TWI718310B - 兩輪式載具 - Google Patents

Abstract

一種兩輪式載具藉由騎乘者的雙腿和複數個手握桿抵靠地面推動而前進。於前方結構件上的前輪和於後方結構件上的後輪沿縱軸校正。前方結構件繞著垂直操縱軸轉動。車座支撐騎乘者。軀幹支撐件讓騎乘者保持平衡並操縱裝置。

Description

兩輪式載具

相關申請案交互參照。

本申請案為於2016年3月18日申請之美國專利申請號第15/074,114號之共同申請審理(co，pending)的連續部分，其為於2014年3月3日申請之美國專利申請號第14/208,552號並於2016年4月26日發布之美國專利號第9,321,507 B2號的連續案，其主張於2013年3月15日申請之美國專利臨時申請號第61/792,921號之效益，其揭露全部內容包含所有圖像、表格、及圖式於此併入作為參考。

本發明為一種腳踏車，界定為藉由騎乘者推進之輕量化輪式載具，其推進是藉由結合一對手握桿。載具僅具有兩輪，其一輪依照另一輪來對準，在本文中稱為兩輪串接。腳踏車及滑板車為表現出非常不同之兩輪串接載具之實例，然而兩者均具有必要的「兩輪車」配置，通常據信包括把手。在本發明中，騎乘者的手係完全接合於複數支桿，且完全不與載具接觸；並為此令人驚艷的是載具為無把手的兩輪車。另一方面，複數支桿在輕量化輪式載具中作為推進之方法在之前已被提出。

傳統上與滑雪板使用之複數支桿也用於平衡及推進滑雪板，其中加入輪子以導引硬表面(美國專利號第2,545,543號及第3,389,922號)。提供複數支桿給溜冰鞋的使用者以控制、平衡、及推力(例如見WO932588及US 5,601,299)。允許使用者站立、坐下、或跪下之輪式載具可藉由複數支桿推進。用於類似複數個槳之複數支桿可推進這樣的載具(美國專利號第1,313,157號、第1,425,220號、第1,619,668號及第2,216,982號)。也可使用與載具獨立之單一(美國專利第1,052,722號及第2,005,910號)或複數支桿(美國專利第3,310,319號及第5,098,087號)在滑行載具上的推進以及剎車。雖然這些裝置係設計以協助截癱患者的移動，大部分的主體裝置旨在用於休閒用途及玩樂。

黃(Hwang)在美國專利號第5,125,687號描述用於道路滑雪的平衡板車(rollerboard)。平衡板車具有沿著板之縱向線上之後輪、前腳輪及附屬滾輪以穩定平台。使用者可站立或坐在平台上。利用複數支桿改變板的方向。陳(Chern)在美國專利號第4,863,182,號將冰鞋附加於單輪腳踏車以創建一種運動裝置，其照慣例可作為藉由踩踏而運行的單輪腳踏車或作為具有複數支桿的冰上滑板車或滑草車以助於滑行動作。包括兩個、三個、四個及更多輪子之各種配置中的各種載具已設計成與複數支桿一起使用，然而兩輪串接載具未在其中出現。

儘管具有複數支桿而缺乏把手，本發明仍需符合所有兩輪車共同具有的相同配置需求，其在道路上可僅藉由兩輪支撐之移動車架上使人保持平衡。操縱兩輪串接載具為騎乘者維持在載具上平衡的活動過程中的一部分。而確切而言，透過騎乘者上肢的使用而控制操縱輪的重要功能對此過程為不可或缺的，現在必須藉由一些其他方法來實現前述重要功能，而本發明藉由下列計畫達成前述重要功能：使用騎乘者的下半身執行上半身習慣上使用把手進行之功能，亦即，於載具上穩定騎乘者並操縱其前輪；所以接著自由使用上半身推進載具，其一般為下半身進行。

雖然理論上已可認為免手操縱兩輪車係可行的，此方式或方法至今仍未被證明是可行的。貝仁夏(Barachet’s)(美國專利第5,160,155號)提出「具有兩輪串接的滑板」與其腳輪安裝(其中輪子與道路的接觸點(point-of-contract)是操縱軸的尾部)之前輪可為這樣的嘗試。布萊恩(Bryant)於美國專利號第6,488,295號也提出可修改兩輪車為使其能免手操作的方法。熟悉此技術領域中的其他專家可提出他們的意見，但無人可發覺(find)免手操作兩輪車的存在而將其宣告為不可能的，然而，直到本發明人可確定作出免手操作兩輪車，在之前沒有免手操作兩輪車而在現在已成功地證明其存在。

在1896年，大約二十多年左右進入現代腳踏車的發展，二輪車及三輪車在英國發表並成為腳踏車設計上最重要的權威參考來源。作者阿奇博爾德夏普(Archibald Sharp)分析每個腳踏車設計的態樣，包括騎乘沒有握住把手的現象。簡潔來說，於此期間中視其為書面屬性，而可使夏普(Sharp)之「不用手操縱」上的解釋難以遵循；然而確實出現，兩輪串接載具的知識及了解，因為涉及本發明，而從那時起未進展。

夏普(Sharp)呈現了四頁具圖表及方程式的分析，其考慮到沒有使用手操縱腳踏車之因素。夏普(Sharp)假設騎乘者可維持平衡且未接觸於操縱軸中提供的扭力來維持平衡之把手，且作用在前輪及車架上的力從而可容易讓前輪繞著操縱軸轉動，其必須藉由騎乘者來控制。夏普(Sharp)認定能可於操縱軸造成各種動作的這兩種力，其於每次載具傾斜時往往造成前輪位置從中間位置(前輪及後輪往相同方向前進)偏離。一個扭力係由於輪子與道路之接觸點未對準於包含後輪之接觸點與操縱軸之平面。關於此「第一扭力」之力為反應前輪上承擔之重量。

「第二扭力」為由於質心的重量繞著操縱軸本身樞轉，從操縱軸偏移。關於該第二扭力的力量為由質量上的重力牽引所造成，其包含前輪、叉、及任何其他附於其上的重量，例如像把手。兩個扭力往往作用於相同方向。相對於或反向平衡其他兩者之「第三扭力」係由在前輪與道路之接觸點之向心力所產生，且係作用於當騎乘載具時載具的旋轉動作。這樣產生之向心力與行進方向呈直角；而因此於即時的任何給定扭力中，這些力是沿著旋轉半徑並於指向旋轉中心的方向中。

夏普(Sharp)導出用於三個扭力中每一個之解析表達式，其考慮到上述提及之因素。根據夏普(Sharp)：「為維持平衡，[用於三個扭力之解析表達式之總和]應具有零值，以進一步操縱其至一側或應具有小的正值得的其他側及筆直操縱小的負值」。夏普(Sharp)接著指出「對於速度及操縱角的特定值，於騎乘者的命令下仍還有一個元素，後車架的傾斜度；但即使是熟練的騎乘者，上述力矩可能變化太快，使得他未可足夠快速地調整傾斜度以保持平衡」。表現出夏普(Sharp)在解釋騎乘腳踏車不需要使用把手的可行性分析中這部分的因素缺乏信心。

1890年代是腳踏車設計的黃金年代。夏普(Sharp)及當時少數其他備受推崇的腳踏車專家，最著名的，夏普(Sharp)當時著名的法國M.布雷(M. Bourlet)，花費相當大的努力嘗試來解釋兩輪串接載具的秘密。關於「不用手」的現象從未達到共識。而在接下來的世紀中則是少有任何腳踏車基本設計上的改進，或者做進一步的理解。在1977年MIT出版社再版了夏普(Sharp)的專著，且學校機械工程教授David Gordon Wilson在序中說到「明確的作品…標明且幫助帶來機械工程之精彩時期的結束…且幾乎是腳踏車設計上最後一本書以及最後一字。」

於現今的現代時代，所屬技術領域中具有通常知識者仍持有從較早時期來的主流意見。在美國專利號第6,488,295號中，布萊恩(Bryant)陳述「特別熟練之騎乘者可未握住把手而維持傳統腳踏車直線行進時的穩定性、動態平衡，於此情況下，特別熟練之騎乘者甚至可藉由傾斜他們的身體及傾斜載具而將腳踏車簡易轉向左或向右。然而，輕微的短暫干擾，例如關於騎乘於不平坦或粗糙的道路表面或騎乘者需改變速度或操縱方向之輕微的短暫干擾，則立即使載具不穩定。」布萊恩(Bryant)斷言「對於任何特定的兩輪式載具，針對特定地形都有可操作的旋轉半徑和速度之控制包絡面(envelope)，其中，騎乘者於一個方向或其他方向簡易傾斜載具的能力足夠修正在載具操作期間所產生之動態不穩定性」，但因為「包絡面遠小於期望…傳統兩輪載具為手操式」。布萊恩(Bryant)相信他知道修正這種狀況的方法，且從而消除了對把手的需求。

布萊恩(Bryant)明白地揭示：「先前未確認但為兩輪載具中穩定性的主要因素，係關於沿著操縱軸樞轉固定於載具之操縱輪的接觸點不穩定的力，當轉動操縱輪時，操縱輪與載具平面分隔太遠，而載具平面界定為包含後輪接觸點及操縱軸的平面」，其當然如本文中所引用的與夏普(Sharp)所認定且在他1896年的專著為非常同樣的說服力，並造成上述提及的「第一力矩」。並且如同之前夏普(Sharp)所述，布萊恩(Bryant)了解這「主要因素」可產生對於操縱軸之力矩。然而，布萊恩(Bryant)並未認知夏普(Sharp)的「第二力矩」，其也可造成對於操縱軸的力矩。

一般來說，布萊恩(Bryant)未嘗試改善免手操縱腳踏車的能力。布萊恩(Bryant)的目標為取得給定的兩輪式載具並使其在「操作包絡面」內穩定且可控制，並藉由結合透過「動態控制調節器」之機械工具而消除把手的必要性可依照傾斜及操縱角的功能(function) 改變載具的幾何結構。布萊恩(Bryant)為這樣的載具提出幾種設計，像是「騎乘者以衝浪板、滑雪板、或滑板之騎乘者相同之方式站立於基本上平坦的直立表面上」，並以同樣免手的方式傾斜他們的身體來操縱此載具。

有趣的是，在他的目前技術(state-of-the-art)之討論中，布萊恩(Bryant)指出1995年腳踏車科學(Bicycling Science)的第二版，其中同樣地大衛威爾森(David Wilson)協助使夏普(Sharp)1896年書再版，且總結在他的書中：「腳踏車的平衡及操縱為相當複雜的課題，其中有大量的經驗性及相當少的科學性」，作為「在兩輪載具常見分析所發現之另一個實例限制。」阿奇博爾德夏普(Archibald Sharp)、卡羅布雷(Carlo Bourlet)、大衛威爾森(David Wilson)以及 羅伯特布萊恩(Robert Bryant)皆可被視為兩輪串接載具的操縱及穩定性之專家，然而他們在此課題上並沒有形成共識。雖然在腳踏車工程及設計中的許多專家研究及分析操縱及平衡的主題，過了這麼長的時間仍留有此事實，據已知的，仍然無人成功製作不須以把手來操作之可騎乘兩輪串接載具。

在第三版的腳踏車科學(Bicycling Science)中，其中威爾森(Wilson)評論為何他決定讓吉姆帕帕達普勒斯(Jim Papadopoulos)撰寫操縱及平衡的章節，「我於第二版所寫的此主題章節…為書中最不滿意的」，威爾森(Wilson)備註說歷年來「透過傳送稿件給專家檢閱，他已找到似乎在這個議題上專家之間沒有一致的協議。」「MIT機械工程博士學位的畢業生，投入他的一生於改善腳踏車及騎腳踏車的科學及工程知識」之帕帕達普勒斯(Papadopoulos)在章節的介紹中寫到：「不幸地，數學意圖描述腳踏車移動及自我穩定是困難的，且未經實驗證實，所以設計指導仍為高度經驗性的。」於章節的結尾，帕帕達普勒斯(Papadopoulos)引用37個參考文獻，其包括夏普(Sharp)及其他三個一百多年前之專家支持這個發現。

本文中所提及/或引用之所有專利案、專利申請案、專利臨時申請案及公開出版品，係整體併入至內容作為參考，其與本說明書之教示並無牴觸。

本發明為一種腳踏車，界定為藉由騎乘者推進之輕量化輪式載具，其推進是藉由結合一對手握桿。載具的前方結構件和後方結構件界定縱軸。前輪和後輪分別安裝於前方結構件和後方結構件，並沿縱軸校正。前方結構件實質上繞著垂直的操縱軸旋轉，而縱軸與垂直的操縱軸相交並界定平面。後方結構件位於平面上，並沿操縱軸與前方結構件結合。車座連接載具的前方結構件。複數個腳踏架可位於前方結構件或後方結構件上。當複數個腳踏架和車座橫跨兩輪軸上支撐的移動件上而平衡時，複數個腳踏架和車座支撐實質向前用手抓住複數支桿之直立位置的騎乘者。

概念

雖然桿驅動腳踏車(cycle)未可視為適當的交通運輸工具，但這個看似簡單的概念可產生有趣又健康之全然獨特的休閒性騎乘。就像腳踏車提供大量戶外運動，但其需增進上半身的力量以代替雙腿肌肉，特別係強壯的手臂及肩膀。其允許騎乘者利用及體驗他們的平衡感，並改善他們的協調性。騎乘者可隨時停止而不用下車，而不像其他用於休閒活動的設備，包括滑雪板、溜冰鞋、滑板、腳踏車及滑板車，騎乘者仍可舒適地坐著，且騎乘者可於假如想要在他們的手機上長時間地講話時休息。其也是輕量化的，且可容易攜帶，例如上下樓梯。

本發明的特別重要特徵為載具可操作於兩種模式中的其中一種：可騎乘載具或可讓載具步行。且就如在騎乘載具時可能看起來像搬運滑板，可預見的是這載具於騎乘時將可能視作其在「步行」。此意謂與行人共用人行道，如同滑板車；且因此，在行走模式或騎乘模式中操作步行速度加速及放慢均為本發明重要的目標。於這兩種模式中，載具在慢跑及賽跑的速度中也運作良好，騎乘載具於附近的街道上及自行車道上則非常理想。藉由一對手握桿推進這隱約相似外觀之設備的奇特組合所創建的新騎乘方式具有自然的操作性能，其在此之前為意料之外的。

在騎乘路途的這些時間中，由於不利的騎乘條件或者任何理由，騎乘者可希望藉由使用載具在其步行模式下徒步繼續。接著騎乘者可隨著單手將載具推向前而透過步行至其一側而前進。此為最自然的過程。現在進行中，騎乘者可以單手維持複數支桿，或把桿放在附於載具的特殊支架上，同時，以另一隻手控制車座且沿著腳踏車的滑動循環步行或運行。騎乘者藉由對車座簡單的扭轉動作來操縱。腳踏車(cycle)立即且準確地回應這些指令而不會以任何方式干擾使用者的步行或慢跑。自動操縱的腳踏車可確信地在這種方法下「步行」而不需要向下看住腳踏車或道路。載具的大直徑前輪及輕量化使得其容易「步行」在道路或其他未經改善的表面上。

騎乘者獨特的姿勢使本發明與其他兩輪車有所區別：騎乘者是以挺直的身軀坐在座位中，抓著複數支桿；在臀部向前彎曲大腿，於膝蓋處向下彎曲雙小腿而處於接近垂直的位置，於附在載具兩側的腳踏架上放置雙腳。騎乘者的手臂和手與複數支桿完全結合：上半身完全未與載具接觸。從腰部以上來看，騎乘者類似越野滑雪者，且確實乍看之下似乎如此，使用類似的手臂活動及上半身動作向前移動。然而，從腰部以下來看，騎乘者將似乎更像係位於馬背上，車座及腳踏架支撐騎乘者，騎乘者以下肢按壓車架而跨坐腳踏車。複數支桿的主要目的可為推進，然而如同滑雪者不會企圖不用他們的支桿滑雪，騎乘者不會思量沒有複數支桿保障下的使用性。

兩輪串接載具

使用支桿作為推進工具係非常適合於兩輪串接載具。令人驚訝的是許多因素促成了這個目的之成功運用。騎乘者面向前直立姿勢及相對於行進方向之穩定位置都是必要因素。載具的狹窄路道(tract)供使本身適用於複數支桿，也就是說，藉由手握桿的推力動作(thrusting action)向前推進腳踏車。騎乘者可傾斜他們的軀幹以向前或向後延伸至他們可達處，當施加不同量的力於複數支桿時，不論是一次划動(stroking)一個或一次划動兩個都不會干擾腳踏車的運作。而且，騎乘者的身體本身帶有比臀部寬的肩膀以及在行進方向上彎曲及旋轉的手臂皆適合這個作業。此載具具有優異的滑行能力之事實為必要的條件。

另一方面，兩輪串接載具為本質不穩定性且無法自己保持直立。兩輪串接載具的操作也為所有輪式載具中最不被理解的，其對於載具來說複數支桿可成功適用的載具為挑戰性的選擇。本發明獨特的騎乘有部分為由載具的兩輪串接配置的操控特性衍生而來的；且其主要基於這個原因而選擇這個基本形式。因此如給定的，有兩個關鍵的因素對於這種形式的載具是特有的，其為必須處理的平衡性及穩定性。平衡性可視為與騎乘者維持移動的載具直立的能力相關的因素；而穩定性在本文中為與騎乘者在移動的載具上穩定其身體的能力相關的因素。兩個因素是相互關聯的；一個不可沒有另一個而發生；且相對於騎乘者，每個載具配置及操作的態樣係受到其影響的。而因此，本發明為這兩個關鍵因素成功解決的結果。

發明人已確認的是，可在不用把手操作兩輪串接載具時實現平衡性及穩定性；並其可同時及獨立於騎乘者手持桿的使用來實現；且如果不是在特定狀況下或於特定情況中或於特定操作期間下，不然的話，則可在騎乘者手握桿的使用的協助下實現或結合騎乘者手握桿的使用實現。指為騎乘者使用支桿意指：騎乘者的上半身透過一對手握桿與地面或道路間歇的接觸；而且，雖然複數支桿的主要功能是藉由施加這些平行於載具行進方向而運行的推進動作來推前載具，而涉及複數支桿的其他動作可藉由騎乘者為了推進外的理由來執行，例如騎乘者可如本文所揭露執行的關於平衡性及可協助操縱載具之這些動作。

指為兩輪串接載具或配置結構或兩輪車，其於本文中意指：具有兩個連在一直線上的輪子的腳踏車，兩個連在一直線上的輪子為一個輪子跟隨另一個，以及乘載騎乘者的重量或質量的兩個結構件：前輪12所附加之前方構件10以及後輪16所附加之後方構件14。前方構件於操縱管17樞轉的連接至後方構件。更技術性地說明：前方構件及後方構件界定一個縱向軸，前輪及後輪分別安裝於其中並沿著縱向軸L對準；前方構件基本上繞著垂直的操縱軸S旋轉；操縱軸與縱向軸相交而界定一個平面；後方構件14位於平面上且沿著操縱軸結合於前方構件12。重要的是注意兩輪串接載具的配置，亦即，以載具的騎乘者的位置為基準：於兩個輪子的輪軸18a、18b之間大部分支撐且乘載騎乘者的重量；且騎乘者的重量是均勻的分布，也就是說於載具縱向軸的各側上的橫向平衡，其將係騎乘者跨騎於這樣的載具上的情況。

使用複數支桿

透過輪子與騎乘表面連接來控制輪式載具的操作。於三輪或四輪載具中，使用者與道路之間的界面是簡單直接且理所當然的。然而，由於需要操作者維持載具平衡直立的積極參與，所以於兩輪串接載具中這個界面為複雜的。於本發明中，操作者與載具之間的關係因為使用引入與騎乘表面連接的額外支桿24而更加複雜。結果，兩個分開及獨立的控制手段存在於操作者與道路之間：其一為在騎乘者下半身中並經由騎乘者的雙腳和雙腿部分控制兩個輪子；以及另一則為於騎乘者的上半身中並經由騎乘者的手臂部分控制手握桿。

騎乘者必須執行與騎乘腳踏車的看似不相關動作協調可係難以想像的。對於在腳踏車的技術領域中具有通常知識者，以使用一對手握桿作為在兩輪串接載具中的推進工具可能看起來是不切實際的，並可能過於複雜及危及其操作。本發明已展示的是，此非本文中所述作為較佳實施例之兩輪串接載具的情況。複數支桿的使用未妨礙平衡性及穩定性；且事實上，複數支桿的使用可有助於及延伸該載具的功能及性能。而極其關聯的是，發現在兩輪串接載具中利用支桿作為推進工具或延伸載具的功能或性能的目的上為直觀的。

複數支桿的使用在載具速度範圍下端的速度上可係特別有利的，其可在操縱載具中扮演某個角色且在特定的動作中幫助騎乘者。例如，在準備轉至相反方向時，騎乘者可使用複數支桿來協助推動載具直立，從而提高其質心使得騎乘者可接著傾斜載具至其縱向軸的相反側。或者，於另一個動作中，可利用複數支桿防止載具於執行急轉彎期間向內倒下，其中載具可趨向於削減半徑，此為其他兩輪串接載具中的習知現象。在這樣的情況下，騎乘者可倚靠於朝向轉向的內側的支桿上，並從而防止載具倒下。可注意到的是，於這些範例中的複數支桿為用來產生垂直於行進方向的力，並因此說明複數支桿可確實用於除了推進外的其他功能。

此外，也已經由發明人證明，當於較佳實施例之模型上滑行時，隨著腳踏車的速度降低，存在一個低於騎乘者不用訴諸支桿的幫助而不可維持平衡性的速度。於此速度之下，其可能向下延伸至載具已接近停止處，當其或多或少向前行進時，騎乘者可以防止腳踏車倒下至一側或另一側之方式使用複數支桿。因此，應當注意的是，腳踏車能夠藉助複數支桿的輔助而操作於與兩輪串接載具不一致的模式中。從已發現的，其似乎是合理的假設，騎乘者只要略微練習而可學會以可於其他兩輪車中增加不可能之低速操作的維度的方法來操作複數支桿。也發現複數支桿於啟動及終止騎乘時特別有用，在那些時間期間替代在道路上的「雙腳」，所以騎乘者真正的雙腳可留在腳踏架上。

穩定性及平衡性

為了幫助人們理解涉及載具操作的動力學，載具上所承載影響該平衡性及該穩定性的力可相對於載具的縱向軸來區別，其與行進方向是緊密相關的。對準於載具的縱向軸之力或是力的組成部分不可使載具傾倒。最終結果是該穩定性，也就是說騎乘者藉由能夠任意將其身體穩固地附加於載具而停留於載具上的能力，以及該之平衡性，也就是騎乘者保持載具直立的能力，僅受到垂直於載具縱向軸的橫向方向上的力所影響。結果，在載具及騎乘者上承載的力，例如重力、風力或由各種道路狀況造成的應力，不論這些力的方向，僅可使載具向旁邊傾斜。

如果可解決該穩定性的問題，該平衡性主要變成載具本身的功能，依據其兩輪串接的配置及其設定，騎乘者從而藉由在感受要傾跌的方向上稍微樞轉載具前輪於一側或另一側而能夠自發地「抓到他們的平衡性」。 想想在一個人的手掌上垂直平衡掃帚，其必須持續地移動於開始倒下的方向中以維持其平衡性。在兩輪串接載具的情況中，需要為此向前移動來工作；且還有關於其特殊設計的最小向前速度，如同在所有兩輪車中，低於最小向前速度則騎乘者變得難以保持平衡。該平衡性在無包括操縱的物件時可無法進一步被討論，在本文中一起詳細地解決兩者。

另一方面，該穩定性在沒有把手時變成問題。所有先前的兩輪串接載具依靠把手來穩定載具上的騎乘者。在本發明中，一些其他工具必須達成此功能，且其設計於一般操作載具時將需要確保騎乘者可安全地保持騎乘，如本文所述，且在包含啟動及停止以及在各種道路狀態下的動作之所有極端情況下如此實行。騎乘者的下肢需要提供這個關鍵支援，亦即，當在執行那些載具前輪需要操縱及維持平衡之細微操控的同時，穩定在載具上的騎乘者身體。這些看似不相容的功能出示為何稱為穩定性概念會是問題。

發明人已確定的是，可藉由騎乘者下半身的利用達成在載具上支撐騎乘者身體重量；且這可藉由使用位於騎乘者身體上的即臀部及雙腿及/或雙腳三處的支撐工具來達成。根據本發明，車座20及腳踏架22為這些可用於此目的之支撐工具。根據本發明，當一般騎乘時，騎乘者維持三點和支撐工具之間的固定接觸。在特定狀況下或當執行特定操縱時，特別是在一或二個支桿24與道路接觸的期間，可在三個支撐工具間或在三個支撐工具中之一或多個之間轉移各種重量的騎乘者重量至一個或另一個支桿或同時兩個支桿。

根據本發明，臀部及雙腳是騎乘者身體與載具接合上的主要接觸點；且在騎乘載具期間，其維持與載具的接觸。然而，可利用騎乘者身體的其他部分以幫助及協助騎乘者穩定身體在載具上。於騎乘者身體與載具之間的此種額外接觸對於該主要接觸點來說將為輔助性的或是支援性的。而主要的接觸點被動地接合支撐工具以支撐騎乘者在載具上的重量，並從而抵抗重力，在騎乘者身體上的輔助接觸點的利用需要主動接合，也就是說，騎乘者肌肉的收縮，以接合輔助接觸工具，且可從而抵抗側向力。當輔助接觸工具如此接合時，騎乘者的下半身與載具形成堅固的連接，其通常必需提供穩定性。於此方面，輔助接觸工具的使用可為暫時性及間歇性，即使在完成其暫時性利用的任務後，接合於此工具的騎乘者的一部分仍舊保持與輔助接觸工具接觸。

輔助接觸工具的目的為提供載具的額外連接給騎乘者，其可幫助騎乘者抵抗在載具上暫時不穩定的狀態，其中單獨使用腳踏架及車座可不足夠。例如可由雙腳操縱所造成的扭力或極端的結果或者可為急轉彎之側向不穩定的瞬間狀態可係為如此狀況。舉例來說，可利用騎乘者的膝蓋或大腿作為輔助接觸點以處理這種類型的狀況。輔助接觸工具26可位於操縱管17兩側上，例如與大腿內側及/或雙膝蓋相符的表面上，騎乘者在需要時可按壓或夾住其大腿或雙膝蓋。車座的前方也能為了這個相同目的向前延伸至騎乘者大腿之間。在片刻的時間中，無論哪種方式騎乘者皆可接合在載具上的5個接觸點，兩個腳踏架22、車座20、以及兩個輔助接觸工具26的膝蓋或大腿按壓點，並從而穩定他們的身體在載具上。

應注意的是，如同在操縱管的輔助接觸工具的選擇，或除此之外，可藉由增加在騎乘者上半身與載具之間的輔助接觸來提升穩定性。例如，車座的前方部分可向上延伸至騎乘者雙腿之間以形成附加於其上的支撐物工具，使得騎乘者能夠接合腹部或胸部，並從而於騎乘者與載具之間形成堅固的連接。這樣的工具將不會干擾騎乘者使用複數支桿的能力，也不影響載具的安裝，其可從後面完成。雖然此輔助接觸的目的將主要為改善騎乘者側向的穩定性，其可保護騎乘者在突然停止或碰撞期間免於受傷。亦應注意的是，用來停止或減慢載具的煞車件28的啟動器可合併進來，或作為實踐輔助接觸的工具的一部分。

重要的是理解到，相對於該穩定性，騎乘者之腳踏架的使用與把手並不等同。腳踏架受到一個明顯的不利條件。不像藉由非常靈活的手臂-手的組合所控制的把手，腳踏架與較遲鈍的腿-腳對互相配合。為了穩定載具上騎乘者身體的目的，後者結構上的缺陷也存在其他挑戰。能使手臂-手的組合去參與推及拉的動作並在所有其他兩輪式載具上用於支撐騎乘者的重要能力之手握功能，未可於本發明中透過騎乘者的下肢利用而仿效。雖然騎乘者於車座、腳踏架以及輔助接觸工具之共同使用未可完全補償缺少的把手，但是所達到的穩定性足以於本發明預期的速度範圍內騎乘載具。

不過，雖然施加的限制可係顯著的，但下肢作為上肢替代的缺點必須不造成載具的障礙。但本發明的目的是休閒，且因此操作及其他載具特性不必定需等同於可具有其他目的之其他載具的性能需求。類似慢速操作之事情、及獨特的操縱性意圖為了替本發明增加趣味性且使其使用起來很有趣。然而，應當注意的是，騎乘者之複數支桿的使用可在一定程度上彌補此缺陷，且在慢載具速度的情況中，複數支桿可以把手所不能的方式協助騎乘者，並從而延伸了腳踏車的低速操作特性。

操縱及質量

重要的是理解於兩輪車中載具的平衡性及操縱載具確實為相同過程中的一個。非以如同有三輪或四輪之其他載具的相同感覺來操縱腳踏車，其中操作者可藉由用在此目的之機械工具之使用而準確地控制載具的方向。藉由騎乘者在所期望的方向上前進而更間接地操縱或者驅使腳踏車，實際路徑並非於直線上而係依據次於該平衡性。由此發生之過程涉及結合直接操縱載具的前輪角度之騎乘者重量的側向移動，其在本發明之前為透過把手的使用來完成。於所述過程中，騎乘者與腳踏車成為一體，並合作成為操縱載具的複雜操縱中的一部分，亦即，保持其免於倒下，且朝向期望的方向。騎乘者的影響是微妙且直觀的，且難以量化；但騎乘者的質量及身體語言扮演重要角色係明顯的。

騎乘者相對於腳踏車之質量大上許多倍；而因此，取決於騎乘者相對於雙輪的位置，可於各輪子所支撐的質量中有顯著的差異。這可係操作兩輪車當中的重要因素。不過，於腳踏車悠長的歷史期間，已定位支撐騎乘者質量之主要份額的車座為大於或小於其整體長度：在其早期歷史中從在「高輪車」設計中之靠近前方輪軸到在一些斜靠式設計中之靠近後方輪軸。在大多數的情況中，定位係已根據踏板曲柄的位置，即使這個定位可已於載具上導致小於騎乘者質量的理想化放置位置。再者，騎乘者的質量可在載具附近上移動：可以可造成騎乘者的質量從一側轉移到另一側之方式使用踏板曲柄，例如當站立於單一踏板上時。再者，在把手上騎乘者放置的重量或者行使的力量也可改變，其可造成質量從一個輪子轉移到另一個輪子。

在腳踏車上，有把手的幫助，騎乘者能克服不利條件，其可由相對於載具之小於理想化的放置位置的其質量、或者其質量附近的轉移所造成。把手的使用主導平衡及操縱的過程，而騎乘者的質量扮演次要的角色。然而，於本發明中，在載具操作期間小於理想化的放置位置之於腳踏車上的騎乘者的質量或者騎乘者的質量附近的轉移，其可複雜化且妨礙如本文所解釋的該平衡性及該操縱性。根據本發明，車座及腳踏架支撐騎乘者的質量於腳踏車上的大致固定位置；且其可進一步側向地穩固，並以輔助接觸工具的幫助支撐其在固定位置；且結果是，各個輪子支撐騎乘者重量的部分於腳踏車操作期間仍舊維持大致不變。

根據本發明，腳踏架及車座於腳踏車上的位置決定騎乘者質量在兩輪之間的分配；且腳踏架及車座於載具上的放置位置對於腳踏車操作及性能可如本文所說明的為重要的。應注意的是，騎乘者的雙腿及雙腳的位置未遭受像強加於有踏板曲柄之腳踏車之設計中的放置位置限制，例如決定騎乘者雙腿及雙腳的位置。因此，任何相似或對應於任何其他兩輪串接載具之車座及腳踏架的位置，例如習知為「高輪車」的腳踏車之早期設計，或者現代配置，其皆一致的。然而，如同在腳踏車的實例中，就載具的操作而言，在腳踏車上的車座位置對於騎乘者的雙腿及雙腳的功能之需求為次要的。

在本發明的腳踏車控制中，騎乘者質量的重要性為關於繞著腳踏車的操縱軸之力矩的發展。該力矩為在該平衡及該操縱發生過程中的主要因素。重要的是瞭解在該過程中，操縱輪子方向的控制及判斷取決於可造成操縱輪子繞著操縱軸樞轉的許多因素，最明顯的是藉由騎乘者的雙腳移動腳踏架的動作。繞著操縱軸的力矩也可造成操縱輪樞轉。當騎乘者向側邊傾斜他們的身軀時，腳踏車亦傾斜；且腳踏車前方構件的傾斜能造成力矩。騎乘者的質量維持在固定位置中，並確保其可堅固地保持於後方構件，防止力矩由於在前輪上的轉移重量而改變。

根據本發明，在操縱輪與地面的接觸點所承載的質量可為繞著操縱軸所產生的力矩之主要因素，且這質量因此可於腳踏車操縱及平衡中為關鍵因素。此外，該力矩可區分為兩個分量，兩個分量都依賴且利用該質量或其部分質量。該力矩的第一分量是該質量的全部重量的作用。該力矩的第二分量僅為該質量之樞轉操縱輪的重量部分作用；且此質量已關於位於操縱軸前方的質心。應該注意的是在腳踏車後輪所承載的質量不影響此力矩。

發明人已確認的是，可在某種程度上達成如本文所描述作為較佳實施例的兩輪串接載具中的平衡性及操縱性，其藉由使用由騎乘者操作及控制之繞著操縱軸的力矩的技術。使用此技術，則可藉由騎乘者的軀幹及雙腳的協調動作持續地改變操縱輪的方向，亦即操縱角；且在如此實行時，可維持載具的平衡及路徑。特別地，該力矩回應於騎乘者相對腳踏車縱向軸傾斜其軀幹的角度；且可藉由騎乘者雙腳的使用來操作前方構件而修改、降低或增加其回應。

載具設計

根據本發明，車座及腳踏架的位置界定騎乘者在載具上的位置。車座在大部分兩輪串接載具的情況中為固定於後方構件的位置。有將腳踏架定位於前方構件上或後方構件上的選擇。早期腳踏車隨著其前輪驅動，而現代的腳踏車則隨著其後輪驅動，證明可安裝腳踏架於任一構件而不會危及載具的兩輪串接配置。可能的是，根據本發明的原理可適用於具有任一種配置的載具，儘管他們的設計以及他們的可操作特性有所不同。在任何一種配置下，騎乘者將保持相同的站姿及複數支桿的使用。然後，除了將輔助接觸工具附加於操縱管外，有關輔助接觸工具之論述將為合適的，則其將僅適用於前一種情況。

將腳踏架置放於前方構件上比起置放於後方構件上具有顯著的優點且因而為較佳的。從實際狀況來說，於後者的情況下，騎乘者使用他們的雙腳控制操縱輪的樞轉將經由位於載具輪子間的機構間接地完成，載具輪子間的機構將需要連接部30連接其和操縱叉21。這樣的機構可係難以操縱使用的且其和前方構件的連接可係脆弱的。將藉由放置腳踏架於前方構件上而排除機構及連接部。此外，如此實行的時候，將造成兩個非常重要的效益：可向前轉移騎乘者的質量；以及，由於用在騎乘者腿及腳的空間將毋需分配在兩輪間，故載具的輪距可縮短。這些效益改善該平衡性及該操縱性。

然而，具腳踏架位於輪子其間以支桿驅動的兩輪串接載具可行的。第6圖示出如此載具的概念。於這實例中，騎乘者的雙腳可藉由腳踏架的前方部分32相對於腳跟停留其上的後方支撐踏桿36的上下移動而控制操縱輪的樞轉。注意為了使操縱輪偏離筆直向前的方向，需要兩個腳踏架的前方部分的往復運動，以將操縱輪轉向右方，右腳向下旋轉同時左腳向上旋轉。可選擇地，可利用藉由騎乘者的腳作前後動作來操作的機構及連接。在任一情況下，尚未確定這類載具的騎乘者是否可直觀地執行這樣的動作。雖然，具有腳踏架附加於其後方構件的載具落在本發明的範圍內，為清楚起見，本文中所有論述應明確適用於腳踏架附加於前方構件的載具型式，即使這樣那些論述也可應用於其他型式的載具。參考本發明中的腳踏車或腳踏車的模型或較佳的實施例，其應指向腳踏架附加於前方構件的實例。

藉由放置腳踏架置於前方構件上，騎乘者的質量在腳踏車上比起其他可能性可被定位更向前。騎乘者的質量越向前，越容易且越快速地移動側向的重量，且因此越容易使騎乘者維持其平衡。應當注意的是，腳踏車反應操縱角的改變越快，腳踏車可操作的速度就越慢。因為縮短輪距促成腳踏車慢速騎乘的能力，所以縮短輪距如本文所說明為有效的。應當注意的是，可藉由減少後輪直徑而進一步縮短輪距，從而使輪軸18a、18b安置更靠近在一起。亦應注意的是，輪距越短，腳踏車在行走模式期間回應騎乘者手的扭轉指令就越快。

於較佳的實施例中，騎乘者的雙腿相對於操縱輪的位置為重要的考量因素。由於車座的前方位置在後方構件上，並造成車座高度高於操縱輪，騎乘者大腿可向前延伸超過操縱輪的上方，使其大致上水平，並從而放置膝蓋於操縱管前方。這容許騎乘者的雙腿座落於適當位置，使雙腿在操縱輪向左或向右樞轉時不會干擾操縱輪。藉由可定位於操縱管兩側的輔助接觸工具而讓膝蓋可分開，且將從而有利於接觸騎乘者的大腿內側。膝蓋之間的跨度較佳為等於及藉由分開設置的腳踏架決定。然後將向下彎曲膝蓋，從而允許下方腿部即雙小腿大致上與操縱軸平行運行，使得在操縱輪兩側上的雙腳最終位於正確點。

此為雙大腿、雙膝蓋、雙小腿及雙腳的方向，其允許騎乘者的雙腿大致上固定在樞轉操縱輪的地方。小腿可不用移動膝蓋而樞轉，因此，當在腳踏架上的雙腳於樞轉輪的方向中旋轉，並從而避免衝擊到輪輻，雙小腿仍舊平行於操縱軸。隨著腳踏車的轉動半徑減小，可注意的是，向轉彎內側的腳向後移動，而在外側的腳向前移動。騎乘者可輕易地藉由與樞轉輪合同一起轉動腳的自然方式執行必要的操縱。即使在非常慢的速度下，且其中腳踏架繞著操縱軸之旋轉達到其最大限制，且其中騎乘者可需要使用複數支桿以維持其平衡性，騎乘者仍能以雙腳控制操縱輪的樞轉。

值得重要注意的是，即使腳隨著叉的樞轉而旋轉，騎乘者的下半身在操作腳踏車期間大致上仍保持固定。騎乘者可執行腳踏架的必要操縱而不會干擾在腳踏車上身體的位置。因為其藉由使用大腿內側的肌肉力量以緊抓其間的該工具而允許大腿或膝蓋內側在任何時間接合輔助接觸工具，所以這是重要的，且從而形成騎乘者與後方構件之間的堅固連接。在相同的時間或在任何其他時間，騎乘者可藉由向內朝向彼此壓腳而施加向內的力量於腳踏架上，從而提供額外的剛性到下方雙腿。在這種狀況下，其可說成腳踏架也係作為輔助接觸工具。騎乘者也可施加側向力量於一個輔助接觸工具或其他的，或腳踏架或其他的，或者其組合。騎乘者直觀地執行這些動作而不會對整體載具的駕控有明顯影響。

較佳的實施例

本發明載具的較佳實施係如第1圖至第3圖所示。騎行這種可供騎乘的兩輪串接載具，其中，騎乘者的身體從腰部以上與載具並沒有接觸。其係容易騎乘，且出人意料地為順暢騎乘及靈敏的；且在複數支桿的幫助下，發明人能夠輕易地執行例如第8圖的實例，於第8圖中，在小於單一車輛停車位大小的區域中，以非常慢的速度，比傳統腳踏車可做到的慢得多的速度執行。於第4圖中，該較佳的實施例出示車座整合輔助接觸工具。第4圖的載具係如第5圖所示操作。在第1圖至第3圖中，腳踏架以其最基本形式出示，其中騎乘者的單足弓下的單一踏桿36支撐腿的重量。在第4圖至第5圖中，腳踏架的實例以下方支撐件及上方組件出示，然而其兩者可被定位與所示的不同。上方組件能抵抗藉由腳所施加的向上力量。應注意的是，用於後輪煞車件28的啟動器，其較佳地為與腳踏架合併，未在第1圖至第5圖中出示。

在第6圖中，根據本發明腳踏車之另一實施例出示的代表例。在這個實施例中，腳踏架將在載具的後方構件上。應注意的是，標的代表例如所示並不具有煞車件28；結合的車座及輔助接觸工具顯示為不被支撐；前方構件並未出示有偏移質量，其需藉由如本文所述的第二扭力或方法產生力矩；且具有顯而易見之其他忽略的細節。

於較佳的實施例中，腳踏架22位於前方構件10，在前輪或操縱輪12兩側各有一個腳踏架22；輔助接觸工具26位於相對於縱向軸的操縱管17的兩側；以及，車座20位於固定於高於地面上的一個高度之後方構件14上，其允許騎乘者在雙腿跨過腳踏車坐在車座上時能將腳放在地面上。相對於操縱軸的車座位置是基於腳踏架的位置及藉由腳踏架的位置來建立。腳踏架在此位置中附加於操縱叉21的雙腿19，其中，腳踏架之支撐騎乘者雙腳及雙腿的重量部分係位於操縱軸的前方。在後輪16上操作的常規腳踏車煞車件28為藉由騎乘者身體的一部分來控制，較佳的為腳。提供讓騎乘者使用的一對手握桿24，手握桿24於一端具有手把且於另一端有橡膠墊或尖端。

腳踏架相對於操縱輪的中心(也就是輪軸18a)的位置、以及車座相對於操縱管17的位置及騎乘表面，其部分取決於騎乘者腿的尺寸；且因此，腳踏架及車座的位置都是可調整的。對於特定的騎乘者，腳踏架的最佳位置及車座的最佳位置可如下決定：首先，配置車座的高度於地面上，使得騎乘者的雙腳於騎乘者在停滯狀態下就坐時停留在地面上。然後，配置車座最初的前後調整位置，使得當騎乘者的大腿向前彎曲並放置其於操縱輪之上時，雙大腿內側、雙膝蓋背面能朝向操縱管兩側上的輔助接觸工具按壓。雙膝蓋接著延伸超出操縱管(且較佳為輔助接觸工具)並向下彎曲，使得雙腿的小腿運作大致平行於操縱叉。可接著配置腳踏架，使得最初位置放置雙腿的小腿於叉的兩側上的操縱軸的前方。在此刻，載具應該駕控的相當好。對於每一個騎乘者，他們的腳都有存在一個甜蜜點或最佳的位置，且可藉由試騎腳踏車尋找腳踏架之對應位置。藉由先調整腳踏架的前後位置，然後如果必要的話重新調整車座的前後位置，而可進一步調整載具至騎乘者位置；並接著在每個如此調整的腳踏架後，載具應該再次進行道路測試。

在第1圖所示之腳踏車較佳實施例的模型中，後方構件14的形式，亦即腳踏車的車架，以及前方構件10的形式，亦即操縱叉，其可表現相似於習知的兩輪串接載具。單管「骨幹」型式的車架連接一端於9英吋的後叉13，於其上裝載直徑16英吋的標準腳踏車輪。直徑16英吋的後輪選擇部分係基於最小化腳踏車的重量及輪距。車架的另一端連接7英吋長的操縱管17，其搭配於17英吋的筆直操縱叉21且不具有偏移，亦即，操縱軸相交於車輪的輪軸。直徑28英吋的標準腳踏車輪裝載於叉上。操縱輪12的直徑明確指明盡可能大，其受限於騎乘者於就坐車座時降低他們的腳至道路的能力。尾部(本文中定義)設定為約4英吋；以及輪距在約25英吋。使用48英吋及53英吋兩種長度的支桿。一般腳踏車的車座20附加車桿(post)，其連接於從操縱管向後約8英吋的車架。

可改變輔助接觸工具26的尺寸及形狀。在如第1圖至第3圖所示的模型中，接觸騎乘者大腿內側之該工具的朝外表面，其為符合騎乘者大腿的約4英吋寬6英吋高的略凹形狀。該兩個表面的前方邊緣於其最窄處為分隔大約6英吋，因此將騎乘者的膝蓋以此量分隔，並在其後方邊緣分隔逐漸變細至大約4到5英吋。該表面的尺寸及形狀並非最關鍵的，寬度為其一半者似乎也可運作的很好。輔助接觸工具也可分成兩部分，有左大腿接觸件及右大腿接觸件。輔助接觸工具也可接合騎乘者膝蓋的內側，或與大腿一起或替代大腿；然而，重要的是，輔助接觸工具未干擾小腿相對於膝蓋的移動。重要的是，該表面為穩固的且牢固地附加於後方構件。

也可改變腳踏架22的形狀，而除了要支撐騎乘者雙腿及雙腳的重量且要能支撐對抗於騎乘者可用他們的腳施加於內部側向(朝向輪子)的力量外，對於腳踏架22形式並無限制。如第1圖所示，藉由腳踏架的裝載托架中的四個洞，其允許水平地調整指向外部之垂直支撐踏桿36，及藉由相對於輪軸之可轉動位置，其允許垂直地調整踏桿，腳踏架的位置為可以上下及前後調整的。腳踏架之間露出大約7英吋分隔也可變更。為了讓運輸腳踏車更容易，支撐踏桿可製成為向上折疊，使得支撐踏桿未向外凸出，從而允許載具平放。腳踏架的設計及腳踏架附加叉的方法，以及腳踏架調整至騎乘者腳位置的方法，以及腳踏架可調整至騎乘者腿長的方法，全部都可改變，只要腳踏架滿足如本文所述之預期目的。

應當注意的是，操作用於煞車件28的啟動器之最有優勢的方法可係藉由騎乘者腳來執行。如第7圖所示，當利用腳的後方部分支撐腿的重量時，放置腳踏架的支撐踏桿36於例如在腳跟或足弓下的腳的前方部分仍能上下轉動。只要作業未干擾到載具的一般操作，可利用這個動作控制用於剎車件的啟動器。舉例來說，如第7圖所示，可利用位於腳上方的控制桿38或位於腳下方的控制桿40啟動後方煞車件28，騎乘者腳向上樞轉來操作位於腳上方的控制桿38，騎乘者腳向下樞轉來操作位於腳下方的控制桿40。或者，可用控制桿38和控制桿40控制係在前輪操作的煞車件(未圖示)。應當注意的是，於一個腳踏架上的控制桿相對於在另一個腳踏架上對應的控制桿可獨自操作。也應當注意的是，無論哪些情況，在每個腳踏架上，一個控制桿或另一個控制桿可操作煞車件，另一個控制桿替換成能抵抗向上或向下力量的固定踏桿。另外，如果踏桿38製成固定，由於騎乘者腳及/或腿的肌肉將需收縮以接合踏桿38，踏桿38接著將作為輔助接觸工具。

腳踏車的操作

當第一次觀察不活動的腳踏車時，因為無把手，似乎是沒有其他方式，可假設其藉由腳踏架與騎乘者的雙腳來操縱。但當在操作中觀察時，除了騎乘者的支桿明顯推動向前的撐划外，沒有引人注目的動作指出騎乘者控制著載具。事實上，即使當騎乘腳踏車時，如本發明人已完成般，其非顯而易見看出如何運作的。然而，清楚的是，腳踏車及騎乘者一起傾斜轉彎，如同一個剛性塊；但不論這個傾斜是否為動作的開始或為對另一個動作的回應，都無法分辨。騎乘者及腳踏車的傾斜以及腳踏車前輪的樞轉似乎為同時動作。

隨著操縱輪朝一個方向或其他方向樞轉，騎乘者的雙腿似乎仍大致固定在彼此對應的位置，就像如第5圖所示其將為一般乘坐位置。然而，似乎沒有如使實行，雙腿的小腿在膝蓋樞轉並與腳踝加入到動作，且因此一起使雙腳跟隨操縱叉的旋轉動作。腳向左或向右動作大致上一致，使用腳踏架作為導引以跟隨操縱輪的相同樞轉動作。腳的轉動為必要的以避免擊打到輪幅。從騎乘者的觀點來看，雙腿及雙腳的動作為自發的；且再一次，並未清楚腳是否跟隨動作、造成動作或引導動作。

考慮到騎乘者沿著直行腳踏車路徑以中等速度(每秒4到5英尺)推進腳踏車。當感知載具要倒向左手邊時，騎乘者直觀地轉向左以保持其平衡性，也就是說騎乘者依圓弧導引載具，其中心為位於載具的左手邊。現在由於載具及騎乘者之圓周運動的離心力平衡了載具翻倒的傾向。事實上，騎乘者於此類半徑的圓中自動操縱載具，其中離心力略微過平衡翻倒的傾向，而載具再次恢復其垂直位置。現在騎乘者於直線上精確地操縱短時間區間。但可能垂直位置已稍微超過，且載具稍微倒向載具右手邊。現在騎乘者下意識地轉向這一邊，再一次於具有其中心在右手邊的圓等等。如果檢視載具的軌跡，將發現載具的軌跡非為一直線，而為長的彎曲曲線。

上述騎乘腳踏車之說明實際上為由Archibald Sharp提供且指的是傳統的腳踏車，但使用於此為因為也適用於本發明。Sharp的兩輪車裝配把手，且當Sharp指「操縱」時，當然是指「以」把手來操縱。在本發明中，操縱腳踏車剛好是同樣直觀且自動的，除非有明顯的解釋不是如此便於操作的。明顯地騎乘者接合於腳踏架的雙腳扮演如本文中所推測之部分；然而其他力量也發揮了作用。當Sharp指離心力，其在文中保持腳踏車直立；大部分為了防止載具倒下而推動對抗的力之質量為騎乘者的質量。如有任何其他力量的影響則不提及。

在本發明中，藉由與Sharp的範例相同的原則運作腳踏車，儘管比較上，其控制更取決於腳踏車的配置及所牽連之動力學，代替騎乘者透過把手的使用來介入。操作中的關鍵因素為關於操縱軸創建的力矩，其為載具設計的幾何學結果且在重力的存在下影響載具的行為。如果操縱輪本身定向為自由的，則力矩將容易在扭轉力的方向中繞著操縱軸樞轉操縱輪。在Sharp的實例中，繞著操縱軸產生的力矩不視為對腳踏車操作為必要的；且其影響被騎乘者把手的使用所壓過，此主導了載具的操控。

當騎乘腳踏車，快到足夠使複數支桿在操縱性及平衡性上具有小影響時，通常為輕觸(tipped)的，如果僅輕微地在縱向軸的兩側。結果是，兩個關於控制腳踏車的動力學之變數，傾斜角及操縱角，在運作中是持續的。結合這兩個角度控制載具於任何時刻的轉彎速率。在本文中的傾斜角定義為載具平面之傾斜度，後輪與地面的接觸點39及操縱軸從中間平面或垂直位置界定載具平面之傾斜度。界定操縱角為前方構件從其筆直向前位置或中間位置的偏差。兩個角度具有左或右的極性，相對於其中部或中間位置。應當注意的是，當載具是直立的，後輪是垂直的，且完美對準兩輪，傾斜角及操縱角為零；且從而於操縱軸附近不存在扭力。

當傾斜角及操縱角變更時，也就是腳踏車不是在完全垂直的位置時，扭力將於操縱軸附近形成。傾斜角是在騎乘者的控制指令中，騎乘者藉由向側邊傾斜而控制其。為了產生想要的操縱角，如果不考慮腳踏架上騎乘者的雙腳的話，必須於操縱軸附近產生特定量的力矩以樞轉操縱輪。起初，力矩於載具向縱向軸的右方傾斜時將為順時針方向，而力矩於載具朝左方傾斜時將為逆時針方向。而且當操縱輪樞轉時，騎乘者之腳踏架支撐之下部腿重量隨之樞轉。在這一點上，在載具已回應騎乘者最初的傾斜指令後，而騎乘者為朝向載具縱向軸的一側，回應於騎乘者操控載具的行為解釋變得較不清楚。

一般而言，當騎乘者向一邊傾斜身軀，且可能與其他力一起時，操縱輪傾向於跟隨。可能的是，也藉由騎乘者的腳經由與腳踏架接合而直接影響操縱輪的樞轉。雖然難以決定其影響的實際範圍，發明人的主張為腳踏車的操縱非藉由腳踏架的使用來主宰。似乎是騎乘者於更大程度上依賴載具的傾斜，而結果呈現繞著操縱軸的力矩；且假如可需要腳踏架，腳踏架的使用更多為增加或減少這個力矩的影響。可有助於指明，在實際騎乘狀態期間，操縱角將最有可能落在整個載具速度的範圍加減10到40度內之範圍，較低的數量為最快的速度，較高的數量為最慢的，在一般騎乘狀況期間加減20度之額定範圍。對於這個一般騎乘狀態，對應的傾斜角將可能會更少。

當扭力平衡傾向於反向扭轉操縱輪的這些力時，如本文中所解釋的，騎乘者與腳踏車將達到平衡且腳踏車將在固定的半徑下轉動。傾斜角及操縱角也將為常數，以及騎乘者施加於每個腳踏架的力將為穩定的。如果任何變數的數值改變，變數的數值包括腳踏車的速度、傾斜角、或者施加於腳踏架的力，腳踏車將進入過渡時期的狀態直到達到新的平衡狀態。騎乘者能夠直觀的控制這過程。從實際狀況來說，應注意的是，騎乘者嘗試在相反方向改變操縱及傾斜角而不會擾亂載具為不太可能的，排除反向操縱的眾所周知的現象，在這種狀況可隨時發生的期間。目前還不知道在什麼程度上，如果本發明中有發生(play)任何反向操縱，雖然反向操縱是一個因素，但是將直觀地處理反向操縱而模型的騎乘者不會察覺到。

回到參閱Sharp對騎乘腳踏車的說明，這個平衡的過程運作直到載具的速度落到一定速度之下，在這個時候藉由載具及騎乘者之圓周運動所造成的離心力變得不足。當這發生時，騎乘者發覺難以維持平衡，且可選擇加速，或取而代之嘗試藉由在傾斜的相反方向擺動把手以保持平衡，迅速的抵銷傾斜，然後回到另一方向等等。這個動作造成騎乘者及載具的質心提高，且同步於擺動的把手在縱向軸來回的振盪。然而，隨著腳踏車的速度進一步下降，騎乘者不再能維持平衡。離心力不再是一個因素，且迫使騎乘者延伸腿以防止載具倒向地面。

這不是本發明的情況。首先，載具具有縮短的輪距，更多於滑板車的等級，其在特定速度及轉動半徑內與傳統腳踏車相比容許形成接近兩倍的離心力；且因此載具能在較慢的速度下自然地維持平衡。不過，有一點是，當由於速度不足而存在離心力欠缺時，而載具開始變得難以平衡。在這一點上，複數支桿的使用，操縱其的方法，滿足了發明人在低速操作的目標。可使用複數支桿以維持載具在接近垂直的位置，其允許腳踏車在大致為直線的路徑上行進。這個操作為可行的，因為騎乘者可感覺到當騎乘者及載具的質心超過縱向軸時，且即刻修正對於兩側的最小偏差，使用支桿在載具傾向於傾斜的側邊上推動，亦即提供足夠的側向力量，並從而重新平衡載具及騎乘者。由於支桿，使用者可真的保持直立一直到速度為零而不用將腳放下至地面。

此外，於腳踏車在低速操作期間，支桿可在轉彎方面為有用的。舉例來說，可利用支桿以防止載具傾斜到比預期更遠的轉彎處，且這可以同時提供一些推動腳踏車向前的向前推力的方法達成。或者，當準備轉向另一側時，支桿的側向推擠可提高騎乘者的重心，並幫助推動騎乘者高於載具縱向軸的那側。然而，可能要注意的是，特別是在非常低的速度，其中騎乘者於未使用複數支桿下可能無法保留平衡，除非支桿向外延伸，腳踏車將在轉彎處趨向持續更急劇的轉動而造成騎乘者落下。不可能僅藉由使用腳踏架防止這發生。當這發生時，騎乘者必須利用支桿以在支桿上側向推動而提高其重心，或取而代之的，可能只是倚靠在支桿上來維持質量在目前的高度，並從而防止轉動半徑的減小。

扭力產生

力矩事實上是一種扭力，且確切而言其為一種力量作用於控制桿上的結果。如同提到的，不論騎乘者傾向哪一側，力矩可繞著操縱軸發生，並造成傾斜角及操縱角大於零。如本文中進一步提到的，力矩有兩個分量：一個為腳踏車前方構件上所承載質量的函數，另一個為質量部分的函數。力矩的每個分量具有控制桿臂，其與腳踏車前方構件設定相關的腳踏車設計的特定變數有關。繞著操縱軸的力矩的產生，從而可視其為涉及兩個獨立的方法程序。

依靠傳統腳踏車的基礎配置之第一個方法，其根據載具前輪的軌跡或者更準確地為根據載具前輪的機械軌跡，其定義為：操縱輪與地面39的接觸點和操縱軸之間的最短距離。實際上，軌跡係於第一個方法中扭力的控制桿臂，且確切而言為繞著操縱軸操作。軌跡為操縱管向後傾斜的結果。隨著傾斜度增加，操縱軸與地面相交的點相對於操縱輪與地面的接觸點向前移動，且增加了軌跡的長度。

重要的是，應理解的是，控制臂為在操縱輪的平面上且於操縱輪對準載具平面時不具有影響，亦即，當前輪和後輪與地面的接觸點位於包括操縱軸的平面上。每當操縱輪偏離筆直向前或中間位置時，控制臂開始發揮作用。當操縱輪與地面的接觸點從載具平面向外移動時發生。這造成支撐力，也就是反應於輪子上之重量而於接觸點上推動垂直向上之力，以形成垂直於輪子平面的分量。分量的力量作用在控制桿臂上。所產生的扭力可於載具傾斜方向中產生容易樞轉輪子的力矩。

在第二個方法中，力矩的產生係基於從繞著操縱軸旋轉質量的質心向操縱軸前進所分隔或偏移的距離。所包含的質量為前輪及叉，且於較佳的實施例之情況中，腳踏架及騎乘者之雙腿及雙腳由腳踏架支撐的部分質量。質量的重量可產生繞著操縱軸的扭力，其控制桿臂實際上等於在操縱軸與質心之間垂直距離的長度。了解重要的是，當載具是筆直且傾斜角接近為零的時候，且操縱輪位於操縱角接近為零的其中間位置，從側邊到側邊或側向觀點的重力為平行於操縱輪，且對於質量的效應從而引導向下於操縱輪的平面；且因此未從第二個方法產生力矩。每當載具傾斜且傾斜角大於零，質量的重量的影響創建不在操縱輪平面上向下的力量。這力量具有垂直於操縱輪平面的分量；且分量可作用於控制桿臂並產生容易繞著操縱軸樞轉操縱輪的力矩。

在較佳實施例的情況中，前叉21是筆直的，亦即，叉的腿19校準於操縱軸。因此，叉及輪子的質量是對稱分佈在相對於操縱軸的輪子平面當中；且因此，這質量於產生力矩中不是有效因素。因此，腳踏架的布置及其支撐的重量負責在第二個方法中產生力矩。根據本發明，在腳踏車的較佳實施例中，腳踏架的位置為操縱及平衡腳踏車的關鍵因素。在腳踏車具有附加於後方構件的腳踏架之情況中，前面提到的，為了產生第二個方法的力矩，舉例來說，前輪可藉由向前彎曲雙叉腿19來偏移，或者放置重量於操縱軸前方的一些其他方法。

於腳踏車中，應當注意的是，其中用詞「偏移」定義為在操縱軸及操縱輪輪軸之間的最短距離，前輪軸通常位於操縱軸的前方，其轉移一些叉及輪子的重量到操縱軸的前方。排除騎乘者可藉由倚靠於把手上而提供的重量，假如狀況為不用手操縱時的時候，僅有少量繞著操縱軸的扭力由於偏移而產生。雖然在較佳的實施例的腳踏車的情況中偏移為零，由於騎乘者大腿的水平位置，其向前延伸超過操縱輪的上部，由腳踏架支撐的質量可明顯地大於輪子與叉的結合質量，其大約為騎乘者身體重量的百分之十五；且可從而產生明顯的力矩量。

根據本發明，由腳踏架(當其附於前方構件時)支撐的重量的質心必須位於操縱軸的前方。當這是事實的時候，產生力矩的兩個方法將容易在環繞操縱軸的相同方向中產生扭力。雖然藉由各個方法產生的力矩可相關於重力，其也可確實為，在兩個方法中的每一個中作用於控制桿臂上的力量的方向係從操縱輪的相反側導向。在第一個方法中，力量為在操縱軸的後方；而在第二個方法中，力量為在操縱軸的前方；兩個控制桿臂相對於操縱軸分開180度。

若為此實例，然後作用於控制桿臂每一個上的力量來自相反的方向且因此在每個實例中不可為相同力量。在第一個方法中，力量於前輪與地面的接觸點上垂直向上推，作為對於重力的反應，以及支撐由輪子乘載的全部質量。在第二個方法中，力垂直向下推，作為重力，以及承載包括偏移質量的以前方構件樞轉的質量。因此，可總結第一扭力及第二扭力為獨立的動作。由於一個並不依賴另一個，可調整或修改任何一個而不影響另一個。

騎乘者可產生力矩於任一方向上，繞著操縱軸的順時針方向或逆時針方向，藉由造成載具相對於載具的縱向軸側向傾斜於一側或另一側。因此，為了改變力矩的方向，及因此操縱輪為趨向的方向，不是朝向操縱輪中間位置的左方就是操縱輪中間位置的右方，騎乘者身體之重量必須先移動至載具之縱向軸之一側。為了發生這個，必須提升騎乘者的質心至一側上以橫跨至載具縱向軸的另一側，接著其隨著載具側傾斜角提升而跟著降低。這可需要騎乘者腳踏架的使用以創建相對的力矩，亦即，降低兩個方法在目前產生的力矩；但不管騎乘者執行什麼動作，明顯的是其係直觀地完成。如本文所揭露的，複數支桿在慢速時也可用於幫助提升騎乘者。

力矩控制

重要的是了解在本發明中有關於腳踏車的操作之兩個質心(COM)。第一個，通常係與腳踏車相關且為整個系統的質心，其包括載具的質量、騎乘者的質量、以及複數支桿的質量。這個質心位於車座略為前方和車座上方。當腳踏車轉動時，離心力在垂直於行進方向形成，亦即沿著轉動半徑往外，且實際上對著這個質心推動以反抗趨向於將載具朝向轉動中心傾斜的重力。重力及離心力容易於繞著縱向軸之相反方向中轉動腳踏車。

第二個質心為一個相關以前方構件樞轉的質量並相關於操縱軸。如先前所討論的，由腳踏架支撐的質量可由於騎乘者下方腿的重量而相對巨大；且因此這個第二質心可為操控腳踏車的重要因素。然而，在現代的腳踏車中，與前叉樞轉的質量的質心不視為操縱及平衡載具的重要因素。相較於第一質心之藉由移動載具所產生之離心力的影響，離心力於第二質心可具有影響，且通常忽略如何影響傳統腳踏車的平衡性及操縱。

要注意感到興趣的是，在Archibald Sharp對於無手操縱來騎乘傳統腳踏車的分析解釋中，其中，假設傾斜角是小的，且操縱角也是小且不變的，以及不考慮輪子迴轉的動作，沒有提及離心力。Sharp主張離心力為產生對抗扭力的主要力量，亦即平衡其他兩個前面所提及的扭力，相關於第一個方法及第二個方法繞著操縱軸產生扭力。Sharp相信離心力在操縱輪與地面的接觸點中正切於操縱軸，其控制桿臂為操縱輪的機械軌跡的長度。

有趣值得觀察的是，在本發明中，於腳踏車的操作上具有影響軌跡。在發明人進行的實驗中，修改模型，使得其軌跡可一路調整向下至零。當減少軌跡至百分之二十五的增量時，測試模型；並如同預期的，其操控逐漸掃興；但令人驚訝的是，即使調整軌跡至零，仍可輕易地控制模型。要注意感興趣的是，當騎乘載具而無任何軌跡時，根據Sharp，將未操作第一個方法的力矩產生及由於離心力的相對扭力，因為兩個扭力需要如同其控制桿臂的軌跡。如果此為正確的，然後繞著操縱軸的力矩的存在，若其確實存在的話，其僅可由於第二個方法的影響。

然後，在這個實例中，為了平衡第二個方法於例如在恆定半徑轉彎期間或當改變轉動半徑時所產生的力矩，將需涉及一些非離心力的力量。可合理的推斷，那力量可為：作用於第一質心上、或第二質心、或一定程度上兩者上的離心力；繞著操縱軸的反向扭轉可創建減震效果，也就是藉由騎乘者雙腳在腳踏架上的動作所產生的；或者兩者的一些組合。可能的是，第二質心太靠近操縱軸，或者載具的速度範圍對於第二個方法太慢而明顯地被離心力所影響。

另一方面，給定腳踏車具有一些數量的軌跡，向心力可為可反抗繞著操縱軸所呈現之力矩的主要力量，如同Sharp的建議。在無手操縱傳統腳踏車的目標上，在長時間研究這些主題的時代中Carlos Bourlet’s的意見係被高度重視，論述騎乘操縱軸在前輪接觸點切地的腳踏車為不可能的，換句話說，沒有軌跡的腳踏車。考慮到這個，人們將傾向於相信，然後給予實驗結果，不同處為騎乘者雙腳在腳踏架上的動作；或者換句話說，較佳的實施例的腳踏車運作由於騎乘者能在腳踏架上施力的微妙控制。

當涉及無手騎乘時，操縱及平衡兩輪串接載具的問題歷來被視為複雜且特別困惑的。在Sharp的意見中，騎乘者嘗試藉由改變傾斜角而不用手操縱，亦即藉由調整傾斜或側向騎乘者軀幹位置來平衡繞著操縱軸的力矩，其將不足以快到維持載具的平衡。但是當騎乘較佳的實施例的模型時則不是這種狀況，已證明其為容易被控制的。因此，由於在Sharp假設的範例與模型之間僅有的實質差異為腳踏架的使用可影響模型中繞著操縱軸的力矩，可斷定一點，採用Sharp的意見，確實騎乘者雙腳在腳踏架上的重量及細微的動作實際上造成了區別。應當注意的是，在Sharp的範例中，由於未使用把手，反向操縱的使用將已是不可能的。不知道反向操縱是否為本發明中操縱腳踏車的因素，儘管可能將由騎乘者對腳踏架的使用執行其。

Sharp關於傳統腳踏車的分析，其中包括在第二質心的僅有質量為操縱叉的質量、前輪的質量以及把手的質量。且即使第二質心由於彎曲叉腳造成的偏移而在操縱軸的前方，Sharp不考慮其離心力可作用於質量上以對抗趨向於繞著操縱軸樞轉前輪的力矩。在本發明較佳的實施例中，雖然叉為筆直的，第二質心由於腳踏架的放置而可明顯向前轉移。因此，可作用於其上的離心力可為推動操縱輪背向其中間位置的重要因素，假設騎乘者的下肢配合。若為這個情況，應注意的是，這個動作及其影響似乎近似於防止腳踏車倒向一側而作用在第一質心的離心力。

可注意的是，在腳踏車科學中較少提及偏移。在早期的腳踏車設計中，操縱叉是筆直的，沒有偏移。然後，隨著安全腳踏車的出現，現代的兩輪車，以及整個二十世紀，偏移實際上為每個設計的部分：向前彎曲前叉的雙腳以產生偏移。可注意的是，在所有引用的參考文獻中，Sharp’的經典論述、Wilson的腳踏車科學、Bryant的專利、以及Papadopoulos在最新腳踏車科學新增的章節，幾乎沒有觸及偏移的主題，儘管在大部分的情況下大量的討論致力於軌跡的主題。Sharp和Bryant在其分析中都指出但卻沒討論。Papadopoulos簡單地陳述「操縱軸的線通常透過前方輪軸的下方，也就是說叉是向前彎曲。」

了解重要的是，偏移在軌跡的相反方向中將操縱輪與地面之接觸點向前移動；因此，對於操縱管給定的傾斜，軌跡隨著偏移增加而減少。真正唯一的目的是，偏移的提供似乎為進一步移動第二質心於操縱軸前方。這在腳踏車的較佳實施例中非為必須的，給定的是，藉由腳踏架的配置而更可實現此目標。在較佳實施例的模型上進行實驗，其中，向前彎曲操縱叉以造成不同程度的偏移。一般來說，不同偏移量的影響不是顯著的，且沒有正向的優點可被識別。最佳之整體表現似乎沒有偏移產生。因此，於根據本發明之較佳實施例中，腳踏車具有筆直的操縱叉而無偏移。

其他因素

到這一點為止的討論，已經言明的是，本發明中所指的腳踏車為藉由兩個獨立扭力操縱至一定程度，兩個扭力可一起作用以產生繞著操縱軸的足夠力矩，其可造成操縱輪樞轉。可由騎乘者下部腿經由腳踏架產生的力矩之扭力上的影響並未考慮到，雖然推測這樣直接動作的影響可增加或減少兩個扭力的影響。應當注意的是，也有迴轉運動的態樣，在腳踏車設計的領域中已知的及引用自第三版腳踏車科學中的Jim Papadopoulos，其可為操縱腳踏車中的一個因素；其中，藉由腳踏車操縱輪旋轉運動所產生的角動量推進輪子，以朝向腳踏車被傾斜的一側樞轉。因此，這個迴轉動作的影響，習知為旋進(precession)，為加強扭力，亦即，加入至由第一個方法及第二個方法所產生的力矩。

此外，操縱輪的角動量與腳踏車速度的平方成正比。因此，旋進的影響可於腳踏車操作期間根據其速度改變。尚未確定何種程度的旋進可影響腳踏車的駕控。可無論為哪種程度，在正常速度如果有影響的話可依據模型的一般表現解釋為可控制的及有用的。可能的是，由旋進在力矩中所造成的變化係藉由騎乘者的腳在腳踏架上產生的活動而直觀的補償。然而，應注意的是，在較高速度時力矩的突然改變可造成操控問題，其可造成腳踏車的不穩定，其中於轉彎期間操縱輪可快速的向內轉動，而導致傾覆。

在另一個關於操縱的態樣中，注意的是，當施加側向力量在操縱管中的後方構件時，操縱輪也可樞轉。其中，此可在操作腳踏車於其行走模式時證明：其中，未騎乘的騎乘者在腳踏車旁邊以手抓住車座推動其向前行走並扭轉車座，從而造成操縱輪樞轉。當騎乘腳踏車時使用這個方法也是可能的；然而，如同在行走模式中，腳踏車的後方構件需靠近於其接近垂直的挺直位置，以使其有效地運作。然後，如果騎乘者應於臀部扭轉其一條大腿，從而以大腿內側施加側向力量至附加於操縱管側面的輔助接觸工具，操縱輪將於施加力量的方向上樞轉。雖然可能難以辨別，這個動作於造成操縱輪從縱向軸的一側至另一側樞轉時可為有用，並從而幫助騎乘者更快速地改變方向。這個動作證明身體語言可為腳踏車控制中的一個因素。應注意的是這個影響是腳踏車軌跡的長度函數。

了解重要的是，在兩輪串接載具操作上的速度範圍是其操控特性中的主要因素。這些載具依靠在不同程度的離心力表現上，以及在其操作中對應的離心力。這些力為載具速度的函數，且與速度平方成正比。因此特定型式設計或種類設計的兩輪串接載具很大部分為基於其速度範圍。在這個類型內，速度範圍可視為設計變數，亦即載具意欲運作的速度；或者，替代地，其被視為設計本身的限制因素或設計本身固有的。舉例來說，可設計腳踏車用於較慢速度或用於高速度，例如「休閒」類型或「場地」腳踏車；但不可製成其在非常慢的速度操作，例如像滑板車。同樣地，滑板車可在不同速度範圍內操作；但沒有滑板車可在摩托車運作之速度下穩定。顯然的是，腳踏車、滑板車及摩托車為有區別性的載具，儘管其共享兩輪串接的配置。

在本發明中的腳踏車也為有區別性的載具。其不應與其他兩輪串接載具搞混，例如像摩托車。一般而言，對照本發明的腳踏車，穩定性及平衡性為腳踏車中較佳的；且因此，腳踏車的操控特性可容納較大範圍的運作速度。在本發明中，達到慢速操作能力是有益的主要成果，如果沒有必要，為了推進的特別工具而使用複數支手握桿。腳踏車速度範圍為直接取決於騎乘者的手臂及肩膀的這樣的肌肉動作。並且像是滑板車，在水平騎乘表面上，腳踏車不可超出騎乘者可向前推進的速度。雖然當需要時以較慢速度的支桿推動腳踏車使騎乘者保存能量，騎乘者上半身的運動為本發明的重要特徵。

注意到的是，相對於力矩的產生，第一個方法及第二個方法彼此不互相依賴。因此，如果這兩種方法具有產生扭力以外的目的，各別考慮下，其將有利於腳踏車的設計，且決定其對於載具整體表現的相對重要性並相應地進行。因此，於此方面，相關於第一個方法的軌跡的主要目的為改善載具的基本操控，如同腳踏車的技術領域中的具有通常知識者眾所皆知的。一般來說，應用於腳踏車的相同原則及考量將施加在本發明的載具中。在模型的建構中，優先考慮到產生扭力的第二個方法，基於載具的運作速度範圍、載具的輪距以及預期騎乘者的質量最佳化軌跡以在操縱及操控載具上產生最大的優勢。於支撐騎乘者的重量時，此為藉由盡可能近似相同於較佳的實施例中的前方構件與後方構件之間的比例調整軌跡的長度來完成。

與相關於第一個方法建立的變數，第二個方法可接著處理，基於第一個方法產生的給定力矩以最佳化第二扭力來產生最佳操縱特性的目標為可能的。在較佳實施例的發展前實驗期間，做出各種其他嘗試以騎乘各種無把手的兩輪串接載具之設計。一個最困難的問題為需克服腳踏架的兩種功能之協調。一方面腳踏架對於穩定載具上的騎乘者為重要的；而另一方面，其為操縱過程的重要部分，似乎為不相容的目標。載具上騎乘者最佳位置的確定結果滿足騎乘者之效率及使用容易度的兩個功能為主要的成果。重要的是了解其使用，其如同樞轉操縱輪及支撐騎乘者之工具，都不應藉由無意的干擾繞著操縱軸的力矩之呈現而限制操縱輪回應載具之傾斜的自然樞轉傾向。

根據本發明，在腳踏車上騎乘者雙腿及雙腳的定位及位置的最佳化可為操縱及平衡載具的關鍵因素。於此方面，相對於操縱軸的腳踏架的放置為腳踏車的較佳實施例情況中最重要的考量。應當注意的是，雖然在第二個方法所產生的力矩係考量騎乘者的雙腿及雙腳之位置及重量，藉由騎乘者使用腳踏架移動操縱輪的控制及容易度更要考量雙腿及雙腳的位置。因此，腳踏架的位置必須如此，基於給定騎乘者的質量與尺寸，載具的操控特性得以最佳化。從實際狀況來說，腳踏架實際的位置可為可調整的且在載具取得時設立。利用較佳實施例模型的實驗顯示，對於給定的騎乘者，存有一個腳踏架位置中載具表現最好的甜蜜點。如果騎乘者雙腳的位置從這個位置移動向前或向後太遠，則載具變得無法騎乘。

推進

撐桿可用在兩輪串接載具中，因為可施加推進載具向前所必須的力量在平行於載具固有穩定的縱向軸的方向；且其能以不產生不穩定扭力的方法來完成，也就是對於騎乘者的力矩，其不能被騎乘者的動作反抗。為了說明：在最簡單的推進動作中，騎乘者藉由延伸兩個手臂向前來開始；且以支桿的尖端筆直指向下，設置其在道路上；然後緊接地，開始作動滑行，向下施加壓力於尖端上以保持其位置，在此同時，藉由彎曲手肘向後拉動垂直握持的複數支桿。載具因此在那段時間支撐向前，使手肘造成彎曲，因而導致複數個支桿把手最終到達甚至是胸口。然後騎乘者藉由舉起複數支桿完成滑行；且手臂是再一次向前延伸以開始下一次滑行。

注意的是，於作動滑行期間，以複數支桿尖端在縱向軸的兩側設置相同距離，當騎乘者施加相同的拉力於每個支桿時，藉由一個支桿產生的力矩係藉由另一個所產生的來抵銷。騎乘者拉左側支桿而於騎乘者附近造成的順時針方向扭力，其為藉由右手支桿造成的逆時針方向扭力來抵銷。因此，推動載具向前的淨力為在載具縱向軸的直線上。幸運地，發覺不需要如本文所揭露之此種程度的精密支桿維持穩定度。

共同使用兩個支桿撐住，像是上面引用的「雙拉(double pull)」滑行可變化以符合不同目的。舉例來說，「雙拉」對於非常慢的速度來說為理想的滑行，其中在沒有平衡本質效果下平衡為困難的或不可能的。另一個範例為「雙推」，其如此處所述為從停止狀態開始的好滑行：騎乘者進入跨坐固定載具的位置，手肘完全彎曲將支桿拉至胸口，支桿的尖端設置低於鄰近於每個腳外側之車座。然後，當在支桿之間直立平衡時提起雙腳至腳踏架，騎乘者藉由向前擺動、在臀部旋轉上半身並同時施加相同的向下壓力於保持尖端定位之支桿而開始作動滑行。而且，隨著肩膀透過向前超過支桿尖端，騎乘者支撐支桿向後，部分地解開手肘以完成相當短的滑行。然後支桿快速地抬起且向前移動以重複這個滑行，諸如此類的直到載具獲得足夠的動量。

騎乘者可改變施加於任何滑行的力量或在連續滑行之間之經歷時間，以符合狀態及情況。非常快速全力的「雙拉」滑行可需要快的加速度。或者在行人流量高的情況中，同樣的滑行可藉由在滑行之間施加最低力量但非常快之經歷時間而用於非常緩慢地移動，因此維持複數支桿盡可能長時間接觸道路。且在一次舉例來說，在積極的使用支桿撐住時，結合「雙拉」及「雙推」滑行之長且有效的「雙拉推」滑行，其一個提起另一個放下並可成為用於力量及速度的最佳滑行；然而，在較不積極的使用支桿撐住的狀態時，其也可為具有催眠節奏的最佳巡遊滑行。可增加這三種「雙」型態滑行中任一種的推進力量，其藉由：在滑行開始時藉由在臀部向前彎曲上半身而進一步向前延伸支桿；或者在滑行結束時進一步向後延伸支桿；或者兩者。

相對於使用「雙」支桿的重要意義，發覺的是，不用明顯地意識到施加在一個支桿或另一個支桿的力量大小以補償由不均衡的使用支桿所造成的不平衡，騎乘者可改變或轉移騎乘者相對於載具的位置或騎乘表面的改變。這些先前未實現的效果似乎補足了在傾斜的方向轉動前輪來修正傾斜的兩輪車效果。這個重要發現的意義為支桿的使用可不僅於推進的工具；其也可作為複雜的平衡及穩定系統中整合的部分以幫助控制載具在行進時騎乘，複雜的平衡及穩定系統具有包含騎乘者、載具、以及一起操作的支桿之反饋迴路。

到目前為止的討論為著重在「雙」使用支桿上，其特性是藉由整合兩個支桿來使用。另一個基本使用支桿的類別為「交替的」，其雙支桿為交替的來回使用，第一支桿使用在一側，接著在另一個，在支桿的動作與步行者雙腿的動作之間有相似處。「交替地拉」及 「交替地推」、以及「交替地拉推」為在「雙」支桿類別上分別對應命名之滑行的一部分；且先前的評論列舉出，除了一個重要的差異之外，關於「雙」滑行施加於其對應之「交替的」滑行部分：不像「雙」支桿地使用，以「交替的」 使用支桿的方式讓一個支桿產生的力矩不會被另一個支桿產生的力矩所抵銷。

當騎乘者推進載具向前時，施加至複數支桿的力量為在平行於載具之縱向軸的方向；且因此，大部分產生的力量為在行進方向的直線上。但因為使用支桿的力量從軸本身偏移，雙支桿尖端配置在由騎乘者肩膀寬度分開的軸兩側，也產生潛在不穩定扭力。推動支桿具有繞著騎乘者的身體產生動作或扭轉的趨向，想到當划槳時獨木舟側面到側面的扭轉。當在載具的右側使用支桿時，騎乘者施加力在支桿上以推進載具向前的力量將趨向於逆時針方向扭轉騎乘者身體，或者在左側使用支桿的情況下趨向於順時針方向扭轉騎乘者身體。

不穩定的扭力如果不藉由反向動作抵銷則可能會翻倒騎乘者及載具，諸如同等幅度的反向力量如「雙拉」的範例所繪示，其中由一個支桿產生之扭力會藉由另一個支桿產生的來抵銷。而且實際上，這對於整個「雙」支桿類別為真實的，其中右側及左側使用支桿的動作為一致的；且結果為所造成的反向扭力容易互相抵消。然而，對於「交替的」 使用支桿來說這非正確的。在這個情況下，必須藉由騎乘者抵銷每個滑行以防止生成力矩翻倒載具。騎乘者藉由傾斜、或藉由轉動載具的前輪、或一些這樣動作的組合、或一些其他動作的操縱來創建這個反作用力。

不論這些反向動作為騎乘者運用以反抗由「交替的」滑行所造成的力矩，能反覆地用其於連續滑行以形成連續的模式或節奏，此可讓騎乘者覺得有趣。例如，可製成載具為來回擺動側邊到側邊、或騎乘者可來回搖動或扭轉。在「交替的」使用支桿類別中，可用各種滑行的任一種於使載具「步行」的這個方法，提供騎乘者產生對應之反向動作。參考在「雙」使用支桿類別之相同的回饋迴路於此應用於「交替的」類型滑行上；因此，騎乘者直觀地平衡由反向動作產生的「交替的」滑行所造成的力矩。

替代的實施例

第8圖及第9圖繪示標的載具的替代的實施例。儘管可由複數支桿推進此實施例的載具，也可由騎乘者雙腿於載具的縱向軸的反側上施加抵抗地面的推力而推動此實施例的載具行進。雙腳的推動可提供更大的推力，並從而使載具具有更多功用。因此，除非僅由支桿產生的推力不足而難以讓載具前進或不可能讓載具前進，例如像向上傾斜，否則載具可騎乘於更多樣的地形。騎乘者可放低他們的雙腳至地面，並於載具上乘坐、行走或跑步時未妨礙載具的行進。替代的實施例之較大的速度範圍和多變的操縱為騎乘體驗增添趣味及挑戰性。而且，對於可如此傾斜的地形，可以提供包括騎乘者上半身及下半身的運用之更複雜的試驗。

替代的實施例可確切操作如第1圖至第3圖所繪示的且於此處描述的較佳實施例。下文中，此模式的操作意指騎乘或「雙腳向上」操作，指出騎乘者雙腿位於其維持在腳踏架的位置，並可僅用複數支桿推進載具。當以騎乘者用雙腿推進或用雙腿和複數支桿一起的推動方式騎乘載具時，其可意指「雙腳向下」操作，意味著可在騎乘者雙腳接觸地面的模式中操作或騎乘載具。載具也可如段落[0032]所描述的操作於行走模式中。也應注意的是，載具可如本文描述由電動馬達提供動力。

由雙腳推進的兩輪式載具可追想至手搖車(draisine)，其為Baron Karl von Drais所發明之現代腳踏車的先行者。(查看關於手搖車的參考文獻：二輪車和三輪車，阿奇博爾德夏普，1896年發行，第147頁，1977年MIT出版社再版；以及腳踏車科學，第三版，大衛威爾森，2004年發行，第10、11頁，2004年MIT出版社再版)。本發明的實施例支持標的藉由騎乘者雙腿進行推動，然而，當前輪具有軌跡並由軀幹支撐件控制時，不需透過騎乘者的雙手而僅需使用軀幹支撐件即可控制前輪的方向，這是最佳化配置。這些特徵皆未出現於手搖車中。雖然現今可取得相似的「滑步車(balancing bikes)」，其通常用於小孩的訓練器材，這些滑步車非為無手操作而需要把手。

可值得注意的是，除了軀幹支撐件42的添加之外，第1圖至第3圖所示原實施例相似於第8圖和第9圖所示的替代的實施例。雖然兩種實施例可共用包括車座20的配置結構，但未於雙腳向上騎乘時使用軀幹支撐件；且未於雙腳向下騎乘時使用腳踏架22及輔助接觸工具26。當雙腳向上騎乘或雙腳向下騎乘載具時，騎乘者能維持複數支桿升高至地面上方，且同時利用其雙手接觸載具，並可例如操作附加於軀幹支撐件42的煞車件手握桿43，且從而啟動煞車件28(或操作在前輪上的煞車件)。應注意的是，可以省略所有複數支桿，且騎乘者可僅藉由利用他們的雙腿推進載具而操作載具。而且，如此做時，騎乘者雙臂可自由移動，但可能於步行或跑步時容易自然而然前後擺動；或者，若載具為滑步車時，騎乘者可於將雙手放置在軀幹支撐件上並操作載具。

軀幹支撐件

根據本發明，軀幹支撐件的主要功能為使騎乘者直接影響方向，亦即控制某種程度的前輪方向，並從而於騎乘者的雙腿推進載具時協助騎乘者操縱載具。雖然軀幹支撐件看起來似乎是供騎乘者控制載具例如腳踏車的把手的替代實施例，但把手的使用如本文說明為相當受限的。應注意的是，軀幹支撐件不需連續接合。應了解的是，如在輔助接觸工具的實例中，軀幹支撐件非為維持騎乘者在載具上的工具；也非取代掉腳踏架作為操縱軸調變力矩的工具。然而，於替代的實施例的雙腳向下操作中，工具例如軀幹支撐件或提供相等功能的等效物可為必要的。

軀幹支撐件或等效物提供給騎乘者作為工具，騎乘者可透過其身體與載具的連接前方結構件的部分接觸而直接控制操縱角。所有肢部皆以其他方式在推動載具，騎乘者適用於與工具接觸的作業的其餘身體部分剩下頭部、頸部、肩膀、軀幹以及臀部。選擇騎乘者的軀幹為最適合於作業，儘管所屬技術領域中的具有通常知識者也可發現其他也可適合的替代方案。作為示例，軀幹支撐件42可為連接前方構件10的棒件。軀幹支撐件42也可為提供騎乘者推進以抵銷載具向前進行的慣性，其也可作為止擋件以預防在車座上的騎乘者臀部滑動太前面。根據本發明，當騎乘者僅用他們的雙腿推進載具或用雙腿和複數支桿一起推進載具時，騎乘者可用他們的身體接合軀幹支撐件或其相似物。

應理解的是，本文所闡明的軀幹支撐件的兩種功能或其相似功能可以是相互獨立的；並且，可藉由具有利用騎乘者身體的非肢部部分控制前輪方向的單一目的替代工具執行操縱功能。然後，於此實例中，可利用附加的工具限制騎乘者身體相對於載具的移動，亦即當使用者抵抗地面推動其雙腿時，可以預防或避免騎乘者向前滑動。一般來說，可於滿足兩個條件時提供此功能：後方構件14支撐騎乘者身體的質量，並可防止騎乘者身體的質量相對於後方構件14向前移動。於替代實施例的實例中，當車座20持續支撐騎乘者身體的質量，藉由騎乘者與軀幹支撐件42的接合來預防或防止騎乘者在後方構件14上向前移動時，滿足這些條件。

軀幹支撐件的最有利位置為騎乘者腹部之略微向前的位置，這允許軀幹支撐件於雙腳向下騎乘時容易接合，但軀幹支撐件於雙腳向上騎乘時脫接。軀幹支撐件保持連接前方構件，所以無論軀幹支撐件是否接合，軀幹支撐件相對於跟隨前輪的轉動動作的後方構件移動。舉例來說，於單一實施例中，如第8圖和第9圖所示，軀幹支撐件可類似小把手：為大約單腿長度的弓狀的棒件，其透過可調整工具連接前叉的桿部而可改變棒件相對於騎乘者的位置。可塑造成凹面棒件以接觸騎乘者的腹部，且凹面棒件可垂直調整或水平調整或按照騎乘者需要和偏好進行其他調整。

騎乘者可透過按壓他們的腹部來控制軀幹支撐件的位置，即軀幹支撐件相對於後方構件的角度方向，其穩定時可防止前輪改變路徑。為了造成前輪樞轉，騎乘者可藉由擺動或扭轉上半身至軀幹支撐件如給定的實例中的弓狀的棒件的一側或另一側之如此方式，以操縱軀幹支撐件向前推進。根據本發明，工具連接前方構件，藉由前方構件，騎乘者可透過與工具的接觸改變操縱角而直接控制前輪的方向，藉由騎乘者身體透過位於一側或另一側上之身體非肢部的部分而發出的力操作工具。應理解的是，騎乘者並非絕對地與軀幹支撐件接合，這意味著軀幹支撐件並非連續且固定地與騎乘者的身體部分相接觸，其中身體部分與允許使用的特定肌肉相關聯，如用於其他相似用途的其他工具例如把手或腳踏架之實例。

軀幹支撐件移動的回應程度意謂騎乘者直接控制前方構件位置的程度即操縱角，其可選擇或可調整以滿足騎乘者的偏好。本文所述之軀幹支撐件的實例中，軀幹支撐件的動作未需與前輪的樞轉一一對應。舉例來說，弓狀棒件可樞接後方構件，並透過機械連接或齒輪連接前方構件，騎乘者可針對他們的身體之特定移動量控制操縱角的改變量。應注意的是，前輪可以回應於騎乘者的動作而往左或往右方向樞轉，然而，似乎更合乎常情的是：順時針扭轉或向左側推動棒件，使前輪往右或順時針樞轉，反之亦然。也似乎更合乎常情的是，騎乘者身體於工具上或對工具執行導致前輪樞轉於特定方向的動作，其可由騎乘者身體的相對側的方向執行，儘管執行相反的實例亦未脫離工具的用途。

軌跡的重要性

應了解的是，當騎乘者將他們的雙腳從操縱軸前方位置降下以利用他們的雙腳抵靠地面推行時，控制載具的主要因素不再容易實現：腳踏架上無承載騎乘者雙腿的質量，「第二方法」(參考段落[0096])回應於載具的傾斜而產生微量繞著操縱軸的力矩。再者，於先前實驗期間顯而易見的是，為了於雙腳向下騎乘時控制載具的目的，軀幹支撐件或相似物之工具的利用僅可部分補償由於缺乏力矩而導致的功能損失。為了克服此問題及有助於改善於雙腳向下騎乘時的一般載具的操控，其於替代例的操作期間必須運用不需要或不需於雙腳向上騎乘中的必要考量的特定控制因素。

這些控制因素依賴關於前輪12的軌跡；而雖然軌跡通常於兩輪串接載具的設計中出現，其對於兩輪串接載具的操作非為必要考量。如先前段落[0094]-[0095]中所描述的，取決於載具的前方構件10的配置的軌跡可在包括操縱軸S和後輪與地面的接觸點39的平面上向後傾斜操縱管17而創建。因此，配置本發明中的前方構件，使得前輪與地面的接觸點39坐落於操縱軸與地面相交的點後方。於替代的實施例中，有兩個依賴軌跡的必要控制因素；且與軀幹支撐件的使用結合一起，足以讓騎乘者於雙腳向下騎乘時控制前輪方向。

依據「第一方法」(參考[0094]段落)的第一因素也可以是回應載具的傾斜而繞著操縱軸產生的力矩。根據本發明，利用騎乘者的雙腿推進載具向前時，也可使用其同步控制及改變傾斜角。可注意的是，當騎乘者傾斜載具時，由騎乘者動作平衡載具本身(且非騎乘者和載具一起結合而接著操作雙腳向上的實例)。騎乘者可以此方式操縱他們的下肢，由於車座位在騎乘者胯部中，從而透過雙腳與車座的側面接觸的部分向車座側向推拉而控制後方構件傾斜。然而，應注意的是，若工具滿足段落[0140]中提及的兩個條件，工具可以代替車座，騎乘者可以相同方式推及/或拉工具。於任一實例中(其於雙腳向上騎乘時也為此狀況)，後輪軸的前方(或後輪與地面的接觸點)及操縱軸(或操縱管)後方支撐騎乘者的質心。

測試顯示，第一方法於雙腳向下騎乘時操作載具的影響比依據第二方法於雙腳向上騎乘時操作載具的影響效果更小。然而，即使第一方法的使用不可視為同等取代後者的損失，第一因素對於替代實施例的性能表現仍為不可或缺的。理解重要的是，因為第一方法僅於小範圍的傾斜角變化為有效的，自身控制傾斜角的能力於多數狀況中不足以讓騎乘者充分操縱載具，而因此第一因素的數值如本文說明的可取決於其與軀幹支撐件或第二因素的結合利用。

應理解的是，因為騎乘者與軀幹支撐件或相似物的接觸面不一定為確實存在和穩固的(像與把手相比)，當存在與軌跡相關聯的力矩時，大幅度提高軀幹支撐件的效用。沒有第一方法產生的繞著操縱軸的力矩的幫助，騎乘者雙腿推進載具時將不好操控及難以操作載具。當操縱軸與地面相交點如本專利申請案的圖式中繪示為輪子與地面接觸點前方三英吋或四英吋處時，軀幹支撐件運行順利。沒有任何軌跡，其為點重疊時的實例，騎乘者將使勁控制載具，並將迫使與軀幹支撐件維持連續接觸。

從本文中較早的討論中有興趣回想的是，因為意指僅向上騎乘的實施例依據第二方法，此載具未依賴軌跡，儘管軌跡可改善其操控。然而，由於第二方法繞著操縱軸產生的力矩也由傾斜角控制，如利用第一因素的實例。考量騎乘者雙腳向上操作：置放於平面上且由後方構件支撐的騎乘者質量控制繞著載具縱向軸旋轉的質心。騎乘者雙腿的大質量控制位於前輪平面上且繞著操縱軸旋轉的第二質心。然後，因為兩個質心繞著其旋轉之兩軸互相正交，從而應理解的是，重力作用於第二質心而產生的扭力(考慮段落[0096]所說明的)容易於腳踏車側向傾斜時產生繞著操縱軸的力矩。亦即，當傾斜角於方向或程度上隨著繞著縱向軸的第一質心位置改變時，操縱角由於易樞轉前輪之力矩效果而跟著改變。因此，明確的是，載具的行進路線容易偏離第一質量即騎乘者的轉移方向。

扭矩的使用

取決於軌跡的第二因素為騎乘者對後方構件施加的扭力。於測試期間，注意的是，實施例於特定條件下對騎乘者給定的方向的回應是遲緩的。軀幹支撐件的使用和接合連同載具的傾斜可不只有造成載具於許多狀況中快速旋轉或轉動劇烈。發現的是，在這些狀況中，騎乘者可以利用他們的雙腳和雙腿旋轉車座，使載具作出較令人滿意的回應。根據本發明，騎乘者於向地面推進他們的雙腳時施加在後方構件的力可為操縱載具的必要態樣。

可注意的是，藉由此方法控制載具相似於如本文[0032]段落所述操縱載具於行走模式下。但是，非用手轉動車座，而是藉由騎乘者以他們的臀部固定於車座的狀態下旋轉他們的身體而施加扭矩。舉例來說，此可如第8圖繪示於利用適當車座時達成，適當車座包括可與騎乘者大腿內側接觸以施加側向力的側面。一般來說，施加扭矩需要後方構件支撐騎乘者質量固定在位置上，亦即，當騎乘者身體相對於地面扭轉時，此工具提供質量支撐並抵抗扭矩。注意重要的是，質量的質心位於：平面上，後輪與地面接觸點前方(或輪軸)及操縱軸的後方。因此，可繞著質心產生力矩，且力矩從騎乘者身體轉移至載具的後方構件，其實際上於操縱管中施加側向力(平行於地面並垂直行進方向)；而且因為騎乘者可防止載具繞著縱向軸轉動，亦即後方構件大約維持筆直，此力容易造成後方構件繞著後輪與地面的接觸點樞轉，使前輪易沿著對應騎乘者身體扭轉的方向繞著前輪與地面的接觸點樞轉。

當利用第二因素操縱載具時，因為可透過騎乘者身體的利用而提供完整的載具輸入，不一定需要複數支桿的使用及軀幹棒件或相似物的使用。雖然複雜，但可透過使用雙腿直覺地執行此操縱：當雙腿的推動動作推進載具向前時，也平衡後方構件，後方構件理想上完美地維持其於近乎垂直位置之間。而且因為他們如此做，取決於想要轉動的方向(縱向軸的左側或右側)，騎乘者身體也同時透過施加扭矩於連接騎乘者和載具的工具而稍稍扭轉後方構件，亦即騎乘者與後方構件的接觸面位於後輪軸和操縱軸之間，工具可為如實施例的實例中所示的車座。應注意的是，工具需抵抗施加於基本上平行於地板的平面上的扭力。

前輪的樞轉，看起來是相對於操縱軸旋轉，但實際上是輪子繞著在操縱軸後方的輪子與地面的接觸點旋轉。對後方構件的扭轉的回應是由作用在實際上是軌跡的槓桿臂上的側向力（如上所述）引起的。當此發生時，前方構件容易在其中心點為接觸點的徑向路徑擺動。並且，車輛在形成弧形的彎曲路徑上行進的彎過程中，騎乘者將他們的雙腳觸及地面的同時，可以扭動他們的身體產生扭矩以控制車輛部分的行進。雙腳提供抵抗地面的牽引力，其允許騎乘者的雙腿透過接觸車座的側面對後方構件施加轉動力。此於傾斜角和操縱角為細小時能發揮最好的效果。

適用於力矩從騎乘者轉移至後方構件的最佳車座形態異於可在雙腳向上騎乘時使用的車座形態，騎乘者的臀部簡單地坐在車座的頂面上，同時藉由重力和大腿維持在適當位置上，其中大腿抵靠輔助接觸工具水平地向前延伸。隨著大腿於雙腳向下騎乘時向下延伸，車座的側邊也必須向下延伸，以使其位置和大腿內側接合，並從而允許大腿轉動車座。車座可採用許多形態，甚至其側面可移動地附加(不論是否直接連接車座本身主體或其安裝件)，使得車座與大腿保持接觸的部分隨著大腿觸及期間的移動而前後移動或樞轉，且允許力矩轉移至後方構件。然而，相同裝置可接納騎乘模式。然而，因為車座的設計與騎乘者於雙腳向下操作時其臀部的舒適度相關，必須特別考量車座的設計，以減輕由於車座位置在騎乘者跨部中所造成的不適。

應注意的是，當騎乘透過輔助接觸工具對後方構件的一側施加側向力時，採用如段落[0117]提及的相同程序在雙腳向上操作期間施加扭力即第二因素。隨著騎乘者的重量向下擠壓車座和內側大腿抵靠輔助接觸工具推進，騎乘者可施加側向力於操縱管。然後，可能需要使用支桿和一些身體語言提供側向力以防止載具傾斜，使得前輪將易於樞轉。當載具傾斜一側而騎乘者欲於另一側操縱時，一側上的支桿可抵靠地面側向推進，同時內側大腿於操縱管的那側上向輔助接觸工具推進，隨著騎乘者的重心上升，前輪將易於朝向縱軸的另一側樞轉。實際上，此操縱可能會與其他操縱巧妙地結合。

參考討論支桿推進的部分，從段落[0123]開始，由於支桿而產生騎乘者的力矩也可用於幫助操縱載具。於雙腳向上操作期間，可轉移由於向地面推進支桿而在上半身中產生的扭矩至後方構件，造成如上述的同等效果。於雙腳向下操作中可注意的是，騎乘者可藉由複數支桿的輔助能更有效地扭轉他們的身體，再次證明複數支桿的使用可影響載具的平衡及操縱。根據本發明，複數支桿可協助騎乘者控制載具，且除了行走模式外，複數支桿可直觀地與其他方法和操作載具的工具和包括第一因素和第二因素的工具結合一起使用。

姿勢和位置

支撐騎乘者在後方構件上的重量的騎乘者載具的介面部分在本文中稱為車座，其形態可以改變；並且，無論設計細節為何，且儘管可用於載具的另一操作模式，相同工具或其特定部分在兩不同模式間的使用有所不同。於雙腳向上騎乘中，騎乘者保持典型的坐姿，其臀部集中於車座的後部上且大腿水平地抬高。臀部固定於車座上，並利用大腿防止臀部移動，臀部可透過大腿內側的肌肉收縮而穩固地抵靠在輔助接觸工具上。如第4圖繪示，輔助接觸工具可與車座一起合併。然而，當腳向下騎乘時，大腿隨著大腿間的車座動作，且騎乘者的腿部肌肉將如其在行走或跑步時作用。大腿也必須以能讓車座扭轉後方構件的方式接觸車座的側面。作為示例，第8圖繪示車座包含前文提及的所有需要部件。

為了於雙腳向下騎乘時提供操縱技術的改變，騎乘者能於車座上移動其縱向位置。當騎乘者臀部位於車座前方上時，提供最大控制，允許腹部接合軀幹支撐件，從而使騎乘者操縱他們的身體抵靠軀幹支撐件。當使用「前方位置」支撐騎乘者質量時，「前方位置」分佈於地板、車座、軀幹支撐件和複數支桿之間；並且，質量可以在不影響車輛的情況下移動。取決於主要受載具速度影響之騎乘者步幅的動力，當腳從地面上抬高時，各腳上承載的重量連續變動，直到當腳撞擊地面時，各腳上承載的重量可以佔騎乘者總重量的大部分。然而，雙腳之間支撐的重量的分佈或多或少地保持恆定，而因此，車座支撐的騎乘者質量部分維持恆定，這特別有助於軀幹支撐件的操縱， 更不用說是有助於提升騎乘者的臀部的舒適度。

取決於道路狀況和騎乘者的技術水準，可至少於短距離內間接控制載具而未接合軀幹支撐件。在如此實行時，騎乘者於臀部位於車座更後方上的狀態更直立地就坐，其允許上半身充分扭轉且搖動而不干擾軀幹支撐件，以僅透過控制因素的使用來操縱載具。當騎乘者雙腳交替觸及地面以將載具向前推進時，「後方位置」支撐騎乘者的主要部分質量。因為載具的唯一接觸為透過車座，為此騎乘者必須藉由側向傾斜車座或施加扭矩於載具或結合兩種的一些方式控制載具，其中騎乘者可於操縱他們的身體時如本文所描述的直觀地實行。應注意的是，車座上承載的重量保持恆定，這是重要的，否則力矩可能產生非預期的變動。

理解重要的是，載具的單一配置可包括本發明的替代實施例和較佳實施例的所有特徵和獨特態樣。然後，儘管兩個操作模式即雙腳向上和雙腳向下是有所區別的，並且基本上需要騎乘者於各實例中維持不同姿勢，仍可利用本文提及的各種技術操縱載具而不用危害載具的運作。雖然複數支桿的使用可似乎為結合兩個模式，但其使用目的和操作感在每種模式下都是非常不同的。然而，從騎乘者的觀點來看，兩個騎乘模式在許多方面上為互補的，且假如各操作模式為單獨腳踏車類別的代表例，與包括兩種模式的載具相比將缺乏各類型載具。然而，未包括雙腳向上模式的載具可僅如本文所述針對雙腳向下操作模式設計，其中騎乘者的姿勢和位置不同；且載具可於其外觀上為顯著地不同。

應理解的是，可添加特徵於載具或僅包括單一模式的載具，其可允許騎乘者於單一模式或其他模式中暫時地改變或變動其基本操作姿勢。舉例來說，腳架可附加於後方構件(放置於平面的相對側上)以用於雙腳向下操作期間，騎乘者可用以抬高他們的雙腿並放置其於腳架上，並從而於載具上穩定他們的身體，同時仍能透過接合軀幹支撐件而充分控制騎乘，且假若必要時利用複數支桿。腳架位於後輪上方，需要雙腿於雙膝位置中向後劇烈彎曲，類似於跑者的雙腿向前進前雙腿的劇烈彎曲，如此使用腳架時才可以不干擾騎乘者的步幅。雖然使用不便，但是假如僅於短期競賽期間，像當以不然將超過載具安全操作能力的速度向下滑行時，後方腳架可察覺其放置位置。腳架和此種後方裝載的腳踏架可包括配置來由騎乘者雙腳操作的附加工具，藉以抑止載具的速度。

姿態

可注意的是，腳踏架於雙腳向下操作模式中的位置可直接設置為與騎乘者的步幅一致。而且，假若前輪轉動劇烈，騎乘者的小腿也可能碰撞前輪。可藉由騎乘者注意載具限制而容易處理這些狀況。然而，根據本文所討論的，應理解的是，可修改載具設計而未危及操控；並可減輕由於騎乘者與載具的接觸面而可造成不利影響的這些執行細節。於此方面，軀幹支撐件的功能可如段落[0140]所提到的為獨立的；以及獨立處理騎乘者直接控制前輪方向的態樣，可設計各種形態的裝置，其可提供保證適用於和騎乘者身體接觸的特定位置。也應理解的是，在僅適用於雙腳向下操作的實施例中，本文所述的載具接觸面的車座或其他工具可透過延長載具的輪軸而進一步定位於後方。

可注意的是，在雙腳向上操作中，載具質量的向前運動的阻力或慣性是透過騎乘者與車座和腳踏架的接觸之結合而操控。於雙腳向下操作中，透過騎乘者身體之非肢部的部分與載具連接或接觸，騎乘者可沿行進方向推進或拉動根據本發明之載具的質量；以及此接觸面僅可專用於後方構件或前方構件，或其可用於後方構件和前方構件兩者；且可由於從一個構件至另一個構件的騎乘路徑或從一個構件至兩個構件的騎乘路徑或反之亦然的期間的騎乘者動作改變接觸面。應注意的是，沒有軀幹支撐件的援助或與前方構件接觸的一些其他工具來推進，亦即當騎乘者為此用途僅依賴後方構件時，僅接觸車座可並非總是充分的，因此可為了此用途而修改車座或附加其他工具於後方構件。

於雙腳向上操作中，部分地支撐由後方構件承載的騎乘者質量的工具，即對抗重力支撐的工具，定位此支撐於所述平面上。工具可以如圖式所示為車座，其僅具有單一功能。然而，此狀況於雙腳向下操作時更複雜，其中，騎乘者質量不需定位於平面上，且騎乘者雙腿以及其與後方構件及地面形成的介面為騎乘者控制載具功能的關鍵部分。根據本發明，藉由支撐騎乘者質量和使得能夠實現第一因素和第二因素的控制相關聯的那些動作即施加側向力和扭轉力於後方構件的工具，騎乘者可由後方構件支撐或另外連接後方構件。於兩個操作模式中，此工具可例如與圖式中繪示的相同。

應注意的是，針對雙腳向下操作設計的兩輪串接載具中，只要元件的配置允許騎乘者身體施加到這類裝置上的那些力在控制載具時產生等效的影響，上述裝置可以包括這些元件。可由各式各樣的其他工具替代例如車座的單一設備來支撐騎乘者，這些工具可涉及騎乘者和後方構件之間的多重接觸點，其中，如此形成的一個接觸點或接觸點組支撐騎乘者重量，而另一個點或另一組點允許騎乘者施加力矩，而第三個接觸點允許傾斜載具。舉例來說，利用此接觸面，一部分接觸面可支承騎乘者質量，一部分接觸面可例如包括支撐重量的皮帶，而用於接收從騎乘者身體之關於控制因素的這些動作來的輸入之這些其他部分接觸面可位於身體兩側的外圍而非雙腿之間。也可於騎乘者和移動載具質量的後方構件之間提供接觸點；且將相同的接觸面整併輔助接觸工具的功能也可是可行的。載具可包括軀幹支撐件，或者，假若僅由第一控制因素和第二控制因素就可提供充分控制，則載具可未包括軀幹支撐件。

應理解的是，不論僅針對雙腳向上操作或雙腳向下操作設計或包括兩個操作模式的載具可併入驅動前輪或後輪的電子馬達。電子馬達的電池可方便附加設置於平面上的後方結構件；且舉例來說，電子馬達的控制部可位於軀幹棒件上。而且，於電子馬達推進載具期間，可經由扣緊載具的夾片暫時支承複數支桿而未干擾其操作，並因此允許騎乘者握住軀幹支撐件，且從而以類似傳統摩托車的把手方式操作載具。應注意的是，手煞車件的控制桿也可附加軀幹支撐件。用於馬達速度和動力煞車件的遠端控制也可位於複數支桿上，這樣可以允許騎乘者控制載具，若僅於雙腳向上騎乘時使用，例如擠壓右支桿上的按鈕瞬時施加動力，而擠壓左支桿上的按鈕使載具放慢。

操控和控制

從測試中顯而易見的是，騎乘者用他們的雙腿推進載具時可在載具上施加的控制與僅用支桿推進載具時差異很大。如稍早段落中說明的，當操作雙腳向上騎乘載具時，騎乘者控制騎乘載具，由於騎乘者成功地管理三個變數例如速度、傾斜角以及操縱角。然後，與所有二輪串接載具一樣在任何給定的速度下，當傾斜角以及操縱角未處於平衡中，載具將未維持直立而未立即干預騎乘者。然而，當雙腳向下騎乘載具時，載具非以符合此需求的方式操作，且因此，騎乘者和於雙腳向上騎乘時決定載具操作的三個變數之間的關係在某些條件下不適用或可部分或間斷施加。

此差異的說明實際上為，於雙腳向下騎乘而非載具的後方構件上騎乘時，騎乘者質量如雙腳向上騎乘時相對於地面為穩定的。於雙腳向下騎乘中，騎乘者的雙腿可防止後方構件傾斜，且因此中斷載具響應於載具未筆直向前進時所產生的離心力而繞著縱向軸的自然搖動。而且因為離心力與速度平方成正比，載具速度於雙腳向上操作中非為重要動力。上述關係的中斷，以及騎乘者透過腳抵靠地面來影響操縱角包含利用雙腿產生繞著後方構件的力矩而影響操縱角的功能，可為雙腳向下操作中載具的控制及操控的主要特徵。

應理解的是，依據傾斜後方構件的第一因素和依據施加於後方構件的扭力的第二因素相對於其縱向角的控制而獨立作用。騎乘者能在任何時間施加動作來造成效果，如將載具相對於縱向軸傾斜至其目前傾斜位置的左側或右側，及/或順時針或逆時針扭轉後方構件。因素對於小傾斜角和操縱角有最佳作用；且因素可由騎乘者個別地或一起於不同程度上執行以產生預期效果，亦即驅使前輪相對於其目前方向的右方向或左方向推進。複數支桿和軀幹支撐件也可發揮作用，且可利用其中一個或兩個提供這些操縱。應注意的是，如段落[0114]中描述的迴轉動作的效果於此也可運作。

迴轉動作的效果於雙腳向下操作時的操控及控制載具中為重要態樣，特別是當於後方位置騎乘且其中軀幹支撐件或相似物(或雙腳向上操作的實例中的腳踏架)的使用未限制前方構件繞著操縱軸轉動的時候。指明的是，動作為旋轉輪的角動量函數，利用不同重量的輪輞進行測試，且利用一個輕重量輪輞和一個三又二分之一磅重的輪輞之間的效果為劇烈的。甚至於軀幹支撐件接合的狀態中，操控的差異為顯著的，特別是在動作的主要因素（其基於載具速度的平方）即較高速度下是極為顯著的。應注意的是，大直徑前輪也為重要因素(測試使用的前輪為直徑27英吋)。

於雙腳向下操作載具的測試期間，確定的是，騎乘者如本文所揭露的透過三個基本技術操縱前輪方向，各個基本技術為載具整體控制的必要部分；且可一起直觀地執行至正確地對載具的操縱及平衡發生作用的需要程度。這些動態動作的效果需取決於騎乘者身體和載具的匹配或適合程度而利用適當的技術，如闡明的透過傾斜車座而車座的扭轉間接控制操縱角，且抵靠軀幹支撐件推進以直接控制角度。因此，應理解的是，載具特別是車座或可替代執行相同功能的工具以及軀幹支撐件或相似物的調整或變動範圍必須使載具足以容納不同身形和重量的騎乘者，如此只要這種變化和調節不會對車輛的載具和控制產生不利影響則皆是可被接受的。

也應注意的是，繞著操縱軸的前方構件的質量，其於雙腳向下操作期間操控載具方面上具有的效果比於雙腳向上模式中操控載具方面上具有的效果更好，其中腳踏架上承載的騎乘者雙腿重量控制前方構件。重量可附加前方構件以幫助補償於雙腳向下騎乘時雙腿重量所造成的損失。於單腳的一半處或操縱軸前方放置的許多磅數可讓操縱更易受傾斜角影響，並於直線道路中造成較小的操縱角擺動。操縱軸與重量的距離也為可調整的，其全部可於競賽使用的高性能腳踏車中特別重要。可以利用需增強迴轉動作的較重輪子替代執行前輪軸的偏移，然而，偏移的使用可能由於偏移影響軌跡而實現平衡。於任何實例中，可調整前方構件的質量，亦即可相對於操縱軸改變前方構件的位置和前方構件的質量大小，以達成騎乘者個人的最佳表現。

操作和騎乘

騎乘者可開始雙腳向上騎乘或雙腳向下騎乘，而於多數狀況下，於行進時任意從一個模式切換至另一個模式。當開始雙腳向下時，更實際的方法為將可能於前方位置中，傾斜至軀幹支撐件以提供載具的最大控制，並從而於騎乘狀況中提供最大自由度。雖然不需使用複數支桿，騎乘者可於任何理想速度開始，如騎乘者步行或跑步，同時支桿與雙腿的步幅一致。包含操縱的動作為完全自然：舉例來說，為了操縱向左，騎乘者利用他們的雙腿將車座推向左，造成載具傾斜，同時於相同方向(逆時針方向)扭轉他們的軀幹而迫使軀幹的右側，於實例中的腹部，向軀幹支撐件的右側推進，並從而使其向前移動。

在平地上的騎乘者也可選擇於後方位置開始騎乘，其通常需要使用複數支桿以增加雙腿產生的推力以及幫助平衡騎乘者於車座上的質量。當於此位置時，騎乘者的雙腿抵靠地面稍微滑動，但與在位於前方位置時雙腿的推進動作產生的支撐相比下產生較弱的支撐。而且未接合軀幹支撐件，所以僅使用第一因素和第二因素來操縱及平衡載具。在優良的道路上，可以此種輕鬆且隨意的方式安全騎乘載具，特別是於慢速且過度筆直或輕微迂迴延伸的道路時。假如需要，可於任何時刻透過轉移至前方位置而接合軀幹支撐件。

從後方位置切換至前方位置中，隨著騎乘者臀部滑動至車座的前方，大量重量從車座轉移至騎乘者雙腳。藉由軀幹向前傾斜同時相對於載具稍稍向前行進且利用雙腳和複數支桿結合向前移動直到軀幹支撐件停止，可容易執行操縱。此可於單一支桿、其與一個支桿或兩個支桿共同使用期間達成。從前方位置行進至後方位置需要較好的技巧和複數支桿的使用，並最好以慢速度嘗試。雖然涉及這些操縱的動作和移動似乎為複雜的且可難以描述，直觀地進行他們的執行動作而未明顯地中斷控制。對觀察者而言，騎乘者動作的任一位置中，亦即雙腿及雙手臂的動作，可看來像於用複數支桿行走時的動作，其中相對側的手臂和腿一起移動，儘管騎乘者使用其他複數支桿滑行可類似北歐滑雪者。

當從雙腳向上切換雙腳向下時，雙腿從其在腳踏架上的位置降低至地面的動作本身可使騎乘者位於前方位置，從而可立即接合軀幹支撐件。然後，於此時刻中，騎乘者的雙腿可對應載具速度而即刻抬起步伐，同時施加恰當量的側向力於車座以產生預期的傾斜角，這可能需要對軀幹支撐件施力來改變操縱角，以維持載具平衡。連同不間斷地使用複數支桿並包括前進滑行的完成之這些動作皆可由騎乘者不假思索地執行。當騎乘者從雙腳向下操作轉移至雙腳向上操作時，使用複數支桿維持平衡，同時雙腿隨著雙腳提升至腳踏架而向前擺動，其接著允許大腿接觸輔助接觸工具，同時複數支桿持續推動載具向前。

理解重要的是，不像雙腳向上操作中僅由載具支撐騎乘者質量(排除其可轉移至複數支桿之外)，於雙腳向下操作中，騎乘者質量的支撐可分佈於載具和地面之間。此為替代實施例和其他兩輪串接載具之間的差別，其為本發明特殊操作特性的決定因素。此也為於雙腳向下騎乘並同時於前方位置中操作時提供騎乘者機械優勢的原因，其允許騎乘者以相當少的努力推動他們的質量但速度與行走者或跑者相比下較快速，其中個人全部重量於地面上全部承載。此為跑向下的感覺。或許，效果可比如在月亮上步行和跑步，其中重力的消失給予輕鬆滑行的感覺。實際上，僅設計於雙腳向下操作的載具不用腳踏架或輔助接觸工具或複數支桿，並可視為「跑步機器」。

騎乘者的前進速度主要由騎乘者雙腿行進載具的步伐決定，但可以較少的努力而輕易超過騎乘者一般跑步的速度。高速的騎乘者通常向前傾至軀幹支撐件，並持續以充足的力推進軀幹支撐件以驅動載具向前，其提供最大控制和安全性。依靠支桿所能實現的最大速度可遠超過騎乘者的最快速度步伐。除了支桿所做的推進之外，載具速度與騎乘者步幅長度和雙腳抵靠地面推進而施加的力成正比，對於跑者也是如此。然而，跑者的步幅與騎乘者的步幅相比為更有限的，其中載具的機械優勢可使騎乘者更輕鬆地跳躍並於各步幅之間比腿滑行更遠。

於雙腳向下騎乘時，騎乘者可降低他們的滑行速度或使用煞車件，如前述的腳啟動的煞車件28。然而，雙腳向下騎乘，騎乘者可藉由放慢他們的步伐如步行或跑步時的步伐而抑止他們的速度。也可使用由手握桿43操作的煞車件，其可例如附加軀幹支撐件。在利用手握桿進行煞車的過程中，手握持及舉起支桿，同時手操作手握桿。相同的手握桿43也可於雙腳向下騎乘時以同樣方式操作，使腳啟動的煞車件28變得不必要。應注意的是，可製作軀幹支撐件或相似物，使得騎乘者可用他們的雙手控制其同時維持複數支桿，並從而在某種程度上控制操縱輪，如同以腳踏車或手搖車的把手控制操縱輪。

支桿24的使用可為雙腳向下操作載具的必需部分。如上所述，雖然支桿在兩操作模式之間的作用不同，支桿仍可以援助騎乘者控制載具於任一操作模式中，其也為他們用做推進方法的實例。於雙腳向下騎乘中，支桿與雙腳的協調移動可抵消下肢的動作，否則其可容易擾亂載具的平衡：當右臂和右腿、左臂和左腿透過共同向前及向後移動而互相跟隨，其等同於步行或跑步時雙手臂擺動的自然傾向，同等有利效果也於推進雙腳向下操作中的載具時產生。於雙腳向上騎乘中，因為下肢的位置固定，無需平衡雙腿。結果，於雙腳向上操作時上肢有更多自由度，且從而允許更多支桿技術的變動。

應當瞭解的是，本文中所述之實例及實施例僅是為了說明的目的，其教示所屬技術領域中具有通常知識者可以對其做各種輕微的修改或變更，且這些修改或變更皆涵蓋於本發明的精神及範圍以及所附申請專利範圍的範疇內。

10‧‧‧前方構件 12‧‧‧前輪 13‧‧‧後叉 14‧‧‧後方構件 16‧‧‧後輪 17‧‧‧操縱管 18a、18b‧‧‧輪軸 19‧‧‧腿 20‧‧‧車座 21‧‧‧操縱叉、前叉 22‧‧‧腳踏架 24‧‧‧支桿 26‧‧‧輔助接觸工具 28‧‧‧煞車件 30‧‧‧連接部 32‧‧‧前方部分 36‧‧‧踏桿 38、40‧‧‧控制桿 39‧‧‧地面 42‧‧‧軀幹支撐件 43‧‧‧手握桿 S‧‧‧操縱軸 L‧‧‧縱向軸

第1圖為本發明之載具較佳實施例之側面正視圖。

第2圖是第1圖所示之載具較佳實施例之前方正視圖。

第3圖為第1圖及第2圖所示本發明具有以幻影呈現之騎在載具上之騎乘者之載具較佳實施例之側面正視圖。

第4圖為本發明之載具另一較佳實施例之側面正視圖。

第5圖繪示騎乘者利用第4圖所示之載具的支桿就坐於載具上之較佳實施例之環境視圖。

第6圖為本發明之載具又一較佳實施例之側面正視圖。

第7圖為本發明之載具上的剎車啟動器之較佳實施例之部分側面視圖。

第8圖為本發明之載具的另一較佳實施例的頂面圖。

第9圖為繪示騎乘者利用第8圖所示之載具的支桿位於載具上之較佳實施例之環境視圖。

20‧‧‧車座

22‧‧‧腳踏架

26‧‧‧輔助接觸工具

38‧‧‧控制桿

42‧‧‧軀幹支撐件

43‧‧‧手握桿

Claims (19)

1. 一種兩輪式載具，其包含：一前方結構件，藉由轉動安裝在該前方結構件上的一前輪支撐，該前方結構件樞接於一後方結構件，該後方結構件藉由轉動安裝在該前方結構件上的一後輪所支撐，該前輪和該後輪串接，該前輪繞著基本上垂直的一操縱軸樞轉，該操縱軸和該後輪與地面接觸的一接觸點界定一平面，該前輪與地面接觸的一接觸點位於該操縱軸與地面相交的一相交點的後面，該前輪與地面接觸的該接觸點和該後輪與地面接觸的該接觸點界定一縱軸；一車座，安裝於該後輪的輪軸前方的該後方結構件，並與該平面校準；以及一軀幹支撐件，安裝於該前方結構件或該後方結構件，配置以透過與騎乘者身體之非肢體的一部分接觸而接合，藉由騎乘者身體倚靠該軀幹支撐件的動作而造成該前輪繞著該操縱軸樞轉；其中，該軀幹支撐件配置以於騎乘者前傾時與騎乘者的至少一側面接合，並藉由騎乘者的該側面移動，從而沿著相對於接合的該側面的一方向樞轉該前輪；其中，該兩輪式載具配置以透過騎乘者雙腳抵靠該縱軸的複數個相對側面上的地面進行推動而前進。
2. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，其中，該車座包括從其頂端傾斜向下的複數個側面，該複數個側面接觸騎乘者的大腿內側並抵抗施加於其中的一力，其中該力容易造成該後 方結構件繞著該後輪與地面接觸的該接觸點樞轉，並讓該前方結構件在對應於施加於騎乘者的大腿內側的力的方向上繞著該前輪與地面接觸的該接觸點樞轉。
3. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，其中，更包括一工具，該工具連接與騎乘者身體之非肢體的一部分接合的該前方結構件或該後方結構件，藉由該工具預防或避免騎乘者相對於該兩輪式載具向前滑動，其中該兩輪式載具的質量係被騎乘者沿行進方向推進或拉動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，其中，該軀幹支撐件以一種方式連接於該前方結構件，從而確定騎乘者接合該軀幹支撐件的身體部分的移動程度，藉以固定該前方結構件回應身體部分的移動而樞轉該前輪的對應樞轉量或樞轉率。
5. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，更包括安裝該前方結構件的一工具，其中，該工具配置以維持騎乘者雙腿於地面上方的質量，從而於該平面的複數個相對側面的位置上維持各騎乘者的腿質量。
6. 如申請專利範圍第5項所述之兩輪式載具，其中該工具更包括一附加工具，該附加工具配置以透過騎乘者雙腳的至少一腳操作，從而抑制該兩輪式載具的速度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，其中該軀幹支撐件配置以允許騎乘者的雙手與該軀幹支撐件接觸，從而操縱該兩輪式載具。
8. 如申請專利範圍第1項所述之兩輪式載具，更包括一電子馬達，該電子馬達驅動該前輪或該後輪。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之兩輪式載具，其中，啟動以放慢該兩輪式載具的該電子馬達或是一手煞車件的複數個控制件附加於該軀幹支撐件。
10. 一種兩輪式載具，其包括：一前方結構件，藉由轉動安裝在該前方結構件的一前輪支撐，該前方結構件樞接於一後方結構件，該後方結構件藉由轉動安裝在該前方結構件的一後輪所支撐，該前輪和該後輪串接，該前輪繞著基本上垂直的一操縱軸樞轉，該操縱軸和該後輪與地面接觸的一接觸點界定一平面，該前輪與地面接觸的一接觸點位於該操縱軸與地面相交的一相交點的後面；一支撐工具，安裝於該後輪的輪軸前方的該後方結構件以及後方的該操縱軸，並與該平面校準，該支撐工具配置以支撐騎乘者的腳接觸地面且允許騎乘者雙腿以及其與該後方構件及地面形成一介面的一雙腳向下操作模式，從而該介面提供騎乘者抵靠該支撐工具以控制該兩輪式載具；一軀幹支撐件，安裝於該前方結構件或該後方結構件，並配置以接合與騎乘者身體之非肢體的一部分接合的該支撐工具，且位於騎乘者腹部之向前的位置，以允許該軀幹支撐件於雙腳向下騎乘時容易接合，從而騎乘者抵靠該軀幹支撐件的移動造成該前輪繞著該操縱軸樞轉；以及至少一手握桿；其中，該兩輪式載具配置以不透過騎乘者的雙手接觸該兩輪式載具上的至少一該手握桿的部分騎乘，或是該兩輪式載具配置以透過騎乘者雙腳抵靠地面或是透過騎乘者雙腳和至少一該手握 桿抵靠地面以進行推動而前進。
11. 如申請專利範圍第10項所述之兩輪式載具，更包括複數個腳踏架，該複數個腳踏架安裝於設置在該前輪的複數個相對側面上的該前方結構件，並配置以支撐騎乘者的雙腿及雙腳向該操縱軸前方移動的重量，從而騎乘者操作該兩輪式載具執行一雙腳向上模式。
12. 如申請專利範圍第10項所述之兩輪式載具，更包括至少一輔助接觸工具，安裝於該前方結構件和該後方結構件之其中至少一上，當騎乘者操作該兩輪式載具執行該雙腳向上模式時，至少一該輔助接觸工具係被配置接合，從而騎乘者的質量係穩定於該兩輪式載具上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之兩輪式載具，其中，該至少一輔助接觸工具附加在設置於該平面的複數個相對側面上的該前方結構件，並配置以接觸騎乘者的大腿內側或雙膝。
14. 如申請專利範圍第13項所述之兩輪式載具，其中，藉由延長該車座創建該至少一輔助接觸工具。
15. 一種兩輪式載具，其包括：一前方結構件，藉由轉動安裝在前方結構件的一前輪支撐，該前方結構件樞接於一後方結構件，該後方結構件藉由轉動安裝在前方結構件的一後輪所支撐，該前輪和該後輪串接，該前輪繞著基本上垂直的一操縱軸樞轉，該操縱軸和該後輪與地面接觸的一接觸點界定一平面，該前輪與地面接觸的一接觸點位於該操縱軸與地面相交的一相交點的後面；以及一工具，附加於該後方結構件，該後方結構件配置以支撐在該 平面上位於一質心位置的騎乘者向該後輪與地面的接觸點前進的質量以及向該操縱軸後退的質量，該工具更配置以抵抗施加於基本上平行地面之一平面上的該質心的一扭矩，騎乘者雙腳抵靠地面進行推動形成的一扭力而產生該扭矩，該扭力從而容易相對於地面扭轉該後方結構件；其中，藉由易在對應於該扭力的方向上繞著與地面接觸的一接觸點樞轉該前輪，該前方結構件回應該扭力。
16. 如申請專利範圍第15項所述之兩輪式載具，其中，該工具配置以抵抗由騎乘者的至少一大腿內側於該後輪與地面接觸的該接觸點前方的點上抵靠該工具橫向地推動所引起的力所產生的該扭矩。
17. 如申請專利範圍第15項所述之兩輪式載具，其中，該工具配置以抵抗騎乘者的質量移動時產生的一力，該力具有至少一分量，該分量平行或垂直於騎乘者的質量之行進方向，並基本上平行地面。
18. 如申請專利範圍第15項所述之兩輪式載具，其中，繞著該操縱軸旋轉的一第二質心被調整，使得該第二質心相對於該操縱軸的向前位置調整回應一操縱角的改變至一傾斜角的改變。
19. 如申請專利範圍第15項所述之兩輪式載具，其中，該前輪配置以包括一附加部分，該附加部分圍繞為輪胎或輪輞一部分的輪軸均勻分布，從而增加轉動輪的迴轉效應。

Images