手推車、包括螺儀控制車輛之自平衡運 輸設備(像是賽格威責任有限公司的電動平衡車(SegwayTM))。
輪子200，繞著一轉動軸214轉動，係合併一懸吊單元(圖未示)，其係配置於一輪轂外周部210及一輪緣220之間。在一些實施例中以及如圖所示，於輪子200中之懸吊單元保持切線對稱，因此將在所有可能衝擊角度上達成一類似懸吊效果。並且，於輪子200中之懸吊單元係配置以在至少一車輛本身重量、加速度及減速(煞車)、以及不同衝擊大小及角度的存在下保持於輪緣220、輪轂周部210以及轉動軸214間之同心度。可選擇地，於所有方向上以一近似的程度預先加載該懸吊單元。
在一些實施例中，輪子200之懸吊單元包含一弧形非對稱設計，包括連接於輪轂210及輪緣220間之至少三結構構件，較佳為平均地間隔，每一個結構構件在其一第一端係樞接至於該輪轂中210中之一周埠(像是埠212)及在其一第二端係樞接至該輪緣220中之一向內埠(像凸出222)，所有的結構構件有它們的向量，係偏心於轉動軸214。如圖所示，輪子200係受於在它中心點向下作用之一重量W及/或可經由一馬達或其他裝置(包括腳踏車的踏板)、也可以是在輪轂210、輪緣220或於此之間任何地方所施加之一轉矩T。經由該些結構構件產生對重量W之相反阻力，也就是力F1,F2,F3，於其所對應結構構件縱軸方向上投影。由該些結構構件抵抗重量W之該合成力係基於該些力的垂直部分為F1y+F2y+F3y。經由該些結構構件一起產生對於轉矩 T之相反阻力矩，係基於該些阻力及從輪轂中心起之力臂長度L，其為(F1+F2+F3)*L。可使用幾何參數例如埠212,222至輪轂中心214之距離，及結構構件組的數量(在此例子中：3)，來計算長度L。
圖6A-C根據本發明之實施例示意性圖解在輪子內結構構件之不同裝配方向。圖6A顯示一輪子310，包括具有一半徑r1之一輪轂外邊界311，具有一半徑R1之一輪緣內邊界312，以及複數(在此例子中：3)結構構件，其包括結構構件313，且係於輪子310中心周圍平均分佈及軸向對稱。在一些實施例中，於其允許一受控制及相對運動及/或可恢復位移後，該些結構構件係設置以維持於力及力矩達到一預定閥值下輪轂311及輪緣312為同心及非轉動的。每一結構構件係在其兩端作連接，其包括連接至輪緣312之一第一端及連接至輪轂311之一第二端；其中，在輪轂上的複數連接係平均分佈於輪轂外邊界311以及在輪緣上的複數連接係平均分佈於輪緣內邊界312。如圖所示，所顯示標稱形式下的該些結構構件係定向於相對於垂直輪緣半徑R1之一角度α 1以及產生相對於輪子中心之一垂直距離或一力臂長度L1，並且就一固定半徑r1及R1、以及角度α 1考量決定結構構件313之該標稱長度。在一些實施例中，為了允許對於結構構件31而言一較大標稱長度，可選定一較小角度α 1，例如一角度實質上小於30°(或可選擇地對於包括n個結構構件之一輪子，實質上小於30*(n-2))，但可選擇地實質上大於0°；儘管這樣將導致力臂長度L1減少， 以至於在該些結構構件中要求一較大的最低門檻以無須改變於輪轂及輪緣間之同心度而克服施加至輪子310之力矩。
圖6B顯示一輪子320，包括具有一半徑r2之一輪轂外邊界321，具有一半徑R2之一輪緣內邊界322，以及複數(在此例子中：3)結構構件，其包括結構構件323，且係於輪子310中心周圍平均分佈及軸向對稱。在一些實施例中，於其允許一受控制及相對運動及/或可恢復位移後，該些結構構件係設置以維持於力及力矩達到一預定閥值下輪轂321及輪緣322為同心及非轉動的。每一結構構件係在其兩端作連接，其包括連接至輪緣322之一第一端及連接至輪轂321之一第二端；其中，在輪轂上的複數連接係平均分佈於輪轂外邊界321以及在輪緣上的複數連接係平均分佈於輪緣內邊界322。如圖所示，所顯示標稱形式下的該些結構構件係定向於所選定相對於垂直輪緣半徑R2之一角度α 2以具有於結構構件323及輪緣內邊界322間之切線關係，因此半徑r2等於力臂L2。就此而言，力臂L於本實施例中為最大可能的長度，於每一個結構構件之選定臨界可小於一給定力矩。
圖6C顯示一輪子330，包括具有一半徑r3之一輪轂外邊界331，具有一半徑R3之一輪緣內邊界332，以及複數(在此例子中：3)結構構件，其包括結構構件333，且係於輪子330中心周圍平均分佈及軸向對稱。在一些實施例中，於其允許一受控制及相對運動及/或可恢復位移後， 該些結構構件係設置以維持於力及力矩達到一預定閥值下輪轂331及輪緣332為同心及非轉動的。每一結構構件係在其兩端作連接，其包括連接至輪緣332之一第一端及連接至輪轂331之一第二端；其中，在輪轂上的複數連接係平均分佈於輪轂外邊界331以及在輪緣上的複數連接係平均分佈於輪緣內邊界332。所顯示標稱形式下的該些結構構件係定向於相對於垂直輪緣半徑R3之一角度α 3以及產生相對於輪子中心之一垂直距離或一力臂長度L3。在本實施例中，角度α 3等於30°(或可選擇地對於包括n個結構構件之一輪子，實質上為90*(n-2))，因此結構構件332係對準至內接於輪緣內邊界332中之一等邊三角形334之一對應側邊。這樣的形式係特別是於相較於輪緣為一較大直徑輪轂的情況下可使用，且具有於力臂長度L3及結構構件的標稱長度之間之一有效平衡。
以下為例子：L=該力臂；n=於輪子中結構構件之總數；N=於每一群中之結構構件數量(例如，一對)；180*(n/N-2)/(n/N)=一正多邊形具有n/N邊之內角；α=於從在輪緣的最高點起之一結構構件以及頂點起的輪緣半徑之間；W=作用輪子中心之所有重量；T=沿著轉動軸周圍於輪子上作用之總力矩； Fi(i=1,2,3,…,n)=於結構構件i上作用之等效力；Fiy=Fi的垂直部分的力
在一些實施例中，該閥值，Ft，其決定每一結構構件中力的大小，於其上將從其從其標稱尺寸而改變，可選擇地導出為[經由該轉矩起源輸出至輪子及除以該長度L之一最大允許轉矩，Tm]以及[可根據不同因子像是，所允許增加至車輛的加載，輪子的數量，重心等而選定一最大允許重量Wm]之最高值。
例子1：計算對於示範性腳踏車之理論最小閥值
一腳踏車之一示範性主動輪子(輪緣半徑R為30公分及輪轂半徑r為10公分)係預設以於最大允許重量Wm為100公斤下維持同心度。經由一轉矩源(輪轂馬達或人類操作踏板，與一可選擇傳動裝置結合)產生的最大允許轉矩Tm為5公斤*公尺。主動輪包括三結構構件，可選擇地類似於圖2中的輪子10及於圖6B中的輪子320。
總體來說：Wm=100公斤
Tm=5公斤*公尺
R=0.3公尺
L=r=0.1公尺
n=3
N=1
因此，Tm/L/n=5/0.1/3=16.67公斤，意指如果於結構構件中之該抵抗元件係預先加載16.67公斤，之後甚至在最大允許轉矩Tm上、在常速或沒有速度下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
同樣地，以及考量到F1y=F1*cos(α)，F2y=F2*cos(30+α)，F3y=F3*cos(30-α)及sin(α)=r/R，然後α=arcsin(r/R)=arcsin(1/3)=19.47°。即使Wm=(F1y+F2y+F3y)而且F1=F2=F3=100/(cos(19.47)+cos(49.47)+cos(10.53))=2*F2y*cos(30)，因此F3y=F2y=100/2/cos(30)=38.82公斤，意指如果於結構構件中之該抵抗元件係預先加載38.82公斤，之後甚至在最大允許重量Mm上、在沒有轉矩下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
例子2：計算對於示範性電動輪椅之理論最小閥值
一電動輪椅之一示範性主動輪係預設以於最大允許重量Wm為150公斤下維持同心度。經由一轉矩源(輪轂馬達或人類操作踏板，與一可選擇傳動機構結合)產生的最大允許轉矩Tm為8公斤*公尺。主動輪包括六結構構件等同於三對結構構件，以及係可選擇地類似於圖4A中的輪子100及於圖6C中的輪子330。
總體來說： Wm=150公斤
Tm=8公斤*公尺
L=0.05公尺(示範性力臂長度)
n=6
N=2
因此，Tm/L/n=8/0.5/6=26.67公斤，意指如果於結構構件中之該抵抗元件(例如，它們所容納的彈簧)係預先加載26.67公斤，之後甚至在最大允許轉矩Tm上、在常速或沒有速度下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
同樣地，以及考量到F2y=F3y及F1y=0，而且Wm=(2*F1y+2*F2y+2*F3y)=4*F2y*cos(30)，因此F3y=F2y=150/4/cos(30)=43.3公斤，意指如果於結構構件中之該抵抗元件係預先加載43.3公斤，之後甚至在最大允許重量Mm上、在沒有轉矩下、在常速或沒有速度下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
例子3：計算對於私人汽車之理論最小閥值
一私人汽車之一示範性主動輪係預設以於最大允許重量Wm為375公斤下維持同心度。經由一轉矩源(輪轂馬達或人類操作踏板，與一可選擇傳動機構結合)產生的最大允許轉矩Tm為150公斤*公尺。主動輪包括10個結構 構件等同於5對結構構件。
總體來說：Wm=375公斤
Tm=150公斤*公尺
L=0.2公尺(示範性力臂長度)
n=10
N=2
因此，Tm/L/n=150/0.2/10=75公斤意指如果於結構構件中之該抵抗元件(例如，它們所容納的彈簧)係預先加載75公斤，之後甚至在最大允許轉矩Tm上、在常速或沒有速度下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
同樣地，以及考量到F1y=F2y=F3y=F4y，以及F5y=0，而且Wm=(2*F1y+2*F2y+2*F3y+2*F4y+2*F5y)=4*F1y*cos(18)，因此F1y=F2y=F3y=F4y=375/8/cos(18)=49.29公斤，意指如果於結構構件中之該抵抗元件係預先加載49.29公斤，之後甚至在最大允許重量Mm上、在沒有轉矩下、在常速或沒有速度下、以及沒有任何力量作用在該輪子上，則所有結構構件將於理論上不會改變它們的標稱長度以及該輪轂及該輪緣維持同心。
現在參照圖7A-G，係根據本發明之實施例圖解合併一轉矩源之一示範性輪子400之示意圖。輪子包括一輪緣402及一輪轂403。在一些實施例中，輪轂403係為 併入轉矩源401之一輪轂馬達的一形式。轉矩401係能夠產生轉矩，並達到一最大轉矩(例如，‘Tm’)，以及係用以繞著一轉動軸404轉動輪子400，可選擇地特定轉動輪緣402。在一些實施例中，輪轂403係在轉矩小於最大轉矩Tm下軸向及/或徑向固定至輪緣402以及係在轉矩大於最大轉矩Tm下相對於輪緣可恢復地轉動及/或移動。
在一些實施例中，輪子包括至少一結構構件405，係配置於輪緣402及輪轂403間。可選擇地，藉由於輪轂403及輪緣402間的定位，該至少一結構構件405當其係在其標稱尺寸及/或形狀時提供一正常固定距離及/或可選擇地於其中之同心度，如圖7A-G所示。在一些實施例中，該至少一結構構件405係適於當施壓達一閥值時保持該距離以及當施壓超過該閥值時係可恢復地改變。
可選擇地，每一個結構構件405係一懸吊單元407之部分。在一些實施例中，懸吊單元407包括至少三結構構件405，係排列當至少一或其它結構構件405於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時於轉動軸404周圍而彼此軸向對稱。在一些實施例中，當至少一或其它結構構件405於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時，輪緣402之中心點406與轉動軸404一致。每一結構構件405係可選擇地設置以在相對於輪緣402之中心點406之輪轂403的位移及/或轉動過程中改變相對於其之標稱尺寸及/或標稱形狀的尺寸及/或形狀。
在一些實施例中，輪子400，可選擇地其之懸 吊單元407，可選擇地其之至少一結構構件405，係包括至少一運動抵抗元件408(如圖7E所示)，其適於在轉矩小於經由轉矩源401產生之該最大轉矩下維持至少一結構構件405在其之標稱尺寸及/或標稱形狀上。可選擇地，作為選擇地或額外地，至少一或每一運動抵抗元件408係適於保持相對於輪緣402之中心點406之輪轂403的轉動及/或位移。在一些實施例中，任何或每一運動抵抗元件408包括一懸吊彈簧，像是一空氣彈簧(如圖所示)或一螺旋彈簧。任何或每一這樣的懸吊彈簧可被預先加載，當一對應結構構件405在其標稱尺寸及/或形狀時，其可被設置僅於壓縮力大於一閥值時來壓縮一較小長度。在一些實施例中，至少一或每一結構構件405係設置以在相對於所對應的結構構件405之標稱尺寸及標稱形狀之至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上(類似於如同圖3A-C先前描述及所示)壓縮該懸吊彈簧。
在一些實施例中，輪子400，可選擇地其之懸吊單元407，可選擇地其之至少一結構構件405，可選擇地其至少一運動抵抗元件408，係包括一阻尼器，其設置以於相對於輪緣402之中心點406之輪轂403的轉動及/或位移過程中消散動能。在這樣特定的例子中，運動抵抗元件408功能相同於一空氣彈簧以及一螺旋彈簧，並且可選擇地包括一具有一微孔之活塞409，以有助於在活塞衝程過程中通過之流體的流體摩擦力(圖未示)。
在一些實施例中，輪子400，可選擇地其之輪 轂403，可選擇地其之轉矩源401，係包括一定子構件410及一轉子構件411(如圖7C所示)。如圖所示，定子構件410可被容納於轉子構件411內以及包括複數徑向伸展部，像是伸展部422，每一個係繞有一導電線圈，用以產生電磁場。轉子構件411係繞著定子構件410不受限制地轉動並且包括偶數數目磁鐵，像是磁鐵423，相同於定子構件410之徑向伸展部的數目。該些磁鐵係排列以使得每二鄰接磁鐵具有相反極性。於連接線圈至一電流源上，該產生電磁場導致轉子構件411來轉動。在一些實施例中，一軸424係軸向固定至轉子構件411並且係允許不受限地轉動它。可選擇地，軸424係連接或可連接至外部轉矩源(例如，腳踏車踏板，鏈體或齒輪，係配置於其間)，其可替換，起始及/或增加轉矩動力至崁入於輪轂403之轉矩源401。
可選擇地，該至少一結構構件405連接輪緣402及輪轂403，可選擇地特別在轉子構件411上。在一些實施例中，轉子構件411係在其一第一部分連接至一第一支撐件405a，以及在其之一平均間隔的第二部分連接至實質上相同於第一支撐件405a之一第二支撐件405b。在一些實施例中，加載輪轂馬達403只有達到一大於一預定閥值時將導致第一支撐件405a來伸長以及第二支撐件405b來壓縮，因此第一支撐件405a之一第一懸吊彈簧及第二支撐件405b之一第二懸吊彈簧兩者壓縮使得其之一累積壓縮力抵抗此加載。
在一些實施例中，至少一或每一結構構件405 係設置及排列以經由具有一長度‘r’之一力臂對遠離該轉動軸404之一(對應)輪轂部分412產生一連續變化力，高達一最大力Fm。一‘力臂’，應於此被定義為從一力臂之支點至該工作(例如，力)之作用或重量作用之線段的垂直距離。在施加最大力Fm至該輪轂部分412上時，一最大阻力矩‘M’係產生為該最大力Fm及該最大力臂413之一乘積(即，M=Fm X r)，係相等或大於在一系列允許轉矩中之一最大轉矩Tm以及相反於該最大轉矩之方向(即，M-Tm)。
在一些實施例中，至少一或每一結構構件405包括相互可滑動連接之二縱向元件，使得該一結構構件405係設置以於該位移及/或轉動過程中相對於輪緣402之一中心點406來伸長或壓縮。在一些實施例中，至少一或每一結構構件405包括圍住一內腔之一外縱向元件414以及可滑動於該內腔之一內縱向元件415。外縱向元件414包括一第一外槽416及一第二外槽417。內縱向元件415包括一第一內槽418及一第二內槽419。一第一滑銷420係配置於第二外槽417及第一內槽418，以及一第二滑銷421配置於第一外槽416及第二內槽419。運動抵抗元件408，像是一懸吊彈簧，在示範性實施例中係在其之一第一端連接至第一滑銷420以及在其之一第二端連接至第二滑銷421(如圖7E所示)。
在一些實施例中，藉由調整槽口416,417,418,419之尺寸及排列，使得於外縱向元件414及內縱向元件415間之一中心相對距離上(如果它們相互滑動遠 離從而伸展至一較大總長度，或是如果它們彼此滑動從而壓縮至一較小總長度)，該第一滑銷420及該第二滑銷421係藉由該懸吊彈簧而推至一最大距離。在一些這樣實施例中，於外縱向元件414及內縱向元件415間之任何非中心相對運動上，該第一滑銷420及該第二滑銷421係推進以接近至一小於該最大距離之一距離，由此於其間壓縮該懸吊彈簧。
於本發明中提及之所有的刊物、專利及專利申請係於此均併入本發明以供參考，就像與具體和單獨地指示每個單獨的出版物、專利或專利申請以通過引用於此併入的相同的範圍。此外，本申請的任何參考的引用或鑒定不應被解釋為承認這樣的參考可使用作為本發明之現有技術。對於使用的章節標題之範圍，它們不應被解釋為必需限制的。
1a‧‧‧輪子
2a‧‧‧輪緣
3a‧‧‧輪轂
4a‧‧‧驅動軸
5a‧‧‧轉矩源
6a‧‧‧結構構件

Claims (34)

  1. 一種輪子，係具有可連接至一車輛及可繞著一轉動軸轉動之懸吊系統，該輪子包括：一輪轂；一輪緣；以及一懸吊系統，具有位於該輪轂及該輪緣間之至少一結構構件，從而提供於此之間之一標準固定距離；其中，該至少一結構構件係適於當受壓達到一閥值時保持該距離以及適於當受壓超過該閥值時可恢復地改變該距離，並且該至少一結構構件當該輪轂及該輪緣彼此在該距離上時達一標稱長度；其中，該至少一結構構件包括一懸吊彈簧，該懸吊彈簧係設置及排列使僅在相對於該結構構件之該標稱長度之該至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上作壓縮。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，當該至少一結構構件到達其之該標稱長度時，該懸吊彈簧被預先加載。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括一阻尼器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括相互可滑動連接之一第一縱向元件及一第二縱向元件。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之輪子，其中，該第一縱向元件係至少部分地位於該第二縱向元件內。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之輪子，其中，該懸吊彈簧之兩端部係連接至該第一縱向元件及該第二縱向元件之至少一個。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，該至少一結構構件以對於該輪緣之一中心點而言為一非徑向方式而連接至該輪轂。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，該輪轂為包括一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中該至少一結構構件包括：一外縱向元件，係圍住一內腔，且包括一第一外槽口及一第二外槽口；一內縱向元件，係滑動於該內腔，且包括一第一內槽口及一第二內槽口；一第一滑銷，係配置於該第一外槽口及該第一內槽口；以及一第二滑銷，係配置於該第二外槽口及該第二內槽口；其中，該懸吊彈簧所具有其之一第一端與該第一滑銷連接，以及所具有其之一第二端與該第二滑銷連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之輪子，其中，調整該些槽口之尺寸及排列，使得當該至少一結構構件到達其之該標稱長度時，該第一滑銷及該第二滑銷係經由該懸吊彈簧而推動至一最大距離； 其中該至少一結構構件在除了其之該標稱長度之任何長度上，施力於該第一滑銷及該第二滑銷以彼此靠近至小於該最大距離之一距離，從而壓縮於此之間之該懸吊彈簧。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之輪子，其中，該輪轂係在其之一第一部分上連接一第一結構構件，以及在其之一平均間隔的第二部分上連接實質上相同於該第一結構構件之一第二結構構件；其中，加載該輪轂，只有當加載至大於該閾值之一數值時，將導致該第一結構構件伸長以及該第二結構構件壓縮，使得該第一結構構件之一第一懸吊彈簧以及該第二結構構件之一第二懸吊彈簧兩者壓縮，從而由此之一累積壓縮力抵抗該加載。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之輪子，其中，該至少一結構構件係設置及排列以經由一力臂對遠離該轉動軸之一輪轂部分產生一連續可變力，直至一最大力，且，其中在施加該最大力至該輪轂部分上時，一最大阻力矩係產生為該最大力及該最大力臂之一乘積，係相等或大於在一系列允許轉矩中可經由崁入或連接至該輪子之一轉矩源而生成之一最大轉矩，以及係相反於該最大轉矩之方向。
  13. 一輪子，係合併及可連接至能夠產生轉矩達到用以繞著一轉動軸轉動該輪子之一最大轉矩之一轉矩源，該輪子包括：(1)一輪緣；(2)一輪轂；以及 (3)一懸吊單元，包括：(a)至少一結構構件，係至少部分地配置於該輪緣及該輪轂間，以及係設置以於該輪緣相對於該輪轂之一中心點之位移及轉動的過程中在相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變；以及(b)至少一運動抵抗元件，係適於在轉矩小於該最大轉矩下維持該結構構件於其之相同的尺寸及/或形狀。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該懸吊單元更包括一阻尼器，該阻尼器係設置以於該位移及該轉動之過程中消散動能。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該輪轂包括具有一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括連接該輪緣及該轉子構件。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，當該至少一結構構件於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時，該輪轂之該中心點與該轉動軸一致。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該懸吊單元包括至少三結構構件，且包含該至少一結構構件，係排列當該至少一結構構件於其之該標稱尺寸及/或該標稱形狀時於該轉動軸周圍而彼此軸向對稱。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該至少一結構構件係設置及排列以經由一力臂對遠離該轉動軸之一輪轂部分產生一連續可變力，高達一最大力，其中在施加該最 大力至該輪轂部分上時，一最大阻力矩係產生為該最大力及該最大力臂之一乘積，係相等或大於在一系列允許轉矩中之一最大轉矩(torque)以及相反於該最大轉矩之方向。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括相互可滑動連接之二縱向元件，使得該至少一結構構件係設置以於該位移及/或轉動過程中伸長或壓縮。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括該至少一運動抵抗元件。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之輪子，其中，該至少一運動抵抗元件包括一懸吊彈簧，如一空氣彈簧或一螺旋彈簧。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之輪子，其中，該懸吊彈簧在該標稱尺寸及該標稱形狀時被預先加載以及係設置於壓縮力大於一閥值下而壓縮。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之輪子，其中，該至少一結構構件係設置以在相對於該結構構件之該標稱尺寸及該標稱形狀之該至少一結構構件的壓縮及伸長兩者上壓縮該懸吊彈簧。
  25. 如申請專利範圍第14項所述之輪子，其中，該至少一結構構件包括該阻尼器。
  26. 如申請專利範圍第14項所述之輪子，其中，該至少一運動抵抗元件包括該阻尼器。
  27. 一種輪子，係合併或可連接至能夠產生一最大轉矩之一轉矩源，該輪子包括： (1)一輪緣；以及(2)一輪轂，係於轉矩小於該最大轉矩下軸向及/或徑向固定於該輪緣，以及於轉矩大於該最大轉矩下相對於該輪緣之一中心點為可恢復及/或可位移。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之輪子，其中，該輪轂包括一定子構件及一轉子構件之一輪轂馬達。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之輪子，更包括至少一運動抵抗元件，係適於抵抗相對於該輪緣之該中心點之該輪轂之該位移及該轉動。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之輪子，更包括一阻尼器，係設置以在相對於該輪緣之該中心點的該輪轂之該位移及該轉動的過程中消散動能。
  31. 如申請專利範圍第27項所述之輪子，其中，更包括該至少一結構構件，係於該輪緣相對於該輪轂之一中心點的位移及轉動的過程中可相對於其之一標稱尺寸及/或一標稱形狀之尺寸及形狀上改變。
  32. 一種輪椅，包括如申請專利範圍第1至12項之任一項所述之一輪子、如申請專利範圍第13至26項之任一項所述之一輪子、及/或如申請專利範圍第27至31項之任一項所述之一輪子。
  33. 一種腳踏車，包括如申請專利範圍第1至12項之任一項所述之一輪子、如申請專利範圍第13至26項之任一項所述之一輪子、及/或如申請專利範圍第27至31項之任一項所述之一輪子。
  34. 一種動力車輛，如一汽車，包括如申請專利範圍第1至12項之任一項所述之一輪子、如申請專利範圍第13至26項之任一項所述之一輪子、及/或如申請專利範圍第27至31項之任一項所述之一輪子。
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