TWI729251B - 具有滾動阻動系統之滾動驅動車輛的前車架 - Google Patents

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安德烈 拉法利
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Abstract

本發明有關於一種前車架，用於具有三或四輪之滾動驅動車輛，包括前車架框架16、至少一對前輪10'、10"、包括桿110及阻動裝置111a、112a的滾動阻動系統100。桿110透過球接頭或等效於球接頭之鉸鏈裝置101、102以其二端直接連接彼此，前車架之二部件或前車架框架及前車架的一部件經受二前輪之滾動運動。阻動裝置111a、112a適於阻動桿於其二端相對於前車架之滾動平面之轉動的角度，桿110包括第一端部111及第二端部112，沿桿110本身之縱向延伸軸X彼此相互連接，可繞縱向延伸軸X獨立於另一端部而轉動，透過傳動裝置121、122動態地連接至個別球接頭。

Description

具有滾動阻動系統之滾動驅動車輛的前車架
本發明係有關於一種具有滾動阻動之滾動驅動車輛之前車架。
具體來說，依據本發明之車輛可為於前側裝備有二轉向及滾動輪(steering and rolling wheel)及於後側具有固定軸(fixed axle)之一後驅動輪(rear drive wheel)的驅動車輛。
在驅動車輛的領域中，提供「混合動力」(hybrid)車輛的趨勢漸增，其結合了摩托車的操控性及四輪車輛的穩定性等特性。
此些「混合動力」車輛例如由裝配有二前轉向輪之三輪驅動車輛以及稱作全地形車(QUAD)之四輪車輛做代表。
更詳細地來說，上述之三輪驅動車輛提供有於前側的二個轉向及滾動輪(可傾斜式，tilting)及於後側的一個具固定軸之後驅動輪，後輪旨在提供驅動扭矩且因此允許牽引(traction)，而成對的前輪旨在提供車輛方向性(directionality)。在前車架(forecarriage)之成對的輪除轉向之外也可以傾斜及滾動。基於此種解決方案，相對於後側具兩輪之三輪驅動車輛來說，具兩輪在前車架的驅動車輛相當於真實的摩托車，因為就像摩托車一樣，此驅動車輛可以在彎道傾斜(tilt on bends)。然而，相對於只有兩輪的驅動車輛來說，此在前車架具有成 對之二輪的車輛，由前輪在地面上之雙重支撐以確保之增加穩定性，就如同汽車所提供的一樣。
前輪透過動態機構(kinematic mechanism)彼此動態地連接(kinematically connected)，確保以同步(synchronous)且鏡像(specular)的方式滾動，例如透過肢接四邊形(articulated quadrilaterals)的插置。此類車輛更提供有二獨立懸架(independent suspension)，分別用於二前輪之每一個上，裝設有同樣是獨立的阻尼(damper)。
因此將三輪滾動驅動車輛設計為提供二輪摩托車的操控性，且同時提供四輪驅動車輛的穩定性及安全性。
此類型之三輪滾動驅動車輛例如已在同申請人之義大利專利申請案IT2003MIA001108中揭示。
由於此類車輛的結構特性，使得在特定行駛條件下，例如在非常低速或駐車(stop)的期間，驅動車輛可能由於意外及/或不受控制之滾動運動而傾倒。
這個問題已通過為上述車輛配置滾動阻動系統(rolling block system)而解決，其可由使用者手動及/或自動控制系統而致動。
可以通過各種方式獲得上述滾動阻動，但所有的滾動阻動基本上都共用一零組件之可逆阻動(reversible block)，其是配置成可跟隨其一或二個滾動輪之滾動運動。此零組件之滾動運動的阻動直接或間接地決定動態地對驅動車輛之二前輪的滾動之阻動。
可逆阻動之零組件可以為已存在於驅動車輛之滾動結構中的元件。舉例來說，依據一非常普遍之解決方案，被阻動之零組件可以為定義滾動動態機構(rolling kinematic mechanism)之肢接四邊形之一元件，更好的是為二直立件(upright)之其一。四邊形之直立件的運動阻動避免了後者改變其配置，且因此間接地避免此二輪滾動。當肢接四邊形透過懸架(suspension)的插置而連接至二滾動輪之軸頸(axle journal)時，由於阻尼之不對稱(asymmetric)彈簧運動引起之滾動運動被排除在此阻動之外，且其需要單獨被管理。
此類系統已在如同申請人之義大利專利申請案IT2004MIA000171中所述被揭示，此滾動阻動系統(roll block system)是有關於具有肢接四邊形結構及二個獨立前懸架的轉向系統(steering system)的滾動驅動車輛來描述。滾動阻動系統包括：一機械卡鉗(mechanical clamp)適於阻動肢接四邊形之上直立件繞連接直立件(upright)至框架(frame)之鉸鏈(hinge)的轉動；二液壓夾件(hydraulic clamp)，通過電動機(electric motor)作用在與阻尼平行放置之桿(rod)上而同時致動，以同樣避免由於二輪之不對稱彈簧運動所引起的滾動。
或者，可逆阻動之零組件以阻動滾動可由增加至驅動車輛之滾動結構之元件所構成，且其特別基於此目的被設計。
具體來說，此額外的元件可作為四邊形本身配置之可逆阻動元件而與肢接四邊形相關聯。此解決方案已在如歐洲專利申請案EP2810861A1、法國專利FR2953184及歐洲專利EP2345576B1中被揭示。
或者，此額外的元件可由介於二滾動輪之軸頸間的直接內連接元件所構成，從驅動車輛之框架機械地脫離。輪 之「軸頸(axle journal)」為驅動車輛的機械部分，旨在支撐輪本身之旋轉銷(rotation pin)且將其動態地內連接至懸架、轉向裝置，且在特定的例子中，至動態滾動機構。軸頸可動態地一體於(integral with)輪的銷(pin)，其透過軸承(bearing)支撐著輪。在此例中，軸頸可與輪的銷一體成型或機械地限制於其以形成一體。軸頸可動態地一體於輪的銷，其透過軸承支撐著輪。此滾動阻動之技術解決方案(動態地自懸架造成的影響脫離)可透過僅作用在此增加之元件允許阻動所有滾動運動，從而包括由二滾動輪之不對稱彈簧運動所產生的滾動運動。此技術解決方案為同申請人之義大利專利申請案102015000088087之目的。在此申請案中所描述之特殊滾動阻動系統由可伸縮桿(extensible rod)所構成，透過球接頭(ball joint)等效之鉸鏈裝置以其兩端直接連接前輪之二軸頸。滾動阻動是由專用制動器(dedicated actuator)如帶式制動器(band brake)或鼓式制動器(drum brake)於至少一端阻動桿在滾動平面上之轉動角度所達成。此桿因此被鎖定(locked)以避免二輪的滾動運動。上述「滾動平面」是指橫過縱向方向或驅動車輛行進方向之一平面，從而投射(incident)至驅動車輛之中心線平面(centre line plane)。
或者，上述之額外的元件可由介於二滾動輪其中之一之軸頸及驅動車輛之框架間的直接內連接元件所構成，此技術解決方案描述於同申請人之義大利專利申請案102015000088091中。具體來說，滾動阻動系統由可伸縮桿所構成，透過等效於球接頭之鉸鏈裝置以其兩端直接連接其中一輪之軸頸及框架。滾動阻動是由專用制動器如帶式制動器或鼓式制動器於二端之至少一端阻動桿相對於滾動平面之轉動角度所達成。此桿因此被鎖定以避免二輪的滾動運動。 在本例中，二輪之不對稱彈簧懸架所產生的滾動運動未被阻動，由於透過桿不連接至框架的輪之彈跳(springing)不會受桿阻動本身的影響。
一般來說，基於內連接桿(其透過等效於球接頭之鉸鏈裝置以其端而鉸接且其至少一端藉由專用制動器於滾動平面之轉動角度為可鎖定)之滾動阻動系統，相較於其他解決方案具有較多優點，可容易地安裝於驅動車輛上，且需要本身有限的佔用空間(footprint)。
此外，此桿可伸縮或不在縱長上，取決於其連接點間的距離在驅動車輛運動期間是否變化或不變化(具體來說，滾動、轉向或不對稱彈簧懸架)。此系統因此可同樣以此方式而容易地配置，在駕駛時大致上是被無視的(transparent)。
帶式或鼓式制動器的採用同樣允許制動器直接一體於桿之鉸鏈裝置上，具有易於安裝的優點。
然而，此技術解決方案具有需使用動力制動器的限制，上述動力致動器具足夠尺寸以提供足夠扭矩(torque)不僅可透過阻動其滾動運動以維持驅動車輛的平衡，還可避免此平衡因移動驅動車輛所有重量於一側而改變。單一制動器應可提供30kgm範圍之扭矩。此需要大尺寸帶式或鼓式制動器的裝設，其實際上抵消(annul)了由桿節省空間(space-saving)的優點。類似的狀況在使用碟式制動器時同樣會發生。
此限制同樣在想要於二端鎖定桿之轉動以對稱地阻動二滾動輪之滾動的例子中被特別地強調。在此例中，其因此需要裝設不止一個而是二個制動器，使整體尺寸及成本加倍。滾動之對稱阻動於其本身不是必要的，因為二輪是藉由動態滾 動機構彼此連接，其可適於抵消零組件的組裝公差及彈力。
帶式制動器或鼓式制動器之一亦可為由可延伸支柱(strut)在鄰近鉸接區域斜向地(diagonally)連接桿至其所鉸接之元件所構成，如已敘及之義大利專利申請案102015000088087中所述。此可延伸支柱提供有適於阻動於其長度方向延伸之裝置。當在長度上鎖定時，支柱避免了桿的轉動。然而，此技術解決方案需要更多複雜的裝設，且有不允許明顯減少整體尺寸之問題。
因此，需要發展設置有滾動阻動系統的滾動驅動車輛，其採用在一端可鎖定之桿作為滾動阻動元件，可全部或部份克服上述之限制。
因此，本發明之目的是為了藉由提供一種滾動驅動車輛之前車架，其提供有滾動阻動系統，允許結合一桿作為滾動阻動元件之簡單裝設具有系統整體之較小佔用空間(footprint)以消除或至少減少上述相對於習知技術之問題。
本發明之另一目的是為了提供一種設置有滾動阻動系統的滾動驅動車輛之前車架，其允許使用較習知技術更小且更具成本效益之制動器。
本發明之另一目的是為了提供一種設置有滾動阻動系統的滾動驅動車輛之前車架，其允許對稱地在滾動輪產生滾動阻動，而不造成系統整體尺寸及相關成本的顯著增加。
本發明之另一目的是為了提供一種設置有滾動阻動系統的滾動驅動車輛之前車架，其構造簡單且經濟以製造並裝設在車輛本身上。
4‧‧‧驅動車輛
6‧‧‧車架
8‧‧‧前車架
10'‧‧‧左前輪
10"‧‧‧右前輪
13‧‧‧後骨架
14‧‧‧後輪
16‧‧‧前車架框架
20‧‧‧動態滾動機構
24'、24"‧‧‧橫向構件
28‧‧‧中間鉸鏈
48‧‧‧直立件
52‧‧‧側鉸鏈
60‧‧‧軸頸
68‧‧‧旋轉銷
90‧‧‧懸架裝置
100‧‧‧滾動阻動系統
101 102‧‧‧鉸鏈裝置(球接頭)
101' 102'‧‧‧第一鉸鏈(滾動鉸鏈)
101" 102"‧‧‧第二鉸鏈(轉向鉸鏈)
103‧‧‧軸承
110‧‧‧桿
111‧‧‧第一端部
112‧‧‧第二端部
111a‧‧‧第一頭部元件
112a‧‧‧第二頭部元件
112'‧‧‧近端部分
112"‧‧‧遠端部分
113‧‧‧環形齒輪
114‧‧‧彈性裝置
115‧‧‧驅動銷
121 122‧‧‧傳動裝置
121a、122a‧‧‧第一構件
121b、122b‧‧‧第二構件
130‧‧‧制動器
131‧‧‧馬達本體
132‧‧‧制動器軸
132'‧‧‧第一端
132"‧‧‧第二端
133‧‧‧軸套
134‧‧‧滾珠軸承
135‧‧‧第一環狀突出部
136‧‧‧第二環狀突出部
M-M‧‧‧中線平面
P‧‧‧功率
X‧‧‧縱向延伸軸
Y‧‧‧行進方向
本發明之技術特徵將從下列之申請專利範圍的內容更為清楚地理解，為使本發明之上述優點能更明顯易懂，下文特舉一或多個範例且非限制之實施例並配合所附圖式做詳細說明，其中第1圖係顯示依據本發明一較佳實施例之驅動車輛設置有具有滾動阻動系統的前車架的立體圖，為清楚顯示起見刪除了部分部件；第2圖係顯示第1圖之驅動車輛之正交前視圖；第3圖係顯示第1圖之驅動車輛之前車架的側視立體圖，省略顯示一側車輪；第4和5圖係顯示第1~3圖之前車架的部分示意圖，其中前車架元件為可見的，包括一桿以其二端藉由等效於球接頭之鉸鏈裝置連接二前輪之軸頸以及傳動裝置，分別顯示位於基本位置及位於作為滾動運動結果之位置；第6和7圖係顯示第4圖之前車架元件的二立體圖，其中未顯示車輪；第8和9圖係分別顯示第4圖之前車架元件之縱長段部的放大立體圖及正交前視圖，其中未顯示車輪；第10圖係顯示第4圖之元件之細節的正交視圖，其中未顯示車輪，且阻動裝置位於阻動位置；第11圖係顯示第10圖之元件之正交縱向剖面圖；第12圖係顯示第4圖之元件之細節的正交視圖，其中未顯示車輪，且阻動裝置位於釋放位置；第13圖係顯示第12圖之元件之正交縱向剖面圖； 第14圖係顯示第5圖之元件之細節的正交視圖，其中未顯示車輪，且阻動裝置位於釋放位置；第15圖係顯示第14圖之前車架元件之正交縱向剖面圖；及第16A和16B圖係顯示第9圖相關於彈性裝置及鎖定軸套，分別在二種不同操作位置的細節。
在所有參考圖式中，以元件符號4代表依據本發明之驅動車輛(motor vehicle)。
基於本發明之目的，需說明的是驅動車輛一詞需要被較廣義的考量，包括具至少三輪，也就是二個前輪，將在之後詳述，及至少一後輪的任何機動車輛，因此，驅動車輛的定義同樣包括了俗稱之四輪車(quads)，其在前車架具二輪及在後側具二輪。
驅動車輛4包括框架(frame)6，其從支撐至少二前輪(front wheel)的前車架(forecarriage)8延伸至支撐一或多個後輪(rear wheel)14的後端(rear end)12。可區分左前輪(left front wheel)10'及右前輪(right front wheel)10"，其中左、右輪10'、10"的定義純粹依常理，且是指相對於車輛的駕駛來說。上述車輪依驅動車輛之中線平面(centreline plane)M-M相對於駕駛騎乘時之觀點來說而配置於左側及右側。
依據本發明之目的，驅動車輛之框架6可以為任何形狀及尺寸，且可舉例來說為格形骨式(lattice)、箱形骨式(box)或單(single)或雙(double)搖籃骨式(cradle)等等。驅動車輛的框架6可以為一體式或分為數個部件，舉例來說，驅動車輛的框架6與後骨架(rear frame)13相互連接，其可包括後擺動搖臂(rear oscillating swingarm，圖上未顯 示)，其支撐一或多個後驅動輪14。上述後擺動搖臂可透過直接樞接(hinging)或透過曲柄(crank)機構的插置及/或內框架(intermediate frame)等手段而連接至框架6。
依據本發明之一實施例，驅動車輛之前車架8包括前車架框架(forecarriage frame)16及一對前輪10'、10"彼此動態地連接，且更好的是藉由以相同之同步(synchronous)且鏡像(specular)方式滾動之動態滾動機構(kinetic roll mechanism)20連接至前車架框架16。
驅動車輛之前車架8包括滾動阻動系統(rolling block system)100，依序包括一桿(rod)110，透過球接頭(ball joint)或等效於球接頭101、102之鉸鏈裝置(hinging means)以二端彼此直接連接：前車架的二部件(part)，都經受二前輪之滾動運動；或前車架框架16及前車架的一部件經受上述滾動運動。
上述滾動阻動系統100更包括阻動裝置(blocking device)111a、112a、130，適於阻動桿110於其二端相對於前車架之滾動平面(rolling plane)的轉動角度(angle of rotation)。
「滾動平面」是指橫過(transverse)縱長方向(longitudinal direction)或驅動車輛之行進方向(direction of travel)Y，且因此投射於(incident)驅動車輛之中線平面(centre line plane)M-M的平面。
可操作地，相對於滾動平面於其二端阻動桿110之轉動是指阻動連接至桿110之前車架部分之滾動運動，也因而阻動二前輪10'、10"之滾動運動。
依據如圖所示之一較佳實施例，每一前輪10'、10"是藉由個別之軸頸(axle journal)60連接至第一動態機構20，其是機械地連接輪之旋轉銷(rotation pin)68，以支撐其可繞旋轉軸轉動。前車架更包括懸架裝置(suspension means)90，以確保每一軸頸60相對於滾動動態機構20之至少一彈性懸吊運動(spring suspension movement)。
車輪的「軸頸」是指旨在支撐車輪本身的旋轉銷及動態地相互連接至懸架(suspension)、至轉向裝置(steering device)及至上述第一動態機構20的驅動車輛的機械部份。軸頸可動態地與透過軸承(bearing)支撐車輪的車輪銷(wheel pin)呈一體。在此例中，軸頸可與車輪銷一體成型或由機械地限制至其以呈一體。軸頸可動態地與透過軸承(bearing)支撐車輪的車輪銷一體成型。
依據如圖所示之此較佳實施例，上述前車架8的二部件都經受二前輪之滾動運動，且由桿110於二前輪10'、10"之軸頸60直接連接。在本例中，桿相對於滾動平面轉動之阻動決定二前輪之軸頸之滾動運動的阻動，進而決定對二輪本身的阻動。
或者，依據圖未顯示之一較佳實施例，桿110可將二前輪僅一者之軸頸直接連接至前車架框架16。在此例中，只在一前輪發生桿相對於滾動平面轉動之阻動。然而，可操作地，由於上述動態滾動機構的動態相互連接，單一前輪滾動的阻動同樣自動決定另一前輪之滾動阻動。
更好的是，在上述二實施例中，分別提供桿110之連接至一或二軸頸且等效於球接頭之鉸鏈裝置101、102由軸線彼 此正交(orthogonal)之一對圓柱形鉸鏈(cylindrical hinge)所構成，一對鉸鏈中之第一鉸鏈(first hinge)101'、102'具有軸線大致上正交於二前輪10'、10"之滾動平面，並可定義為「滾動鉸鏈(roll hinge)」，而上述一對鉸鏈中之第二鉸鏈(second hinge)101"、102"具有平行於滾動平面的鉸接軸線，且其功能為可允許軸頸之轉向運動，並可稱之為「轉向鉸鏈(steering hinge)」。
只要其功能可確保前輪以同步(synchronous)且鏡像(specular)方式滾動，上述動態滾動機構20可具有任何配置。
依據如圖所示之一實施例，動態滾動機構20為肢接四邊形系統(articulated quadrilateral system)。
更詳細地說，此肢接四邊形系統包括於中間鉸鏈(middle hinge)28樞接至前車架框架16的一對橫向構件(cross-member)24'、24"。橫向構件24'、24"於相對橫向端部而彼此連接，透過樞接於上述橫向端部且於側鉸鏈(side hinge)52之直立件(upright)48。橫向構件24'、24"及直立件48定義出上述之肢接四邊形20。
更好的是，在本例中，每一直立件48導引且支撐前輪10'、10"之其中之一之軸頸60。
依據圖未顯示之一實施例，每一直立件可將個別前輪之軸頸同軸地導引且支撐於其主要延伸軸(prevailing extension axis)上。在本例中，每一前輪之懸架裝置(suspension means)是一體於個別之直立件，且確保軸頸沿直立件之主要延伸軸的一直線彈性運動(rectilinear spring motion)。
或者，如圖所示，可由每一直立件48透過旋轉移動型(roto-translational)之動態連接系統(kinematic connection system)，而在 其自身外側導引且支撐個別前輪10'、10"之軸頸60的方式實現肢接四邊形的動態滾動機構20。
更佳的是，依據圖未顯示之一實施例，當動態滾動機構為肢接四邊形系統時，經受二前輪之滾動運動且由桿110直接連接之上述前車架8的二部件可以為選自於肢接四邊形系統之直立件及橫向構件的二部件(component)。可操作地，桿110相對於滾動平面轉動之阻動決定肢接四邊形配置的阻動，且其作為被此肢接四邊形系統所允許之滾動運動之結果。
或者，依據圖未顯示之另一實施例，桿110可將選擇自直接連接至前車架框架16的肢接四邊形系統之直立件及橫向構件之一部件(component)。
更好的是，在上述兩實施例中，分別提供介於肢接四邊形之二部件之間或介於一部件及前車架框架之間的桿110之連接，等效於球接頭之鉸鏈裝置101、102可簡單由單一圓柱形鉸鏈所構成，具有大致上正交於二前輪10'、10"之滾動平面的軸線。肢接四邊形事實上在所有其不同之配置下總是平行於滾動平面，且如同前車架框架無視(transparent)於轉向運動。
更佳的是，前車架8裝配有轉向裝置(steering device)，其適於控制軸頸繞每一前輪10'、10"個別轉向軸(steering axes)的轉動。轉向裝置可直接作用於軸頸且經受懸架動作，或間接作用於軸頸而不經受懸架動作。
更好的是，桿110包括桿之第一端部(first portion)111及桿之第二端部(second portion)112，沿桿110本身之縱向延伸軸(longitudinal extension axis)X彼此相互連接，且 可各自獨立於彼此繞縱向延伸軸X而轉動。
桿110之第一端部111及第二端部112透過傳動裝置(transmission means)121、122動態地連接至個別球接頭(ball joint)101、102(或個別之等效於球接頭之鉸鏈裝置)，其適於將球接頭101、102繞正交於滾動平面之軸線的轉動動作(rotational motion)轉換為(convert)個別桿之端部111、112繞縱向延伸軸X之轉動動作。
可操作地，此些傳動裝置121、122將桿之端部111、112的滾動運動(即球接頭101、102繞正交於滾動平面之軸線的轉動動作)轉換為桿之端部111、112的軸向轉動動作(axial rotation motion)。
更好的是，第一端部111及第二端部112之傳動裝置121、122是配置成使得當前車架的滾動運動存在時，桿之第一端部111及第二端部112是相對彼此以相反之方向軸向地轉動。
更好的是，此傳動裝置121、122都具有不小於1的傳動比(transmission ratio)。
更好的是，適於在桿110之二端相對於前車架8之滾動平面之轉動角度之阻動的阻動裝置(blocking device)111a、112a、130，在每一桿之第一端部111及第二端部112包括個別之一第一頭部元件(first head element)111a及第二頭部元件(second head element)112a。
第一頭部元件111a及第二頭部元件112a對應個別之第一端部111及第二端部112一體地轉動，且配置為面對彼此。
依據如第8和9圖所示之實施例，每個第一頭部元件111a及第二頭部元件112a特別是形成為同軸於個別之端部111、112的軸環(collar)或凸緣(flange)。更好的是，軸環或凸緣的尺寸是相對於個別之第一端部111及第二端部112之外型不會徑向地突出，以避免 增加桿110整體之尺寸。
更好的是，桿之第二端部112之第二頭部元件112a沿桿110之縱向延伸軸X是可於二位置之間移動：在阻動位置(blocking position)中，第二頭部元件112a咬合相互鎖定第一頭部元件111a，藉以使第一端部111及第二端部112一體地轉動，以避免其之轉動，並因此透過上述傳動裝置121、122而阻動滾動運動(rolling movement)；以及在釋放位置(release position)中，第二頭部元件112a縱向地自第一頭部元件111a脫離，藉以使第一端部111及第二端部112可自由地轉動，而不干涉(interfering)滾動運動。
上述阻動裝置111a、112a、130同樣包括制動器(actuator)130，適於在上述阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a。
相較於傳統之阻動系統，提供相同的功率(power)以阻動桿之一端的滾動時，本發明允許使用明顯較小功率之制動器，且因此特徵在於具有更有限之整體尺寸。
需要提供於桿110之一端以阻動滾動之功率(power)P是定義為P=M×ω，其中，M是由阻動制動器所施加的阻動扭矩(block of torque)，ω是桿之此端所受到的角速度(angular velocity)，表示單位時間(time unit)中滾動角度的變化。
在傳統系統中，制動器需施加之扭矩M等於功率P除以角速度ω，後者等於單位時間中滾動角度的變化。
在依據本發明之系統中，制動器需施加之扭矩M等 於功率P除以角速度ω，然而，其不等於滾動角度的變化，而是等於二端部111、112之間的相對軸向轉動速度(relative axial rotational speed)，且特別是二頭部元件111a、112a之間的相對軸向轉動速度。假設在傳動比(transmission ratio)等於1時(更佳的是將在之後說明，傳動比是選擇大於1)，每一桿之端部111、112(及相對頭部元件111a、112a)的軸向轉動速度是大致上等於單位時間中滾動角度的變化。由於二桿之端部111、112是反向轉動(counter-rotating)的，故相對的軸向轉動速度為二軸向轉動速度的和，且因此可被假設為等於單位時間中滾動角度的變化的至少兩倍。因此在相同之功率P時，制動器需施加以阻動之扭矩M減半。此允許相較於傳統系統可採用功率至少減半之制動器，進而減少制動器本身之大小及尺寸。
基於上述，依據本發明之滾動阻動系統因此可允許將作為滾動阻動元件之桿的簡單裝設以及系統較小佔用空間(footprint)結合在一起。實際上可使用相對於傳統系統所需而具有明顯較小尺寸之制動器。制動器尺寸之減少不僅可減少整體之體積，同時亦降低成本。
在功能上，由於其結構，上述阻動裝置111a、112a、130同時在桿本身之二端相對於前車架之滾動平面阻動桿110之轉動角度。
不同的是，前述之傳統滾動阻動系統允許只在桿一端之阻動，另一端的阻動是由動態滾動機構的存在確保的動態之結果。在不依賴動態滾動機構之存在之於桿之二端對稱的阻動將取代為雙重(duplication)阻動裝置，增加系統整體尺寸及成本。
在桿110被放置以連接二前輪10'、10"之軸頸的一特定例中，依據本發明之滾動阻動系統因此允許對稱化(symmetrizing)二前滾動輪之滾動阻動，而不需要任何雙重之阻動裝置，因此不會造成系統整體尺寸及相關成本的增加。
更好的是，傳動裝置121、122具有大於1之傳動比，因此具有從球接頭101、102(或等效於球接頭之裝置)至桿110之個別第一端部111及第二端部112之動作的倍增(multiplication)。依此方式之下，隨著傳動比的增加，桿110之第一端部111及第二端部112之間(及個別頭部元件111a、112a之間)的相對軸向轉動速度ω亦增加，因而制動器所需施加的阻動扭矩M可減少。
舉例來說，通過對二端部111、112選擇等於4的傳動比，在相同的功率P及單位時間中滾動角度的變化下，相對軸向轉動速度ω是以8為係數倍增，且制動器所需施加的扭矩M以等於8的比例減少。
傳動裝置121、122可以為任何形式，只要其可執行前述定義之功能，並可提供不小於1的傳動比。
更好的是，如圖所示，對每一桿110之第一端部111及第二端部112來說，傳動裝置121係由螺旋錐齒輪對(helical-bevel gear pair)121a、121b、122a、122b所構成。事實上，當需要調整間隙(clearance)時，螺旋錐齒輪對可提供大於1之傳動比。
更詳細地來說，每一螺旋錐齒輪之第一構件(first component)121a、122a是動態地相關於對應之球接頭101、102(或等效於球接頭之樞接裝置)，藉以僅傳遞滾動運動，而每一螺旋錐齒輪之第二構件(second component)121b、122b是可轉動地限制於個別桿之端部 111、112(同軸於縱向延伸軸X)，以傳遞轉動運動至後者，在滾動的情況下又通過第一構件121a、122a的轉動而產生上述轉動運動。
依據如第1~5圖所示之實施例，其中桿110被放置用以連接二前輪之軸頸，等效於球接頭的鉸鏈裝置101、102是由具有軸線彼此正交之一對圓柱形鉸鏈(cylindrical hinge)所構成。上述一對鉸鏈中之第一鉸鏈(first hinge)101'、102'(滾動鉸鏈)具有大致上正交於二前輪10'、10"之滾動平面的軸線，而一對鉸鏈中之第二鉸鏈(second hinge)101"、102"(轉向鉸鏈)具有平行於滾動平面的軸線，功能為可允許任何轉向運動。
第一鉸鏈101'、102'(滾動鉸鏈)機械地由第二鉸鏈101"、102"(轉向鉸鏈)所支撐。反過來說，第二鉸鏈101"、102"(轉向鉸鏈)連接至前車架之一部分，在如圖所示特定之例子中，為至前輪之軸頸。在本例中，第二鉸鏈101"、102"(轉向鉸鏈)並非必需的，第一鉸鏈101'、102'(滾動鉸鏈)可直接連接至前車架之一部分。
如第6至9圖所示，每個第一端部111及第二端部112是透過同軸於桿110之縱向延伸軸X之軸承(bearing)103相關聯於個別之第一鉸鏈101'、102'(滾動鉸鏈)，依此方式下，每一端部111、112可繞其縱向延伸軸X相對於個別之第一鉸鏈101'、102'而轉動。
每一螺旋錐齒輪對之第一構件121a、122a是動態地剛性(rigidly)耦接至第一鉸鏈101'、102'(滾動鉸鏈)，而每一螺旋錐齒輪之第二構件121b、122b是可轉動地限制於個別桿之端部111、112(同軸於縱向延伸軸X)，以傳遞轉動運動至端部111、112，其是在滾動的情況下通過第一構件121a、122a之轉動而產生。
如圖所示，每一螺旋錐齒輪對之第一構件121a、122a 相對於桿本身是配置於桿110之同一側，依此方式，由鉸鏈裝置101、102於桿110之二相對端所施加之等方向及寬度(width)之滾動運動造成(基於二錐齒輪對(bevel gear pairs))在桿110之二端部111、112及其之二頭部元件111a、112a相對方向之軸向轉動。
更好的是，桿110之第一端部111及第二端部112之間沿桿本身之縱向延伸軸X的相互連接(interconnection)是實施在第一頭部元件111a及第二頭部元件112a之間，並通過此二頭部元件111a、112a間的軸向相互連接而獲得。一或多個軸承的插置可確保桿之二端部111、112及相對頭部元件111a、112a間的軸向滑動及自由相對轉動，如第8和9圖所示。
同前所述，桿之第二端部112之第二頭部元件112a是沿桿110之縱向延伸軸X為可於上述阻動位置及釋放位置之間移動。
更有利的是，第二頭部元件112a是安裝為相對於桿之第二端部112可軸向地滑動(slide axially)，故可於釋放位置及阻動位置之間自由地軸向移動，而不影響桿之第二端部112或被桿之第二端部112影響。
更有利的是，第二頭部元件112a透過任何可允許於二部件間軸向滑動之裝置而軸向地耦接至桿之第二端部112，同時避免繞桿110之縱向延伸軸X之相對轉動。
依據如圖所示之實施例，第二頭部元件112a於軸向方向透過平行於桿之縱向延伸軸X的複數個驅動銷(drive pin)115可滑動地耦合至桿之第二端部112。或者，可提供例如透過栓槽軸(splined shaft)之耦接。
更好的是，桿110之第一端部111及第二端部112至少一者是在縱長方向上是可延伸的(extensible)，因此允許桿110在沿縱向延伸軸X縱長方向上延伸，此由第4和5圖比較可知。
在功能上，當桿110連接前車架二部分至彼此其間距離可變化時，桿110在縱長方向上的可延伸性是必須的，例如，作為車輪滾動或轉向運動之結果。在本例中，縱向可延伸性是必須的，以避免桿110干擾驅動車輛之操控能力(manoeuvrability)。
這特別會發生在：當桿110被放置用以連接二前輪之軸頸且於個別之轉向軸之外連接至其上；或者當桿110被放置用以連接肢接四邊形動態滾動機構之直立件及橫向構件。
除此之外，舉例來說，當桿110被放置用以連接一般外形(如矩形)肢接四邊形系統之二個直立件且平行於橫向構件時，桿的可延伸性則不是必須的。事實上，在本例中，由桿110所連接的點間的距離不會改變。同樣的，當桿於個別轉向軸連接二個軸頸且相對於地面在相同高度時，可延伸性亦不是必須的。
可操作地，桿110之可延伸性是以不影響第一頭部元件111a及第二頭部元件112a間的相對軸向位置之方式實施。換句話說，由於桿之二端部111、112其中一者的軸向延伸的可能性，二頭部元件111a、112a必須有獨立的軸向運動。
依據如圖所示之實施例，由於上述軸向滑動銷115 的存在，此可藉由使第二頭部元件112a的軸向運動獨立於桿之第二端部112的軸向運動而達成。
更詳細地說，如第8和9圖所示，桿之第二端部112分成二部分：近端部分(proximal)112'，其由第二頭部元件112a所構成；以及遠端部分(distal)112"，其軸向一體於傳動裝置122。此二部分(近端部分112'及遠端部分112")是在軸向方向上透過上述軸向滑動銷115可滑動地彼此連接。同時有桿之第二端部112分為二部分及銷115的存在可確保桿之第二端部112(也為桿110)的軸向可延伸性及第二頭部元件112a之獨立軸向位置。相反的，第一頭部元件111a是軸向且可轉動地一體於桿110之第一端部111。
可操作地，適於在阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a的制動器130是配置成用以對第二頭部元件112a相對於第一頭部元件111a之軸向滑動施加限制。
更好的是，此制動器130是沿桿110之縱向延伸軸X運作的線性制動器(linear actuator)。具體來說，制動器為電子式(electrical type)。
更有利的是，如圖所示，制動器130是裝設在桿110上，更好的是在桿本身內側之受保護位置。基於此，在如圖所示之實施例中，桿110之第一端部111及第二端部112具有至少一部份為縱長管狀剖面以環設(house)線性制動器130於其內。
更具體來說，線性制動器130包括馬達本體(motor body)131及制動器軸(actuator shaft)132，其藉由馬達本體131，可沿平行於桿110之縱向延伸軸X之軸向方向移動，馬達本體131是環設於桿110之第二端部112內且與之成一體。具體來說， 馬達本體131是環設且一體成型於第二頭部元件112a，如前述定義第二端部112之近端部分112'。制動器軸132以第一端(first end)132'可滑動地連接馬達本體131，且軸向地朝向桿110之第一端部111延伸以第二端(second end)132"連接至相對於馬達本體131的桿110之第一端部111。具體來說，制動器軸132以其第二端132"連接第一頭部元件111a，一體於桿之第一端部111。
依據圖未顯示之一替換實施例，制動器不裝設於桿上，而是在驅動車輛的其他部分上。頭部元件111a、112a的連接操作舉例來說是透過制動纜線(actuation cable)而實施的。藉由採用此解決方案，桿的重量及尺寸可減少，但將損失裝設的簡單性。
更好的是，第二頭部元件112a在阻動位置及釋放位置之間的行程(stroke)是固定的。更有利的是，基於此，制動器130是配置成使制動器軸132具有固定的軸向行程(fixed axial stroke)，其對應於第二頭部元件112a在阻動位置及釋放位置之間的軸向行程。
以下將描述制動器軸132之第二端132"及第一頭部元件111a之間的連接可以為固定的或在軸向方向上彈性地變化(elastically yielding)。
依據如圖所示之實施例，第一頭部元件111a及第二頭部元件112a是配置成於阻動時透過軸向前齒狀咬合裝置(means of an axial front toothed engagement)而彼此咬合。
更有利的是，每一第一頭部元件111a及第二頭部元件112a包括環形齒輪(ring gear)113，其在垂直於桿110之縱向延伸軸X之環狀表面(annular surface)上延伸。
此環形齒輪113具有相對於縱向延伸軸X徑向延伸之齒(toothing)。
更好的是，環形齒輪113的齒為筆直的(straight)。具有直齒(straight toothing)之前齒輪(front gear)通常不涉及軸向負載(axial loads)。此為有利的，因為一旦到達阻動位置時，制動器所扮演的角色變成大致上極微小或為零，其是由於阻動基本上都是寄託予二環形齒輪。具體來說，制動器不須確保制動器軸在位置之高度機械不可逆性(mechanical irreversibility)以抵抗使二環形齒輪部件分開之軸向負載。即使當制動器因故未通電時(舉例來說，在電源供應電池故障的情況下)，缺少軸向負載同樣確保阻動位置的維持。
與採用直齒相關之缺點連動於二環形齒輪間噴合困難程度，也因此在阻動之執行較緩慢。事實上，當二環形齒輪之齒及槽(groove)間沒有完美的配合時，上述耦接則不能立即發生，而需要等待由前車架運動所產生之二齒間的相對重新定位(repositioning)。然而，這並非重要之功能限制，因為任何之介入延遲(intervention delays)仍將是有限的，無論如何不會破壞滾動阻動動作之介入效果(intervention effectiveness)。
或者，環形齒輪113的齒可以為三角形齒(triangular teeth)。此種解決方案具有大致上可避免環型齒輪間嚙合困難之優點。然而，此種解決方案的缺點為於阻動位置中產生軸向負載，其傾向於使二齒輪移動，且其必須藉由制動器而抵抗。因此這就需要改變制動器的尺寸，使其能確保在制動器軸定位中之高度機械不可逆性及/或需要保持制動器持續工作。
需注意的是，機械不可逆性的增加不可避免地導 致軸運動慣性(inertia)的增加，從而使制動器的介入速度(intervention speed)降低。這實際上使得相對於具三角形齒來說，採用直齒是更佳的。
同前所述，直齒的採用關係到第一頭部元件111a及第二頭部元件112a之環型齒輪之齒之間卡掣的風險(risk of jamming)。在本例中，制動器130需持續工作直到嚙合完成及卡掣(jamming)被消除及制動器軸132完成其軸向行程(axial stroke)。
更有利的是，阻動裝置可設置有將制動器軸132之行程與第二頭部元件112a之行程分離的裝置，依此方式之下，制動器的運作與齒之間任何的卡掣是無關的。
基於此目的，依據具體來說在第8和9圖所示之實施例，阻動裝置111a、112a、130包括彈性裝置(elastic means)114，其插置於制動器軸132及第一頭部元件111a之間。在二頭部元件111a、112a嚙合由於齒之間的卡掣而暫時地被阻止的例子中，彈性裝置114的插置是設計為可機械地將制動器軸132之行程和第二頭部元件112a之行程分離，並允許制動器軸132藉由彈性裝置114彈性地壓縮於自釋放位置至阻動位置之過渡期間(transition)達到行程末端(stroke end)。
彈性裝置114是定位且配置成一旦彈性地壓縮時，其可在軸向方向上彈性地推動第二頭部元件112a朝向第一頭部元件111a，以帶動第二頭部元件112a於行程末端至阻動位置處，以完成嚙合。彈性裝置114的推力(thrust)可在齒間的卡掣消除後被釋放，舉例來說，透過二環形齒輪113隨著滾動角度的最小變化而相互轉動重新定位。
更好的是，彈性裝置114為機械式彈簧。
更詳細地說，如第8、9和16圖所示，制動器軸132的第二端132"耦接至軸套(bushing)133，其又透過滾珠軸承(ball bearing)134而同軸相聯於第一頭部元件111a，滾珠軸承114確保軸套133及相聯之制動器軸132軸向滑動之自由度及相對於縱向軸X之轉動。軸套133設置有第一環狀突出部(first annular projection)135，其作為軸套相對於滾珠軸承134之軸向滑動的阻動(stop)。上述之由機械式彈簧所構成之彈性裝置114是同軸地繞軸套133而配適且定位於滾珠軸承134及形成在軸套上之第二環狀突出部(second annular projection)136之間，其在軸向位置上相對於第一環狀突出部135。機械式之彈性裝置114使具有環狀突出部135之軸套133保持抵頂滾珠軸承134，如第16B圖所示。
可操作地，當被驅動以帶動第二頭部元件112a自釋放位置至阻動位置，制動器130在軸132及相關之軸套133上施加軸向牽引力(axial traction)，其將透過移動第一環狀突出部135遠離抵頂處而傾向於帶動軸套133離開軸承134，此動作受到彈簧114的抵銷(counteracted)。在齒之間沒有卡掣的情況時，由彈簧114所施加的阻力(resistance)大於二頭部元件間之軸向滑動摩擦力。由制動器130在軸向方向上所施加之牽引力因此造成第二頭部元件112a朝向第一頭部元件111a移動，而不是軸套133及相關之制動器軸132之軸向運動。反過來說，在齒之間發生卡掣的情況時，由彈簧114所施加的阻力小於二頭部元件間之軸向滑動摩擦力，因此，由制動器130在軸向方向上所施加之牽引力因此造成軸套133及相關之制動器軸132隨彈簧114之壓縮之軸向運動(如第16A圖所示)，此時第二頭部元件112a朝向第一頭部元件111a的位移(displacement)持續被避免(儘管只是暫時)。在此解決方案 下，制動器130可仍到達行程末端，壓縮著彈簧114。在齒之間的卡掣被消除的時刻，彈簧114可釋放其彈性負載(elastic load)帶動軸套133抵頂滾珠軸承134，但伴隨著拖動相關之制動器軸132，並因此帶動第一頭部元件111a經過馬達本體131。
更有利的是，由於傳動裝置具有大於1的傳動比以及彈性裝置114(機械式延遲彈簧)的存在而獲得之動作的加成，使得與前齒輪齒數相連結(linked)之阻動位置之離散(discretization)不會被察覺，因此，駕駛將視阻動為連續的，也就是，能夠操控驅動車輛之任何滾動橫臥(rolling lying)。
依據圖未顯示之另一較佳實施例，第一頭部元件111a及第二頭部元件112a是配置為於阻動時透過摩擦咬合件(friction engagement)彼此咬合，其具有類似於離合器(cluth)之配置。
更有利的是，阻動裝置111a、112a、130可包括一感測器(sensor)(圖上未顯示)，其電性地連接至控制單元(control unit)且適於偵測當第二頭部元件112a何時位於阻動位置。
更好的是，此感測器由微型開關(microswitch)所構成，當第二頭部元件112a是位於阻動位置時，其相關聯於第一頭部元件111a及第二頭部元件112a其中之一，且可由另一頭部元件所咬合。依此方式之下，阻動位置的達成是可通過負責滾動阻動系統控制之驅動車輛的電子控制系統(electronic control system)以精確且可靠的方式而可感測(detectable)。
依據本發明一實施例，提供具有三或四輪之驅動車輛之前車架，包括：前車架框架16； 至少一對前輪10'、10"，彼此動態地連接，且藉由動態滾動機構20連接至前車架框架16；滾動阻動系統100，包括：桿110，直接連接前車架之二部件(part)，至少一上述部件經受滾動運動；其中，桿110包括第一端部111及第二端部112，透過傳動裝置121、122動態地連接至前車架之二部件，傳動裝置121、122適於將繞垂直於滾動平面之軸線的轉動運動轉換為個別桿之端部111、112繞縱向延伸軸X的轉動運動；阻動裝置111a、112a、130，適於阻動上述第一端部111及第二端部112之間於阻動位置及釋放位置之間的相對轉動。在阻動位置中，桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，以阻動桿相對於滾動平面之轉動的角度。在釋放位置中，桿之第一端部111及第二端部112可自由地繞縱向延伸軸X轉動，以允許桿110相對於滾動平面之轉動。
依據本發明一較佳實施例，提供具有三或四輪之滾動驅動車輛之前車架，包括：前車架框架16；至少一對前輪10'、10"，彼此動態地連接，且藉由動態滾動機構20連接至前車架框架16；滾動阻動系統100，包括：桿110，直接連接前車架之二部件(part)，至少一上述部件經受滾動運動；其中，桿110包括第一端部111及第二端部112，透 過傳動裝置121、122動態地連接至前車架之二部件，適於將繞垂直於滾動平面之軸線的轉動運動轉換為個別桿之端部111、112一縱向延伸軸X的轉動運動，傳動裝置121、122是配置成使得桿之第一端部111及第二端部112以彼此相對之方向軸向地轉動；其中，阻動裝置111a、112a、130在第一端部111及第二端部112之每一者上包括個別之第一頭部元件111a及第二頭部元件112a，其配置成彼此面對；第二頭部元件112a沿縱向延伸軸X為可於阻動位置及釋放位置之間移動。在阻動位置中，其與第一頭部元件111a相互阻動(reciprocal blocking)以咬合，以使桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動。在釋放位置中，第二頭部元件112a與第一頭部元件111a脫耦(uncouple)，以使桿之第一端部111及第二端部112可自由地轉動，阻動裝置111a、112a、130包括制動器130，適於在阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a。
依據本發明一特定實施例，提供具有三或四輪之一滾動驅動車輛之前車架8，包括：前車架框架16；至少一對前輪10'、10"，彼此動態地連接，且藉由動態滾動機構20連接至前車架框架16，其使得以相同之同步且鏡像方式滾動；滾動阻動系統100，包括：桿110，透過球接頭或等效於球接頭之鉸鏈裝置101、102以其二端直接連接彼此，前車架的二部件都經受二前輪10'、10"之滾動運動或前車架框架16及前車架的部件經受上述滾動運動，滾動阻動系統包括阻動裝置111a、112a、 130，適於阻動桿於其二端相對於前車架之滾動平面之轉動的角度；其中，桿110包括第一端部111及第二端部112，沿桿110之縱向延伸軸X彼此相互連接，且其每一者可繞縱向延伸軸X獨立於另一者而轉動，桿110之第一端部111及第二端部112藉由傳動裝置121、122動態地連接至個別之球接頭101、102，傳動裝置121、122適於將球接頭101、102繞垂直於滾動平面之軸線的轉動運動轉換為個別桿之端部111、112繞縱向延伸軸X的一轉動運動，桿之第一端部111及第二端部112的傳動裝置121、122是配置成，在前車架存在有滾動運動時，使得桿之第一端部111及第二端部112以彼此相對之方向軸向地轉動，傳動裝置121、122具有不小於1的傳動比；且其中，阻動裝置111a、112a、130於每一桿之第一端部111及第二端部112包括個別之第一頭部元件111a及第二頭部元件112a，其中，第一頭部元件111a及第二頭部元件112a相對於桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，且第一頭部元件111a及第二頭部元件112a配置為彼此面對，桿之第二端部112的第二頭部元件112a沿桿110之縱向延伸軸X可於阻動位置及釋放位置之間移動。在阻動位置中，第二頭部元件112a與第一頭部元件111a相互阻動(reciprocal blocking)以咬合，以使桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，避免其之轉動且因此由傳動裝置121、122阻動滾動運動。在釋放位置中，第二頭部元件112a縱向地與第一頭部元件111a分離，因而使桿之第一端部111及第二端部112可自由地轉動，而不干擾滾動運動，阻動裝置111a、112a、130包括制動器130，適於 在阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a。
本發明之一目的為用於具有三或四輪之驅動車輛之滾動運動之可逆阻動的方法，其具有依據本發明且特別為前述之前車架8。
上述方法可交替地包括：滾動阻動步驟(roll blocking step)，其中阻動裝置111a、112a、130被啟動以阻動桿之第一端部111及第二端部112之相對轉動，使得其一體地轉動，且阻動桿相對於滾動平面之轉動的角度；以及滾動釋放步驟(roll releasing step)，其中阻動裝置111a、112a、130不被啟動以允許桿之第一端部111及第二端部112之一者相對於另一者之轉動，及允許桿110相對於滾動平面之轉動。
具體來說，上述方法更交替包括：滾動阻動步驟，其中制動器130被啟動以將第二頭部元件112a自釋放位置移動至阻動位置，使得桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，避免其之轉動，且因此由傳動裝置121、122阻動滾動運動；以及滾動釋放步驟，其中制動器130被驅動以將第二頭部元件112a自阻動位置移動至釋放位置，其中，桿之第一端部111及第二端部112縱向地彼此分離，因此可使其自由地轉動，且不干擾滾動運動。
本發明之一目的同樣為在後側具有驅動輪的驅動車輛4以及前車架8，依據本發明且特別為如前所述。
本發明之一目的同樣為用於具有三或四輪之滾動驅動車輛之前車架之一滾動阻動系統，其具有依據本發明且特別為前述之前車架，如請求項第17項所定義。
依據本發明一較佳實施例，滾動阻動系統100包括：桿110，於前車架8上之裝設狀態時旨在直接連接前車架8之二部件，至少一上述部件經受滾動運動；其中，桿110包括第一端部111及第二端部112，透過傳動裝置121、122動態地連接前車架之二部件，傳動裝置121、122適於將繞垂直於滾動平面之軸線的轉動運動轉換為個別桿之端部111、112繞縱向延伸軸X的轉動運動，傳動裝置121、122是配置成使得桿之第一端部111及第二端部112以彼此相對之方向軸向地轉動；其中，阻動裝置111a、112a、130在每一第一端部111及第二端部112上包括配置成彼此面對的個別之第一頭部元件111a及第二頭部元件112a；第二頭部元件112a沿縱向延伸軸X為可於阻動位置及釋放位置之間移動。在阻動位置中，其與第一頭部元件111a相互阻動以咬合，使得桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動。在釋放位置中，第二頭部元件112a與第一頭部元件111a脫耦，使得桿之第一端部111及第二端部112可自由地轉動，阻動裝置111a、112a、130包括制動器130，適於在阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a。
依據本發明一特定實施例，提供用於具有三或四輪之 滾動驅動車輛之前車架8之滾動阻動系統100，其中前車架8包括：前車架框架16；以及至少一對前輪10'、10"，彼此動態地連接，且藉由動態滾動機構20連接至前車架框架16，動態滾動機構20允許以同步且鏡像方式滾動；滾動阻動系統100包括桿110，於前車架8上之裝設狀態時旨在透過球接頭或等效於球接頭之鉸鏈裝置101、102以其二端直接連接彼此，前車架8的二部件都經受二前輪之滾動運動或前車架框架16及前車架8的一部件經受上述滾動運動；其中滾動阻動系統100包括阻動裝置111a、112a、130，適於阻動桿於其二端相對於前車架8之滾動平面之轉動的角度；其中，桿110包括第一端部111及第二端部112，沿桿之一縱向延伸軸X彼此相互連接，且每一可繞縱向延伸軸X獨立於另一而轉動；且其中，滾動阻動系統100於桿之第一端部111及第二端部112包括傳動裝置121、122，其旨在動態地連接第一端部111及第二端部112至個別之球接頭101、102，且適於將球接頭101、102繞大致上垂直於滾動平面之軸線的轉動運動轉換為個別桿之端部111、112繞縱向延伸軸X的轉動運動；其中，桿之第一端部111及第二端部112的傳動裝置121、122是配置成，在前車架8存在有滾動運動時，使得桿之第一端部111及第二端部112以彼此相對之方向軸向地轉動，傳動裝置121、122具有不小於1的傳動比；且其中，阻動裝置111a、112a、130於每一桿之第一端部111及第二端部112包括個別之第一頭部元件111a及第二頭部元件 112a，其中，第一頭部元件111a及第二頭部元件112a相對於桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，且其中第一頭部元件111a及第二頭部元件112a配置為彼此面對，桿之第二端部112的第二頭部元件112a沿桿110之縱向延伸軸X可於阻動位置及釋放位置之間移動。在阻動位置中，第二頭部元件112a與第一頭部元件111a相互阻動以咬合，以使桿之第一端部111及第二端部112一體地轉動，避免其之轉動且因此由傳動裝置121、122阻動滾動運動。在釋放位置中，第二頭部元件112a縱向地與第一頭部元件111a分離，因而使桿之第一端部111及第二端部112可自由地轉動，而不干擾滾動運動；其中，阻動裝置111a、112a、130包括制動器130，適於在阻動位置及釋放位置之間移動第二頭部元件112a。
本發明允許達成數個優點，之前已描述了一部分。依據本發明之滾動阻動系統因此允許結合一桿作為滾動阻動元件之簡單裝設具有系統整體之較小佔用空間(footprint)。事實上，可使用相對於傳統系統所需而具有明顯較小尺寸之制動器。制動器尺寸之減少不僅可減少整體之體積，同時亦降低成本。
在一特定例子中，桿110被放置以連接二前輪10'、10"之軸頸，依據本發明之滾動阻動系統更允許對稱化(symmetrizing)二前滾動輪之滾動阻動，且不需要任何雙重之阻動裝置，因此不會造成系統整體尺寸及相關成本的增加。
依據本發明之滾動阻動系統同樣構造簡單且經濟以製造並裝設在驅動車輛上。
本發明因此構思並實現所需目的。當然，在實際 之實施方式中，在不脫離本發明之精神和範圍下，還可採用與上述不同之形式及配置。更進一步，所有的細節可因技術等效元件及尺寸，視所需而採用的形式及材質而被取代。
10'‧‧‧左前輪
10"‧‧‧右前輪
100‧‧‧滾動阻動系統
101 102‧‧‧球接頭
101' 102'‧‧‧滾動鉸鏈
101" 102"‧‧‧轉向鉸鏈
103‧‧‧軸承
111‧‧‧第一端部
112‧‧‧第二端部
111a‧‧‧第一頭部元件
112a‧‧‧第二頭部元件
121 122‧‧‧傳動裝置
121a、122a‧‧‧第一構件
121b、122b‧‧‧第二構件

Claims (17)

  1. 一種前車架，用於具有三或四輪之一滾動驅動車輛，包括：一前車架框架；至少一對前輪，彼此動態地連接，且藉由一動態滾動機構連接至該前車架框架；一滾動阻動系統，包括一桿，直接連接該前車架之二部件，至少一該等部件經受滾動運動，其中該桿包括一第一端部及一第二端部，透過複數傳動裝置動態地連接至該前車架之該等二部件，該等傳動裝置適於將繞垂直於一滾動平面之一軸線之一轉動運動轉換為該桿之個別該等端部繞一縱向延伸軸之一轉動運動；其中，該滾動阻動系統包括一阻動裝置，適於阻動該第一端部及該第二端部於一阻動位置及一釋放位置之間的相對轉動，在該阻動位置中，該桿之該第一端部及該第二端部一體地轉動，以阻動該桿相對於該滾動平面之轉動之角度，在該釋放位置中，該桿之該第一端部及該第二端部可自由地繞該縱向延伸軸轉動，以允許該桿相對該滾動平面之轉動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之前車架，其中，該桿之該第一端部及該第二端部之該傳動裝置配置為使該桿之該第一端部及該第二端部以彼此相對之方向軸向地轉動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之前車架，其中，該阻動裝置於該桿之該第一端部及該第二端部包括個別之一第一頭部元件及一第二頭部元件，設置為彼此面對，該第二頭部 元件沿該縱向延伸軸可於一阻動位置及一釋放位置之間移動：在該阻動位置中，該第二頭部元件與該第一頭部元件相互阻動以咬合，使該桿之該第一端部及該第二端部一體地轉動，在該釋放位置中，該第二頭部元件縱向地與該第一頭部元件脫耦，使該桿之該第一端部及該第二端部可自由地轉動，該阻動裝置包括一制動器，適於在該阻動位置及該釋放位置之間移動該第二頭部元件。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之前車架，其中，該桿直接以其二端藉由球接頭或等效於球接頭之鉸鏈裝置連接該前車架之該等部件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之前車架，其中，該等傳動裝置具有大於1之一傳動比，以具有自一球接頭至個別該桿之該第一端部及該第二端部之動作之倍增。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之前車架，其中，該第二頭部元件與該第一頭部元件外型類似同軸於個別之該桿之該等端部之一軸環或一凸緣。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之前車架，其中，該傳動裝置於該桿之每一該第一端部及該第二端部上由一螺旋錐齒輪對所構成。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之前車架，其中，該第二頭部元件裝設為可相對於該桿之該第二端部於一縱長方向上軸向地滑動。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之前車架，其中，該制動器為一線性制動器，沿該桿之該縱向延伸軸運作。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之前車架，其中，該線性制動器包括一制動器軸，於該縱長方向上軸向地連接該第一頭部元件及該第二頭部元件至彼此，且於該縱長方向上可移動於一固定軸向行程中，該固定軸向行程大致對應於該第二頭部元件於該阻動位置及該釋放位置之間之一固定行程。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之前車架，其中，該第一頭部元件及該第二頭部元件配置為在阻動時藉由一軸向前齒狀咬合裝置而彼此咬合。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之前車架，其中，該第一頭部元件及該第二頭部元件包括一環形齒輪，在垂直於該桿之該縱向延伸軸之一環狀表面上延伸，且其中，該環形齒輪具有相對於該縱向延伸軸徑向延伸之一齒，該環形齒輪之該齒為筆直的。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之前車架，其中，該第一頭部元件及該第二頭部元件配置為在阻動時藉由一軸向前齒狀咬合裝置而彼此咬合，其中，該阻動裝置包括一彈性裝置，插置於該制動器軸及該第一頭部元件之間，以機械地將該制動器軸之該行程自該第二頭部元件之該行程分離，並允許該制動器軸於該釋放位置至該阻動位置之期間彈性地壓縮該彈性裝置達到一行程末端，此時由於該齒之間的卡掣該等頭部元件之間的咬合暫時被阻止，且其中，在該齒之間的卡掣消除後，一旦該彈性裝置被彈性地壓縮，該彈性裝置適於在一軸向方向上彈性地推動該第二頭部元件朝向該第一頭部元件，使該第二頭部元件於該阻動位置達到行 程末端，其中，該彈性裝置為一機械式彈簧。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之前車架，其中，該阻動裝置包括一感測器，電性地連接至一控制單元，適於偵測一第二頭部元件何時位於該阻動位置，該感測器由一微型開關所構成，當該第二頭部元件位於該阻動位置時，其關聯於一第一頭部元件及該第二頭部元件之其中一者，並可由另一者所咬合。
  15. 一種滾動運動可逆阻動方法，用於具有三或四輪之一驅動車輛，包括如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之一前車架，該方法交替地包括下列步驟：一滾動阻動步驟，其中，該阻動裝置被啟動以阻動該桿之該第一端部及該第二端部之相對轉動，使其一體地轉動，且阻動阻動該桿相對於該滾動平面之轉動之角度；以及一滾動釋放步驟，其中，該阻動裝置不被啟動以允許該桿之該第一端部及該第二端部之彼此之轉動，且允許該桿相對於該滾動平面之轉動。
  16. 一種驅動車輛，具有一驅動輪於後軸以及如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之一前車架。
  17. 一種滾動阻動系統，用於具有三或四輪之一滾動驅動車輛之一前車架，其中該前車架包括一前車架框架，以及至少一對前輪，彼此動態地連接，且藉由一動態滾動機構連接至該前車架框架，該滾動阻動系統包括一桿，於該前車架上之裝設狀態時旨在連接該前車架之二部件，至少一該等部件經受滾動運 動，其中，該桿包括一第一端部及一第二端部，透過一傳動裝置動態地連接至該前車架之該等部件，適於將繞垂直於一滾動平面之一軸線之一轉動運動轉換為該桿之個別該等端部繞一縱向延伸軸之一轉動運動；該滾動阻動系統包括一阻動裝置，適於阻動該第一端部及該第二端部於一阻動位置及一釋放位置之間的相對轉動，在阻動位置中，該桿之該第一端部及該第二端部一體地轉動，以阻動該桿相對於該滾動平面之轉動之角度，在該釋放位置中，該桿之該第一端部及該第二端部可自由地繞該縱向延伸軸轉動，以允許該桿相對該滾動平面之轉動。
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