TWI491529B - 可摺疊之機踏車 - Google Patents

Description

可摺疊之機踏車

本發明之實施例大體上係關於運輸車輛，且更特定言之係關於用於兩輪車輛之可收縮框架。

由於機車及機踏車之較低的所有權成本及降低之能量消耗，機車及機踏車對汽車而言為具吸引力的替代物。機車或機踏車具有的限制之一為在車輛不在使用中時其所佔用的空間。

儘管在此項技術中已知摺疊腳踏車，但摺疊腳踏車之可摺疊框架不適用於機動車，此係因為腳踏車框架不能經受相同量之力及扭力。在此項技術中已知可收縮之立式機踏車，但此等解決方案簡單地允許使用者收縮機踏車之把手總成。此等解決方案並未有效地減小機踏車不在使用中時之空間。

本發明之實施例描述待藉由兩輪車輛利用之四邊形框架。該四邊形框架可包括前垂直總成與後垂直總成及頂部可收縮水平總成與底部可收縮水平總成，該等水平總成垂直地收縮。藉由使四邊形框架之水平總成收縮，應理解，此可顯著地減小車輛所佔用之空間。

以下描述包括具有藉由本發明之實施例的實施之實例所提供之說明的諸圖之論述。應藉由實例而非藉由限制來理解該等圖式。如本文中所使用，參考一或多個「實施例」應理解為描述本發明之至少一實施中所包括的特定特徵、結構或特性。因此，在本文中出現之諸如「在一實施例中」或「在一替代實施例中」之短語描述本發明之各種實施例及實施，且未必全部指代同一實施例。然而，其亦未必相互排斥。

以下為某些細節及實施之描述，包括圖式之描述，其可描繪下文所描述之實施例中的一些或全部，以及本文中所呈現之發明性概念之其他可能實施例或實施的論述。下文提供本發明之實施例之概述，繼之以參考圖式的更詳細描述。

圖1 說明根據本發明之一實施例之車輛框架。在此實施例中，四邊形框架100係完全地擴展的(與下文所描述之部分地或完全地收縮相反)。在此實施例中，四邊形框架100為具有相對垂直總成110及120與相對水平總成130及140之相對正方形框架。應理解，參考「垂直」及「水平」總成僅僅為了識別第一組對置總成及第二組對置總成。在其他實施例中，四邊形框架100之定向及形狀可使得每一總成既不相對「水平」亦不相對「垂直」。因此，在其他實施例中，該框架可為具有第一組對置(例如，面對且平行)總成及第二組對置(例如，面對且平行)總成之任何四邊形形狀。

水平總成130及140各自分別包括中央托架部分135及145。在此實施例中，中央托架部分135及145各自處於其各別水平總成之中點處，且兩者允許每一總成如下文所描述而向上收縮。

框架100進一步包括槓桿170。在此實施例中，將向下的力施加於槓桿170上至少部分地使得水平總成130及140能夠如下文所描述而收縮。

藉由一系列經配置之虛擬平行四邊形子連桿(特定言之，連桿101至106)來界定及約束框架100。框架100之每一象限含有虛擬平行四邊形子連桿101至106中之一者。此等子連桿經由垂直總成110及120與中央托架135及145相關。在此實施例中，每一垂直總成提供一固定相關的平行四邊形(亦即，虛擬平行四邊形子連桿101及104)。

如下文所描述，框架100經由兩個連結的平行四邊形180及190而摺疊，平行四邊形180及190共用共同的虛擬支腳或連桿199(亦即，平行四邊形180係藉由虛擬平行四邊形連桿101至103及虛擬支腳199形成，而平行四邊形190係藉由虛擬平行四邊形連桿104至106及虛擬支腳199形成)。

在一實施例中，歸因於如下文所描述之包括於水平總成130中的齒輪傳動子總成，平行四邊形180及190以鏡面對稱關係工作。齒輪傳動子總成使角度150(藉由總成110及130形成)與155(藉由總成120及130形成)在所有框架狀態(亦即，在擴展與收縮之間且包括擴展與收縮的任何狀態)中保持彼此相等。

在此實施例中，在框架100處於中性位置(亦即，擴展)之同時，虛擬子連桿101至106關於垂直軸線(例如，虛擬支腳199)鏡面對稱，但未必關於水平軸線鏡面對稱-亦即，虛擬子連桿101與虛擬子連桿104鏡面對稱，虛擬子連桿102與虛擬子連桿105鏡面對稱，且虛擬子連桿103與虛擬子連桿106鏡面對稱。

然而，自水平軸線等距地複製及圖案化該等虛擬子連桿。重要的是注意，在此實施例中，最小的有效連桿係藉由正方形(或45-45-90三角形之較大支腳)的兩個相對轉角之連接件界定。然而，在替代實施例中，可用藉由任何四邊形之相對轉角所界定的有效子連桿來複製摺疊機構。

圖2 為根據本發明之一實施例部分摺疊或收縮之車輛框架的說明。在此實施例中，至少部分地藉由施加至槓桿170之向下的力270而起始框架100之部分收縮。

在此說明中，顯然，鏡面對稱連桿幾何形狀(亦即，平行四邊形280及290)使垂直總成110及120一直保持平行。在此部分收縮狀態中，除了子連桿101及104以外，所有虛擬子連桿連同平行四邊形280及290一起關於圖1改變(亦即，虛擬子連桿202、203、205及206)。

歸因於如下文所描述之包括於水平總成130中的齒輪傳動子總成，平行四邊形280及290以鏡面對稱關係工作。如上文所論述，齒輪總成使角度150(藉由總成110及130形成)與155(藉由總成120及130形成)一直保持彼此相等。

圖 3 為根據本發明之一實施例之個別虛擬子連桿的說明。在此實施例中，小的虛擬連桿310及330分別與兩個其他小的虛擬連桿320及340具有直接且固定的關係。因此，虛擬子連桿202與203為相等的，虛擬子連桿101與虛擬支腳199亦為相等的，藉此產生平行四邊形280。

在此實施例中，小的連桿330穩固地連結至其鏡面對稱之對應物(小的連桿340)，藉此產生錨定常數等腰梯形350。因此，虛擬連桿202與虛擬連桿205具有恆定的鏡面對稱關係(如圖1至圖2中所見)。

此外，歸因於垂直總成110具有固定之長度及位置，小的連桿310及320長度相同，平行且具有固定位置。因此，虛擬連桿101遍及框架100在擴展與收縮之間的各種階段為恆定的。

圖4 為根據本發明之一實施例部分摺疊或收縮之車輛框架的說明。在此實施例中，框架400與如圖2中所描述的部分收縮框架100類似(由此，包括相同的虛擬連桿)。在此實施例中，額外的垂直總成450耦接至水平總成130及140以提供用於輔助摺疊之機械利益。藉由施加向下的力270至槓桿170，力施加至水平總成130及140兩者，藉此與圖1至圖2中所描述之實施例相比添加機械利益至摺疊機構。

圖5 為根據本發明之一實施例之收縮的車輛框架之說明。在此實施例中，因為水平總成130(未圖示)及140(如以部分140a及140b所示)完全地摺疊，所以框架400完全地摺疊。類似於先前所描述之車輛框架，虛擬子連桿502與虛擬子連桿505鏡面對稱，而虛擬子連桿503與虛擬子連桿506鏡面對稱。

圖6a 為根據本發明之一實施例之平行連桿子系統的說明。平行四邊形連桿子系統600可包括於上文所描述之任何水平總成中。子系統600提供機械擋板以防止整個框架(例如，如上文所描述之框架100及400)在錯誤方向上摺疊及「過度摺疊」。

在一實施例中，水平子組件620之面625在各別框架處於中性(亦即，展開)位置時與對應水平子組件610的面615會合或連接。應理解，此實施例防止中央托架145移動至低於所要位置之位置(亦即，該實施例防止框架在錯誤方向上摺疊)。應理解，在完全摺疊位置之水平子組件之連接件(如圖5中所示，元件140a及140b)類似地防止各別框架的「過度摺疊」。在一些實施例中，車輛之水平子組件係藉由鎖定機構而進一步加固以防止不合需要的摺疊。

圖6b 為根據本發明之一實施例之齒輪傳動連桿子系統的說明。齒輪傳動連桿子系統690可包括於上文所描述之任何水平總成中。在此實施例中，水平子組件660及665中之每一者係經設計以維持如上文所描述之恆定的虛擬子連桿之齒輪傳動總成。該等齒輪傳動總成防止針對各別水平總成之不等的摺疊角度(例如，如圖1至圖2中之角度150及155)。

圖7a 為根據本發明之一實施例之轉向系統的說明。在一實施例中，可收縮框架包括右把手700及左把手705。在此實施例中，將前向力施加於右把手700上使前輪760逆時針(自騎車人的視角)旋轉或使車輛向左轉；將前向力施加於左把手705上使前輪770順時針(自騎車人的視角)旋轉或使車輛向右轉。

經由自把手700及705分別至各別小托架710及715之指向連結而達成上文所描述的轉向功能性。筆直連桿720及725各自在其末端上包括樞軸且各自分別耦接至機械利益托架710及715。該等筆直連桿分別進一步耦接至U形鉤730及735。該等U形鉤各自進一步耦接至樞軸塊740。此塊進一步耦接至前叉部750(其耦接至前輪760)。因此，如下傳輸轉向扭力：把手(700、705)至機械利益托架(710、715)至U形鉤(720、725)至樞軸塊740至前叉部750。

上文所描述之轉向系統之幾何形狀連同把手700及705的位置允許轉向組件隨著框架經歷摺疊及展開而保持不中斷。如圖7b 中所示，樞軸塊740之中心(藉由U形鉤720及725之旋轉軸與前叉部750之連接軸線的交叉部分所界定)與摺疊框架之樞轉點780對準。把手700及705在所有框架狀態(亦即，在摺疊與展開之間且包括摺疊及展開的任何狀態)中在與樞轉點780保持恆定距離的樞轉點790處連接至轉向系統。因此，在U形鉤樞軸塊740之中心、機械利益托架710之下部樞轉軸線及機械利益托架710之上部樞轉軸線之間產生三角形關係(且類似地，在U形鉤樞軸塊740之中心、機械利益托架715之下部樞轉軸線及機械利益托架715之上部樞轉軸線之間產生三角形關係)。此三角形關係在所有框架狀態期間為恆定的，由此上文所描述之轉向系統在所有框架狀態中與框架在功能上及幾何形狀上一致。此幾何形狀亦可使前輪760在摺疊被起始時在中性位置對準自身。

圖8 說明根據本發明之一實施例的轉向系統。在此實施例中，該轉向系統包括把手810以使前輪890轉彎。把手810可經由安裝柱830耦接至可收縮總成800之水平連桿820。該安裝柱可隨把手810樞轉且進一步耦接至第一定製多樞軸連接器840。該多樞軸連接器可進一步耦接至第二多樞軸連接器850，第二多樞軸連接器850耦接至轉向管柱860。因此，施加至把手810之力經由上文所描述之組件轉移至前輪890。應理解，在總成800摺疊(連同如上文所描述之相對水平總成一起)之同時，把手810保持不斷地與樞轉水平部件有關，藉此允許不中斷的框架摺疊。

圖9 說明根據本發明之一實施例的車輛。在此實施例中，車輛900包括四邊形框架905，此處係以部分摺疊之狀態展示(與如上文所描述的完全收縮或完全擴展相對)。在此實施例中，四邊形框架905包括垂直總成910及920與水平總成930及940。在此實施例中，四邊形框架905在完全擴展時具有矩形形狀，其中水平總成930及940各自長於垂直總成910及920。

水平總成930及940各自分別包括托架935及945，以使得該等總成能夠摺疊(亦即，收縮)。在此實施例中，托架935及945各自處於其各別水平總成的中點處，且兩者允許每一總成向上收縮。在一些實施例中，車輛900進一步包括鎖定機構以幫助將框架905維持於擴展或摺疊狀態中。

車輛900亦包括槓桿950。在此實施例中，將向下的力施加於槓桿上至少部分地使得水平總成930及940能夠收縮(藉由使用者施加向上的力至把手950及955可進一步使得該等總成能夠收縮)。在一實施例中，車輛900在槓桿950之對置側上包括第二槓桿，該第二槓桿可獨立地工作或可與槓桿950耦接。

中央空間或空隙960在車輛900如上文所描述(例如，在圖5中)而完全摺疊時消除。在一些實施例中，框架905之水平及垂直總成可具有某一長度，以使得空隙960可容納適當大小的貨物。

車輛900可進一步包括各自耦接至框架910之前輪970及後輪975。在此實施例中，前輪970耦接至垂直總成910且後輪975耦接至垂直總成920與水平總成930兩者。應理解，在其他實施例中，前輪970及後輪975可耦接至車輛框架905之不同部分及位置。在此實施例中，前輪970及後輪975在所有車輛狀態中支撐車輛900。在其他實施例中，槓桿950在大約90度的旋轉之後能夠充當車輛900之中央支架(亦即，後輪975被抬離地面)。

車輛900進一步包括定位於座位990下方以驅動後輪975的馬達980。在一實施例中，馬達980包括於垂直總成920內，以便不會影響框架905之移動(亦即，可收縮性)。

熟習此項技術者將認識到，可在不脫離所主張之本發明之範疇的情況下對所描述之實施例進行眾多修改及改變。當然，應理解，本發明之修改在本發明之各種態樣中對於熟習此項技術者將顯而易見，一些僅在研究之後顯而易見，其他為常規機械、化學及電子設計的主旨。無較佳實施例之單一特徵、功能或性質為必需的。其他實施例係可能的，其特定設計取決於特定應用。因而，本發明之範疇不應受本文中所描述之特定實施例限制，而應僅藉由所附申請專利範圍及其等效物界定。

儘管以特定序列或次序展示方法及製程，但除非另外指定，否則動作之次序可被修改。因此，上文所描述之方法及製程應僅理解為實例，且可以不同次序執行，且一些動作可並行執行。另外，可在本發明之各種實施例中省略一或多個動作；由此，在每一實施中並不需要所有動作。其他製程流程係可能的。

100．．．四邊形框架

101．．．虛擬平行四邊形子連桿

102．．．虛擬平行四邊形子連桿

103．．．虛擬平行四邊形子連桿

104．．．虛擬平行四邊形子連桿

105．．．虛擬平行四邊形子連桿

106．．．虛擬平行四邊形子連桿

110．．．垂直總成

120．．．垂直總成

130．．．水平總成

135．．．中央托架部分

140．．．水平總成

140a．．．部分/連接件

140b．．．部分/連接件

145．．．中央托架部分

150．．．角度

155．．．角度

170．．．槓桿

180．．．平行四邊形

190．．．平行四邊形

199．．．虛擬支腳或連桿

202．．．虛擬子連桿

203．．．虛擬子連桿

205．．．虛擬子連桿

206．．．虛擬子連桿

270．．．向下的力

280．．．平行四邊形

290．．．平行四邊形

310．．．小的虛擬連桿

320．．．小的虛擬連桿

330．．．小的虛擬連桿

340．．．小的虛擬連桿

350．．．等腰梯形

400．．．框架

450．．．額外的垂直總成

502．．．虛擬子連桿

503．．．虛擬子連桿

505．．．虛擬子連桿

506．．．虛擬子連桿

600．．．平行四邊形連桿子系統

610．．．水平子組件

615．．．面

620．．．水平子組件

625．．．面

660．．．水平子組件

665．．．水平子組件

690．．．齒輪傳動連桿子系統

700．．．右把手

705．．．左把手

710．．．機械利益托架

715．．．機械利益托架

720．．．筆直連桿

725．．．筆直連桿

730．．．U形鉤

735．．．U形鉤

740．．．樞軸塊

750．．．前叉部

760．．．前輪

770．．．前輪

780．．．樞轉點

790．．．樞轉點

800．．．可收縮總成

810．．．把手

820．．．水平連桿

830．．．安裝柱

840．．．第一定製多樞軸連接器

850．．．第二多樞軸連接器

860．．．轉向管柱

890．．．前輪

900．．．車輛

905．．．四邊形框架

910．．．垂直總成

920．．．垂直總成

930．．．水平總成

935．．．托架

940．．．水平總成

945．．．托架

950．．．槓桿/把手

955．．．把手

960．．．中央空間或空隙

970．．．前輪

975．．．後輪

980．．．馬達

990．．．座位

圖1 說明根據本發明之一實施例的車輛框架。

圖2 為根據本發明之一實施例部分摺疊或收縮之車輛框架的說明。

圖3 為根據本發明之一實施例之個別虛擬子連桿的說明。

圖4 為根據本發明之一實施例部分摺疊或收縮之車輛框架的說明。

圖5 為根據本發明之一實施例之收縮的車輛框架之說明。

圖6a 為根據本發明之一實施例之平行連桿子系統的說明。

圖6b 為根據本發明之一實施例之齒輪傳動連桿子系統的說明。

圖7a及圖7b 為根據本發明之一實施例之轉向系統的說明。

圖8 說明根據本發明之一實施例之轉向系統。

圖9 說明根據本發明之一實施例之車輛。

900．．．車輛

905．．．四邊形框架

910．．．垂直總成

920．．．垂直總成

930．．．水平總成

935．．．托架

940．．．水平總成

945．．．托架

950．．．槓桿/把手

955．．．把手

960．．．中央空間或空隙

970．．．前輪

975．．．後輪

980．．．馬達

990．．．座位

Claims (10)

1. 一種包含具有一可收縮框架之兩輪車輛之裝置，該裝置包含：一四邊形框架，其包括一第一垂直總成及一第二垂直總成，及一第一可收縮水平總成及一第二可收縮水平總成，該第一可收縮水平總成定位於該第二可收縮水平總成上方，兩個可收縮水平總成垂直地且在相同方向收縮，該第二可收縮水平總成進一步包括一第一齒輪傳動子總成，其耦接至該第一垂直總成；及一第二齒輪傳動子總成，其耦接至該第一齒輪傳動子總成及該第二垂直總成，該等子總成經齒輪傳動以維持該第一齒輪傳動子總成與該第一垂直總成之間的角度等於該第二齒輪傳動子總成與該第二垂直總成之間的角度；一前輪及一後輪，其耦接至該四邊形框架；及一槓桿，其耦接至該四邊形框架之該第二可收縮水平總成，該第二可收縮水平總成回應於施加至該槓桿之一力而收縮；在該第一可收縮總成及該第二可收縮總成收縮及擴展時，該前輪及該後輪能夠至少部分地支撐該裝置。
2. 如請求項1之裝置，其中該第一可收縮水平總成包括一第一子總成；及 一第二子總成，在該四邊形框架收縮或擴展時，該第一子總成及該第二子總成彼此接觸。
3. 如請求項1之裝置，其進一步包含一轉向系統，其包括於該第一可收縮水平總成及該第一垂直總成中，該轉向系統能夠在該四邊形框架摺疊時及在該四邊形框架展開時使該裝置轉向。
4. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一鎖定機構，其用以將該四邊形框架鎖定於該擴展狀態及該收縮狀態中之至少一者中。
5. 如請求項1之裝置，該槓桿可旋轉以提昇該後輪並支撐該收縮之框架。
6. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一馬達，其包括於該第二垂直總成中以驅動該後輪。
7. 一種四邊形車輛框架，其包含：一第一組對置總成；一第一可收縮水平總成；一第二可收縮水平總成，其與該第一可收縮水平總成對置而定位；及一槓桿，其耦接至該四邊形車輛框架之該等可收縮水平總成中的一者，該各別可收縮水平總成回應於施加至該槓桿之一力而收縮，兩個可收縮水平總成在相同方向上收縮；其中該可收縮水平總成之至少之一者包含：一第一齒輪傳動子總成，其耦接至該第一組中之第一總成；及 一第二齒輪傳動子總成，其耦接至該第一齒輪傳子總成及該第一組中之第二總成，該子總成維持該第一齒輪傳動子總成與該第一組中之第一總成之間的角度相等於該第二齒輪傳動子總成與該第一組中之第二總成之間的角度。
8. 如請求項7之車輛框架，其中該等可收縮水平總成中之至少一者包括：一第一子總成；及一第二子總成，在該四邊形車輛框架收縮或擴展時，該第一子總成及該第二子總成彼此接觸。
9. 如請求項7之車輛框架，其中該等可收縮水平總成中之至少一者包括：一第一齒輪傳動子總成，其耦接至該第一組中之一第一總成；及一第二齒輪傳動子總成，其耦接至該第一齒輪傳動子總成及該第一組中之一第二總成，該等子總成經齒輪傳動以維持該第一齒輪傳動子總成與該第一組中之該第一總成之間的角度等於該第二齒輪傳動子總成與該第一組中之該第二總成之間的角度。
10. 如請求項9之車輛框架，其進一步包含：一鎖定機構，其用以將該車輛框架鎖定於該擴展狀態及該收縮狀態中之至少一者中。