带有正交轴的可侧倾电动、机动三轮摩托的制作方法

带有正交轴的可侧倾电动、机动三轮摩托
[技术领域]
[0001]
本发明属机械技术领域；确切的将是利用主铰轴将车前体与车后体之间进行正交轴方式的连接，使的电动、人力及内燃动力的三轮车辆在继承停放方便、低速行驶稳定性的前提下。同时也具有高速行驶下的，允许小半径回转的高品质的操控性能。
[

背景技术：
]
[0002]
在三轮燃油摩托问世的同时，世界上第一辆电动三轮车车于1881年诞生，发明人为法国工程师古斯塔夫
·
特鲁夫，这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车，而在1873年，由英国人罗伯特
·
戴维森用一次电池作动力发明的电动汽车，并没有列入国际的确认范围。后来就出现了铅酸、镍镉、镍氢电池，锂离子电池，燃料电池作为电力的电动车。
[0003]
燃油内燃机作为动力则一直作为三轮车的普遍配置。但近些年代由于石油的枯竭及减排的追求；电动三轮车(electrically operated tricycle)是用以电瓶为动力，电机为驱动的拉货或拉人用的三轮运输工具。电动三轮车采用管式大容量、左右衬、深放电、牵引式电瓶，能适应长时间工作连续放电的要求，电瓶正常使用两年，内容量不减。
[0004]
电力作为一种环保，清洁，转换率高的重要的能源，广泛用于生产和生活，以电力为应用来驱动交通工具的更新换代，促进交通运输行业的低碳化发展，降低交通成本，节约能源，保护环境，是世界各国研究的重要课题之一，经过几十年的发展，已经应用在电动城市公交车辆，厂矿电动运输车辆，电动城市环卫清洁车辆，工程，遂道，地铁施工专用车辆等诸多领域。电动三轮车以其适用性强，机动灵活，维护简单，维修方便，价格低廉等优点，可以灵活地穿行于狭小的马路间。电动三轮车具有倒车开关,可以方便的实现倒顺行驶功能，这在道路狭窄的胡同、小巷非常实用,无论行驶停车均非常方便。广泛应用于家庭、城乡、个体出租、厂区、矿区、环卫、社区保洁等短途运输领域。
[0005]
电动三轮车按用途分为家用型，货运型，工厂型多种型号。因为用途的不同，采用的技术标准也不相同.家用型电动三轮车，大部分采用是侧轮电机，外置车架(车架在车轮外边)，这种结构的车没有大轴，载重量轻，一般200kg左右，电机一般为350
‑
500w，电池为12v20ah电池，适合做家用和老年代步工具。也有中置电机带大轴的，(大轴又称后桥、后梁，是连接三轮车后两轮之间的车轴，三轮车的重要部件)这种车稳定性好，中置电机同时驱动后两轮，启动平稳，不过这种三轮车一般比较贵。
[0006]
货运型电动三轮车，这种车也分为俩种，一种为摩托型，配置和款式和三轮摩托车差不多，中置电机带大轴，配500w以上电机，载货量一般在300
‑
600kg，配置有倒顺开关，和调速系统。上路最快时速在35公里左右。一种为机动三轮型，多由机动三轮改装而成，后桥，车箱完全采用机动三轮车配置，载重都在一吨以上，可由变速箱进行调速，配置4
‑
5块120ah大容量电瓶，直流900w以上电机，有带驾驶室的和不带驾驶室的，也可配置液压升降装置，用作厂内装卸散装物料和城市用来清运垃圾等。
[0007]
三轮车与2轮车相比的优点：
[0008]
具有良好的稳定性、尤其是低速下的行驶稳定性；行车的安全性上。
[0009]
三轮车与2轮车相比的缺点：
[0010]
高速下的转弯的灵活性，及操控的主观感觉上。
[0011]
具体来说，三轮车分为前2轮及后2轮的配置，转向时需要扭动车把，将前叉绕着前叉轴转动，而带动前轮转动；车辆的回转中心就在前轮轴与后轮轴的延长线的交汇地带；车把转向越大、轴距越短，转弯半径则越小。大多数三轮车的车体不能随着车把的扭转而倾斜，无法像2轮自行车那样，利用车体及骑行人员的侧倾，来利用重力的分力来抵抗转弯的惯性离心力，获得平衡。因而，无侧倾构造的三轮车无法兼有小的转弯半径及高的形式速度。
[0012]
少部分三轮车进行了侧倾设计，包括两种类型：前轮及车体侧倾，而后2轮不侧倾方式；前轮、后2轮一致倾斜式，该方式的构造特点又分为平行四边形同步牵动式及独立双后轮摆臂的异步方式；上述方式都可以设计成2轮在前，单轮在后的方式。
[0013]
侧倾三轮电动车是典型实例之一：德国的英马仕侧倾三轮电动车，特点为，前轮、车体侧倾，而后2轮不侧倾方式的封闭式三轮车，可以像2轮摩托车一样漂移过弯；由于方向盘相连液压倾斜系统，所以通过液压系统来联动控制车体相对于后桥的倾斜程度；在过弯的时候车身会像2轮摩托车那样灵活扭转，且不惧高速。
[0014]
侧倾三轮电动车是典型实例之二：早在2014年，澳大利亚人—西蒙威廉姆司，发明了：独立双后轮摆臂的异步方式的电动三轮车，转弯时利用骑行者的主动侧倾来压迫内侧的后轮，使得其相对车架体抬高，而另一侧的后轮则相对车架体降低位置，而使得车体倾斜时后轮全部着地。
[0015]
侧倾三轮电动车是典型实例之三：在中国、欧洲都有厂家在生产，特点是：后双轮在同步连杆的约束下，双后轮可以同步随着车体的倾斜而倾斜。
[

技术实现要素：
]
[0016]
本发明的目的在于解决已有技术的不足之处，克服目前已有的侧倾电动三轮车的综合缺陷：开发出一种结构更为简单、操控更为安全、实用性更强的全新思路的三轮车。
[0017]
本发明的特点:
[0018]
采用正交轴连接件，巧妙对接车前体与车后体，使得车前体能够侧倾，而2轮的车后体始终保持平稳；而安装在车后体上的摆动片能减震器稳恒减震；复位弹片又解决了停车时的车前体与车后体之间的正位保持；用本发明的逆止差速器来代替常规差速器又大大的减少了成本及重量。
[0019]
本发明的具体结构:
[0020]
带有正交轴的可侧倾电动、机动三轮摩托构造包括：车前体、车后体、(连接车前体及车后体的)正交轴连接件、(安装在车前体及车后体之间的)减震器、(控制整车的)电气部分、(提供整车能量的)动力电池；车前体包括：前轮、车把、车前架、前叉及前叉轴，而前轮安装在可以绕着前叉轴自由回转的前叉上，自由回转的车把负责转向；车后体包括：车后架、(双)后轮。
[0021]
主要装配关系及工作原理：采用的公知技术包括：带有车把的前叉用来安装前轮、前叉又能在前叉轴孔中自由回转；双后轮安装在车后架上；正交轴连接件是本发明的核心技术；是使车前体与车后体之间连接起来，结构上具有两个正交的转轴或轴孔；一个是正交
轴或轴孔，其方向接近于车辆的直线行驶方向，接近程度为其轴线与直线行车方向的夹角小于45度；另一个是与正交轴垂直的轴向轴或轴孔；安装关系：正交轴连接件的正交轴、轴向轴或轴孔分别对接车前体与车后体上对应的轴孔或轴向轴(或称为：正交轴方式，因为与之间夹角是90度，相互垂直)；车前体与车后体之间能绕着正交轴相互转动，又能互相绕着与正交轴成90度的轴向轴转动；使得车前体与车后体之间能够具有独立的2个垂直方向的回转功能；正交轴连接件使得车前体能对于地面倾斜，而带有双后轮的车后体的后轴则始终与地面平行。。
[0022]
摆动片是本发明的次生技术；摆动片上的摆动片正交摆轴或孔与车后体的摆动片轴孔或轴直接配合，使得摆动片绕该孔或轴摆动；在上还开有1个或多个(数量取决于减震器的数量)行驶方向与垂直的轴孔或轴，用于连接减震器的下端；目的是在车前体与车后体之间获得绕着轴向轴相互回转的支撑及阻尼的，且摆动片连接轴能与多个减震器的下部相连的部件,减震器的上部与车前体的各自的减震器上端轴相连接，而摆动片正交摆轴原则上与正交轴连接件的正交轴同轴、同方向；在设计安装上差异应该尽量的小，因为在行驶中正交轴连接件的连接件轴向轴的回转会少许改变摆动片正交摆轴与正交轴的方向；或者使用扭转减震器。
[0023]
概括来说：安装在车后体上的能绕正交轴(行驶方向)摆动的摆动片能伴随着车前体的侧倾摆动，来匹配所连接的减震器稳恒减震，从而使得减震器的上下挂点的距离不随着车前体的单一侧倾(在车后体不随着同步侧倾时)而改变长度，而保持减震器弹力的稳定程度。
[0024]
复位弹片也是本发明的次生技术：它的作用是使得在未骑行的状态下，是保持车前体与车后体之间相互转动平衡位置的正位关系(所谓正位关系：就是正交轴连接件的连接件轴向轴平行于后轴1、2；也就是平行于地面)；实际上，复位弹片可以是：螺旋弹簧(利用其推力或拉动力)、也可以使用弹片；弹簧的两端分别固定在车前体与车后体上；尤其在使用2个弹簧的情况下：预应力卡点)起到对2条复位弹片的限位作用，而使得复位弹片对产生一定的预压力，因而复位卡点，就能在车前体与车后体之间的正位关系的位置下产生一定的保持力，使得停车及低速行驶时助于车体保持正位状态，低速操控性良好。
[0025]
概括来说：停车时，车前体与车后体之间的相对位置保持，是采用自然的无约束状态，或是使用限位卡点来限制其相互转动的角度、或是复位弹片来限制其相互转动的角度、再或是同时使用限位卡点及复位弹片来一起限制其相互转动的角度。当设置“弹片卡点”的情况下，由于弹片卡点限制了复位弹片端点的行程。否则在停放时，如果不采用复位弹片，车前体只能保持自然倾斜状态。
[0026]
逆止差速器也是本发明的次生技术；关于车后体的后轮(后桥)的动力驱动使用内燃机或电动机，动力轴驳接常规的差速器或直接驳接单车轮、或者驳接本发明的逆止差速器上；逆止差速器直接驳接后车轴，其结构包括：大链轮刚性固定在链轮轴套上，在链轮轴套的两个端口处分别安装单向轴承，单向轴承再分别独立驱动连接后轮的独立后轴1及后轴2；压紧弹片向径向摩擦片提供径向压力，再使得径向摩擦片穿过摩擦窗口接触后轴1及后轴2，产生摩擦扭矩，在倒车时(由于单向轴承无法提供反向力矩)产生倒车力矩。摩擦窗口是一个选择性部件，如果不考虑倒车功能，完全可以不要摩擦片、摩擦窗口；对于轻便型的，尤其是本发明的狭窄的后轮轮距的车型，倒车没有必要。
[0027]
概括来说：本发明三轮摩托的动力驱动：是使用电机驱动车后体的后轮(后桥)的部位，可以使用常规的差速器或仅仅单轮驱动(另一轮滑动)；或者使用逆止差速器来驱动；或者使用单一的前轮驱动(后2轮滑动)。
[0028]
其它附属的常规组件包括：动力电池与电气部分是提供电机电能及控制的组件，把手、车座、车灯、仪表、外围件、装饰件等，属于常规的公知技术，无需详细介绍。
[0029]
*进一步：摆动片的替代品：另外车前体与车后体之间的减震可以由扭转减震器来代替，扭转减震器安装作用在轴向轴上(该扭转减震器的主体构造：是一个扭力弹簧，该弹簧的扭转轴在轴向轴上，使得车前体与车后体之间产生扭转力矩以抵抗，车上乘客的扭转力矩)，扭转减震器的2个的扭臂分别抵在车前体与车后体上；摆动片也就不一定需要了。
[0030]
本发明的有益效果在于：
[0031]
除了保留车辆的三轮特性：停放方便、低速行驶稳定的优点外，也具有了2轮车辆的独特优点：高速行驶下的优良操控性，诸如：高速下的小半径转向、体态亲临的操控感、更高的安全性.除此之外，还有2想技术进步：就是复位弹片的采用获得了停放时的车前体的非侧倾的正位状态，进而支持低速行驶的稳定性；再有就是逆止差速器来代替常规差速器又大大的减少了成本及重量。
[0032]
[图示说明]
[0033]
下面结合一个较佳实施例对本发明作进一步所说明；
[0034]
[图1]带有正交轴可侧倾的三轮摩托框架结构示意图。
[0035]
[图2]带有正交轴可侧倾的三轮摩托框架结构爆炸图。
[0036]
[图3]正交轴连接件结构示意图。
[0037]
[图4]摆动片与减震器连接示意图。
[0038]
[图5]背面看去侧倾时的三轮摩托框架结构示图。
[0039]
[图6]侧倾时的三轮摩托框架爆炸示图。
[0040]
[图7]正面看去侧倾时的三轮摩托框架结构示图。
[0041]
[图8]复位弹簧的复位关系结构示意图。
[0042]
标号说明：
[0043]
(1)车前体(图中虚线所围部分)
[0044]
(1
‑
1)前轮
[0045]
(1
‑
2)车把
[0046]
(1
‑
3)车前架
[0047]
(1
‑
4)正交轴孔
[0048]
(1
‑
6)前体卡点
[0049]
(1
‑
8)前叉
[0050]
(1
‑
9)前叉轴
[0051]
(2)车后体(图中虚线所围部分)
[0052]
(2
‑
1)电机
[0053]
(2
‑
2)车后架
[0054]
(2
‑
3)后轮
[0055]
(2
‑
5)轴向轴孔
[0056]
(2
‑
6)摆动片轴孔
[0057]
(2
‑
7)复位卡点
[0058]
(2
‑
8)传动链条
[0059]
(2
‑
9)后桥链轮组件(或称后桥)
[0060]
(2
‑
10)预应力卡点
[0061]
(3)正交轴连接件(正装、倒装均可以)
[0062]
(3
‑
1)连接件轴向轴孔
[0063]
(3
‑
2)连接件正交轴
[0064]
(3
‑
3)轴管锁环
[0065]
(3
‑
4)卡点
[0066]
(4)摆动片(或扭转减震器，或带有阻尼)
[0067]
(4
‑
1)摆动片连接轴孔
[0068]
(4
‑
2)摆动片正交摆轴孔
[0069]
(5)复位弹簧
[0070]
(5
‑
1)复位弹簧固定端
[0071]
(6)减震器
[0072]
(6
‑
1)减震器上端
[0073]
(7)正交轴(行驶方向)
[0074]
(8)动力电池
[0075]
(9)电气部分
[0076]
[实施案例]
[0077]
如[图1]、[图2]、[图3]、[图4]、[图5]、[图6]、[图7]、[图8]所示：
[0078]
一辆电动三轮车的基本构造包括：车前体(1)、车后体(2)、连接车前体及车后体的正交轴连接件(3)、安装车前体及车后体之间减震器(6)的摆动片(4)、保持车前体与车后体之间相互转动平衡位置的复位弹片(5)、控制整车的电气部分(9)、提供整车能量的动力动力电池(8)。车前体(1)是由：前轮(1
‑
1)、车把(1
‑
2)、车前架(1
‑
3)、前叉(1
‑
8)及前叉轴(1
‑
9)组成；前轮(1
‑
1)安装在可以绕着前叉轴(1
‑
9)自由回转的前叉(1
‑
8)上；车后体(2)是由：车后架(2
‑
2)、电机(2
‑
1)、后轮(2
‑
3)、传动链条(2
‑
8)将电机的动力传给后桥链轮组件(2
‑
9)。
[0079]
主要如[图3]所示：正交轴连接件(3)是本发明的核心技术之一；目的是使得车前体(1)与车后体(2)之间获得独立的相互正交轴的回转；(1
‑
6)前体卡点与两个正交轴分别是：接近正交轴(也就是行驶线方向)(7)方向的转轴，及与行车方向(在平衡位置下，在车前体侧倾的情况下只能保障与正交轴(7)正交，而与该状态下的后两轮的后轴不再平行)垂直的轴向轴方向的2自由度的独立转轴，且正装、倒装均是可以的；也就是正交轴连接件(3)的连接件轴向轴孔(3
‑
1)、连接件正交轴(3
‑
2)可以分别对接车前体(1)与车后体(2)上，靠轴管锁环(3
‑
3)锁住；本实例是将车后体(2)的轴向轴孔(2
‑
5)与正交轴连接件(3)的连接件轴向轴(3
‑
1)对接，将车前体(1)的正交轴孔(1
‑
4)与正交轴连接件(3)的连接件正交轴(3
‑
2)对接；需要注意的是：使用卡点(3
‑
4)来限制其相互转动的角度(卡点就是结构上的突出部分，或者是指结构上凹槽的边缘)。
[0080]
主要如[图4]所示：摆动片(4)也是本发明的核心技术之一；摆动片(4)的摆动片正交摆轴孔(4
‑
2)与车后体(2)的摆动片轴孔(2
‑
6)直接配合(使得摆动片摆轴绕该孔转动)0，目的是使得车前体(1)与车后体(2)之间获得绕着轴向轴相互回转的支撑及阻尼的，且摆动片连接轴孔(4
‑
1)能与多个减震器(6)的下部相连的部件(减震器(6)的减震器上端(6
‑
1)与车前体的相应孔插轴连接)，而摆动片正交摆轴(4
‑
2)原则上与正交轴连接件(3)的正交轴(7)同轴、同方向；在设计安装上差异应该尽量的小，因为在行驶中正交轴连接件(3)的连接件轴向轴(3
‑
1)的回转会少许改变摆动片正交摆轴(4
‑
2)与正交轴(7)的方向。
[0081]
另外车前体(1)与车后体(2)之间的减震可以由扭转减震器来代替，扭转减震器安装作用在在轴向轴上，摆动片(4)也就不需要了。
[0082]
主要如[图8]所示：复位弹片(5)的作用是使得在未骑行的状态下，保持车前体(1)与车后体(2)之间的正位关系(也就是正交轴连接件(3)的连接件轴向轴孔(3
‑
1)平行于后轴1、2；也就是平行于地面)；实际上，复位弹片(5)可以是：螺旋弹簧(利用其推力或拉动力)、也可以使用弹片；弹簧的两端分别固定在车前体(1)与车后体(2)上；尤其在使用2个弹簧的情况下：预应力卡点(2
‑
10)起到对2条复位弹片(5)的限位作用，而使得2条复位弹片(5)产生了一定的预压力，因而复位卡点(2
‑
7)就能在车前体(1)与车后体(2)之间的正位关系的位置下产生一定的保持力，当车前体(1)被相对于车后体(2)扭转侧倾时，相对的扭转位移仅仅压迫其中一条复位弹片(5)，而另一条复位弹片(5)被预应力卡点(2
‑
10)阻挡，而不会抵消被压迫的复位弹片(5)的恢复力；这就使得停车及低速行驶时助于车体保持正位状态，低速操控性良好。
[0083]
动力电池(8)与电气部分(9)是提供电机电能及控制的组件，把手、车座、车灯、仪表、装饰件等，属于常规的公知技术，图中未画出。