專利名稱：車輪懸架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)專利權(quán)利要求1的前序部分的車輪懸架。 本發(fā)明可屬于車輛制造行業(yè)。
背景技術：
在目前存在的車輪懸架中，車輪安裝在連桿元件上，而連桿元件
自身繞旋轉(zhuǎn)點安裝在車輛車架上。在瑞典專利申請No. SE 0102878-6 中描述了這種車輪懸架，其中車輪懸架設計成能夠吸收當車輪開過隆 起物時給車輪帶來的垂直運動，以使車輛獲得補償作用。
在文獻WO 02/062285中描迷了一種包括連^f元件的車輪懸架， 可給該連桿元件施加力以便改善車輛的攀爬特性。連桿元件包括提升 輪，其利用施加給杠桿臂構(gòu)造的力來提升車輛的前端。連桿元件是附 加的構(gòu)造且與車輛的主車輪分開。該種構(gòu)造意p未著使用者必須進行另 外的操縱，以便使車輛進行攀爬。
本發(fā)明試圖尋找一種解決方案，其改進越過障礙物(諸如(例如)路 緣)的攀爬特性，且同時使車輛的操作盡可能地簡單。同時，本發(fā)明試 圖制造出一種簡單的結(jié)構(gòu)，其有效地提供內(nèi)在的彈性功能，而不需要 附加的彈簧元件。
這通過引用部分所述的車輪懸架利用本發(fā)明而實現(xiàn)，所迷車輪懸 架的特征為專利權(quán)利要求1的特征部分中所限定的區(qū)別特征。
因此，利用必要的推進力還可提升第一輪軸的車輪。這是通過杠 桿臂效應而實現(xiàn)，其中連桿元件的旋轉(zhuǎn)利用施加到旋轉(zhuǎn)點的力(也就是 沿著推進方向的車輛推進線性力)以及連桿元件的杠桿臂所獲得的距 離而實現(xiàn)。
產(chǎn)生所述杠桿臂效應的低于輪軸中心的下降的旋轉(zhuǎn)點還有助于 車輛的平穩(wěn)推進，這是因為推進力在某種程度上轉(zhuǎn)化成提升力。因此， 并不需務使用阻止連桿元件旋轉(zhuǎn)的任何彈性元件。
可選的是，笫一輪軸與旋轉(zhuǎn)點之間的第一距離等于第二輪軸與旋 轉(zhuǎn)點之間的笫二距離。
因此，使用者可將車輪懸架的車輪設置為與行進方向一致，而無 需考慮調(diào)節(jié)前輪和后輪的順序，同時獲得希望的杠桿臂效應。車輛的
可樞轉(zhuǎn)性保持得;f艮好。
優(yōu)選的是，第一輪軸與旋轉(zhuǎn)點之間的第一距離不等于第二輪軸與 旋轉(zhuǎn)點之間的第二距離。
因此，如果第二輪軸與旋轉(zhuǎn)點之間的笫二-&離短于第一輪軸與旋 轉(zhuǎn)點之間的第一距離，則即使在攀爬使坡的情況下，也能通過固定的 力矩產(chǎn)生距離獲得該杠桿臂效應。
有利的是，第一輪軸和第二輪軸在連桿元件上布置成使得這些輪 軸彼此平行延伸而第二輪軸布置在第 一輪軸后方(沿行進方向觀察)。
可選的是，沿行進方向觀察，第二輪軸還相對于第一輪軸偏置， 以便安裝在輪軸上的車輪豎立在旋轉(zhuǎn)點的任一側(cè)上。
有利的是，車輪類似地布置成使得它們互相重疊。因此，可使可 樞轉(zhuǎn)性最佳。
優(yōu)選的是，各個車輪的表面具有用于接觸道路的側(cè)向外圍表面，
車輪安裝在輪軸上使得該外圍表面互相面對。
因此，降低輪副在接觸障礙物時發(fā)生扭曲的傾向。
有利的是，該車架具有止動部件，其布置成與連桿元件接合以防
止連桿元件翻轉(zhuǎn)，使得笫一輪軸不會占據(jù)第二輪軸的位置。
因此，使用者可提升車輛的車架，而無需在下降之前將連桿元件
旋轉(zhuǎn)至其初始位置。
可選的是，該車輛可以是助行架(waikingframe)。 優(yōu)選的是，兩個車輪布置在相應的笫一輪軸和第二輪軸上。
有利地，車輪懸架不樞轉(zhuǎn)地布置在車輛上，但仍允許連桿元件繞 旋轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)。


以下將參照附圖更加詳細地解釋本發(fā)明，在這些示意圖中 圖1顯示根據(jù)第一實施例的車輪懸架； 圖2a-2b顯示根椐第二實施例的車輪懸架； 圖3a-3b顯示根據(jù)第三實施例的車輪懸架； 圖3c顯示上述的車輪懸架；
圖4顯示圖3a-3b中的具有優(yōu)選尺寸關系的車輪懸架；
圖5a-5b顯示攀爬時的基本圖示；
圖6顯示笫四實施例；
圖7顯示第五實施例；
圖8a-8d顯示第六實施例；
圖9a-9b顯示另外的實施例；及
圖10a-10b顯示另外的實施例。
具體實施例方式
現(xiàn)在將利用示例性實施例描述本發(fā)明。為清楚起見，圖中省略了 對本發(fā)明無關緊要的構(gòu)件。示于多個附圖中的相同部件在某些情況下 沒有參考標號，但其對應于那些帶有參考標號的部件。
圖1顯示根據(jù)第一實施例的車輪懸架1。車輪懸架1安裝在車架 3上，車架3包括車輛(未顯示)的叉臂(fork)5。車輛在其推進方向上布 置成能夠攀爬障礙物7(例如路緣)。車輪懸架l包括連桿元件9,連桿 元件9以可繞旋轉(zhuǎn)點R旋轉(zhuǎn)的方式布置在叉臂5上。為了推進車輛， 力Gx施加到車架3并且因此經(jīng)由叉臂5也施加到旋轉(zhuǎn)點R。采用矩 形板的形式的連桿元件9包括分別安裝在連桿元件9的前部15和后 部17的第一(前)輪軸11和第二(后)輪軸13。
前輪19和后輪21—前一后地成直線設置，并且以可旋轉(zhuǎn)的方式 設置在相應的輪軸U，13上。后輪軸13作為力矩軸線X，當沿與行進 方向大致相反的方向經(jīng)由前輪19施加力Fx到前輪軸11時，連桿元 件9傾向于繞力矩軸線X旋轉(zhuǎn)。力Fx和力Fy是力F的分量。爬上路 緣時所產(chǎn)生的力F有助于形成繞后輪軸13的旋轉(zhuǎn)力矩M，從而提升 前輪19。
連桿元件9布置為利用旋轉(zhuǎn)點R而作為杠桿臂，旋轉(zhuǎn)點R位于 離虛直線L的距離b處，虛直線L與第一輪軸11和第二輪軸13相交 并位于橫向于力矩軸線X的延伸的平面內(nèi)。為了形成杠岸干臂b，旋轉(zhuǎn) 點R因此;^欠置在虛直線L的下方。推進力Gx和杠桿臂b形成繞后輪 軸13力矩，該力矩才是升連桿元件9。作用于前輪19且距離為a的力F 形成另外的力矩，從而補充上述力矩。在車輪懸架1的前輪19撞擊 高度至少等于輪軸11，13高于地面U的高度(或車輛19的半徑)的障礙 物7的理想情況下，距離a等于零。因此，僅僅由力Gx和距離b所 形成的提升力矩(扭矩M)將致使車輪懸架1繞第二輪軸13旋轉(zhuǎn)。
在圖1中，兩個輪軸11，13繞旋轉(zhuǎn)點R對稱地;^大置，并且由于車 輪19,21 —前一后地成直線設置，所以當越過障礙物時不會影響車輛 的可樞轉(zhuǎn)性。根據(jù)這個實施例，第一輪軸11與旋轉(zhuǎn)點R之間的第一 距離d等于第二輪軸13與旋轉(zhuǎn)點R之間的第二距離c。
圖2a-2b以側(cè)視圖和正視圖的形式顯示根據(jù)第二實施例的車輪懸 架1。第一輪軸11和第二輪軸13彼此平行地布置在連桿元件9上 第一輪軸ll包括前輪19。第二輪軸13被分成兩個子軸，各個子軸支 撐后輪21。沿行進方向觀察，后輪21布置在前輪19的后方。沿行進 方向觀察，第二輪軸13(兩個子軸)相對于第一輪軸11偏置，使得安裝 在輪軸11，13上的車輪19,21部分并排地豎立在虛線的任一側(cè)，該虛 線與旋轉(zhuǎn)點R相交并平行于行進方向縱向地延伸?？蛇x地，可在第一 輪軸ll上安裝兩個前輪。
圖3a-3b顯示根據(jù)第三實施例的車輪懸架1。前輪19和后輪21
布置在連桿元件9上。車輪19,21部分并排地布置，并且沿行進方向 觀察時相互偏置。圖3a顯示上述的車輪懸架1。車輪懸架1的旋轉(zhuǎn)點 R由設置在手動車輛(例如，助行架、嬰兒車)的叉臂5(未顯示)上的旋 轉(zhuǎn)軸線構(gòu)成。叉臂5在樞轉(zhuǎn)軸線S上以可樞轉(zhuǎn)的方式布置在助行架的 車架3上。如圖3b所示，連桿元件9為V形，并且將前輪19和后輪 21支撐在相應的連桿端上。
圖3c顯示上述的車輪懸架。此處，樞轉(zhuǎn)軸線是J求形接頭20，其 同時構(gòu)成旋轉(zhuǎn)點R和樞轉(zhuǎn)軸線S(因而無需形成沿著橫向于行進方向的 方向的、與樞轉(zhuǎn)軸線分開的旋轉(zhuǎn)點(水平軸線))，并且這兩個輪軸對稱 地位于旋轉(zhuǎn)點R的兩側(cè)上。車輪19,21的對稱布置允許車輛的最佳可 樞轉(zhuǎn)性。同時，這些車輪布置成使得它們互相重疊并且充分間隔開， 這樣允許可樞轉(zhuǎn)性達到最佳，而不會影響車輪懸架1的結(jié)構(gòu)。
圖4示意地顯示根據(jù)一個實施例的圖3a-3b中的車輪懸架1。為 了形成改善攀爬特性的提升杠桿作用，連桿元件9(連桿臂)的旋轉(zhuǎn)點R 位于虛直線L下方的距離b處，虛直線L與第一輪軸11和第二輪軸 13相交并位于橫向于力矩軸線X的延伸的平面內(nèi)。
前輪軸11與旋轉(zhuǎn)點R之間的前部距離d和旋轉(zhuǎn)點R與后輪軸13 之間的后部距離c的比例為使得前部距離d大于后部距離c。
計算繞X的旋轉(zhuǎn)的簡化方程式可定義為
F*a+Gx*b-Gy*c=0;
其中，F(xiàn)是當觸碰障礙物7時車輪懸架1所吸收的力。F被分解 為分量Fy(提升力)和Fx(沿行進方向作用于車輛的力)。
Gx是沿行進方向作用于車輛的力。Gy是沿地面U的方向施加于 車輛的力。在助行架的情況下，使用者(未顯示)的體重將利用力G(未 顯示)作用于旋轉(zhuǎn)點R以推進助行架。力G被分解為分量Gy和Gx， 其中Gx定義為推進力。
距離b是用于改進助行架攀爬特性的形成的杠桿臂。距離b大于 0，但小于后輪21的半徑r。距離b介于半徑r的2-90%之間，優(yōu)選地
25-70%。
F*a+F*cos oc承b-Gy豐c-0
角度a由障礙物高度與車輛半徑r之間的關系所決定，即如果車 輪半徑等于障礙物高度，則角度a等于O。 Fy=F*sin cc;
其中，F(xiàn)y構(gòu)成車輪懸架1的提升力。
由于距離c小于距離d,所以使用者的重量將大部分分配到后輪 21,這可進一步改進車輪懸架1的攀爬特性，這是因為前輪由于負栽 較小而傾向于更容易提離地面。
由于旋轉(zhuǎn)點的位置低于線L,所以當車輪懸架l以上升方式攀越 障礙物時，當連桿元件幾乎垂直豎立或只要沿^亍進方向觀察旋轉(zhuǎn)點R 豎立在第一輪軸11和第二輪軸13前方時，車輪懸架1將以相對于車 輪19，21的滯后位置工作。也就是說，在兩個車輪19,21豎立在旋轉(zhuǎn) 點R后方時，這同樣有助于優(yōu)化車輪懸架1的可樞轉(zhuǎn)性。
圖5a-5b顯示攀越障礙物7時的基本圖示。第一輪軸11與旋轉(zhuǎn)軸 線R之間的前部距離d大大地大于后部距離c。這是為了即使在車輪 懸架在進行攀爬時也能保持杠桿臂效應(參見圖5b)。通過使后部距離 c小于前部距離d并且使輪軸11，13之間的距離盡可能地小，獲得車輪 懸架的良好樞轉(zhuǎn)功能。距離c較小的事實使旋轉(zhuǎn)點R在攀爬的過程中 能夠保持在后輪軸13下方的適當位置，從而保持杠桿臂b，，，然而， 杠桿臂b"小于車輪懸架1在非攀爬位置時的杠桿臂b，(參見圖5a和5b 所示的參考標號b，和b，，)。
由于第二輪軸13與旋轉(zhuǎn)點R之間的后方距離c短于第一輪軸11 與旋轉(zhuǎn)點R之間的前部距離d，所以即使在陡峭攀爬的情況下也可利 用基本保持的距離d獲得杠桿臂效應。
圖6顯示車輪懸架1的第四實施例。各個車輪19,21的表面具有 用于接觸地面U(道路)的并置的外圍表面22。車輪9,21安裝在輪軸 ll,B上使得外圍表面22彼此面對。由此，可降低輪副l在接觸障礙
物7時發(fā)生扭曲的傾向，這是因為前輪19和地面U的接觸點與樞轉(zhuǎn) 軸線S之間具有盡可能最小的距離。
圖7顯示車輪懸架1的第五實施例。根據(jù)該實施例，吸收與障礙 物7的最初接觸的前輪19具有大于后輪21的直徑。同樣是在障礙物 7高于前輪19半徑的情況下(參見圖7),推進力Gx在旋轉(zhuǎn)點R和車 輪懸架1所獲得的杠桿臂b上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩M,使得前輪19傾向于 攀越障礙物7。車架3具有止動部件25(橡膠墊)，其布置成與連桿元 件9接合以防止連桿元件9翻轉(zhuǎn)，即使得當使用者提升車輛時第一輪 軸11不會占據(jù)第二輪軸13的位置。車輪懸架安裝在越野(cross country) 手動車輛上，例如，嬰兒車或嬰兒慢跑車(未顯示)。
圖8a-8c中示意地顯示另一優(yōu)選實施例。利用該實施例降低輪副 在接觸障礙物(其形成力F)時繞旋轉(zhuǎn)點發(fā)生扭曲的傾向(沿行進方向觀 察)。這是通過使第二輪軸13與旋轉(zhuǎn)點R之間的第二距離c大于第一 輪軸11與旋轉(zhuǎn)點R之間的第一距離d而實現(xiàn)。利用該實施例，使用 者的重量的大部分分配到前輪19,因此在前輪19與地面7之間產(chǎn)生 較大的摩擦力Ff(參見圖8c)(沿著大致橫向于行進方向的方向)，因此， 在后輪21撞擊障礙物的一瞬間(圖8c顯示后輪21以力Fb撞擊障礙物 的情況)，降低車輪懸架繞樞轉(zhuǎn)軸線S發(fā)生扭曲的傾向。圖8d以透視 圖示意地顯示圖8a中的車輪懸架。
圖9a和9b中示意地顯示另一實施例?？烧{(diào)節(jié)式止動元件100附 連至車輪懸架的樞轉(zhuǎn)叉臂。圖9a顯示止動元件100處于促動位置，該 位置可在止動元件100鎖定后輪軸13時防止連桿臂逆時針旋轉(zhuǎn)。止 動元件100限制連桿臂9的運動自由度，由此防止前輪19觸碰地面， 因此降低當繞樞轉(zhuǎn)軸線S轉(zhuǎn)向時與地面的摩擦阻力，而且保持車輪懸 架的攀爬障礙物的能力。阻力器(resistor)101布置在后輪21的輪軸13 上。圖9b顯示止動元件100處于其中間位置，該位置允許連桿臂9 逆時針地和順時針地旋轉(zhuǎn)(參考RM)，這為車輪懸架提供障礙攀爬和 彈跳的功能(根據(jù)先前所述)。與地面的摩擦阻力增加(這同時也意味著
駕駛的慣性)，這是因為兩個車輪都與地面接觸，這是地面不平整情況 下的較佳選擇，并且車輛會變得更加具有方向穩(wěn)定性且車輪不會沿側(cè)
向方向來回顛簸。由于止動元件100被推向下方(如圖9a所示)，因而 可防止連桿臂9向前旋轉(zhuǎn)(與車輪在沿行進方向行駛期間的旋轉(zhuǎn)相同)， 且因此前輪從地面提起，這可獲得最佳的樞轉(zhuǎn)性，這是因為只有后輪 壓靠在地面上(一個車輪壓靠地面的摩擦力比兩個車輪壓靠地面的摩 擦力小)。車輪懸架保持其攀爬功能，這是因為前輪19(其處于提升位 置)布置為從地面提升使得其可與可能障礙物繼續(xù)接觸的距離。
圖10a和10b顯示另一實施例，其示意地圖示以非樞轉(zhuǎn)方式布置 在水平平面內(nèi)的車輪懸架。第一輪軸11與旋轉(zhuǎn)點R之間的第一距離d 在大小上等于旋轉(zhuǎn)點R與第一輪軸13之間的第二距離c。無論行進方 向如何，排除障礙的特性都相同。連桿元件9經(jīng)由兩個軸110以可繞 旋轉(zhuǎn)點R旋轉(zhuǎn)的方式布置在基板115上，連桿元件9包括三個凸緣 m，,出",iir，，。這些凸緣以可旋轉(zhuǎn)方式布置在軸110的兩端，前輪 19和后輪21可通過軸110繞旋轉(zhuǎn)點R旋轉(zhuǎn)。具有雙叉式緊固的更有 力配置的連桿元件以及其具有三個凸緣(具有M形狀)和短軸IIO提供 高的強度，從而允許高的負栽容量。這個實施例適于運輸牟輪或家具 滾輪(動物運輸籠、推車、辦公室用具和醫(yī)院用具)。這個車輪懸架實 施例還可通過安裝在基板115的頂側(cè)而構(gòu)造成可在側(cè)向方向上樞轉(zhuǎn)。
本發(fā)明不應視為限定于上述例示性實施例，相反其修改形式和組 合歸屬于本發(fā)明范圍。該車輪懸架可用于助行架、高爾夫球車、嬰兒 車、購物推車、各類運輸汽車或其他車輛，諸如軌道車輛、空中索道 等。車輪懸架并不限于以可樞轉(zhuǎn)的方式布置在車輛上用于沿側(cè)向方向 進行樞轉(zhuǎn)。包括旋轉(zhuǎn)點的車輪懸架還可固定地安裝在車輛上，也就是， 例如以不樞轉(zhuǎn)的方式布置在車輛上的適合位置處，車輛的第二可轉(zhuǎn)向 車輪在該適合位置處提供車輛沿側(cè)向方向的轉(zhuǎn)向。例如，在雪地車等 情況下，車輪懸架還可設有冰刀、雪橇等而不是車輪。其中用語"輪 軸"由用語"軸"替代。
權(quán)利要求
1. 一種用于安裝在車輛的車架(3)上的車輪懸架，其在推進方向上布置成能夠攀越障礙物(7)；所述車輪懸架(1)包括圍繞旋轉(zhuǎn)點(R)可旋轉(zhuǎn)地布置的連桿元件(9)，力(Gx)可經(jīng)由所述車架(3)施加至所述旋轉(zhuǎn)點(R)用于推進的目的；所述連桿元件(9)包括第一輪軸(11)和第二輪軸(13)；所述第二輪軸(13)作為力矩軸線(X)，當將力(F)沿與行進方向相反的方向施加至所述第一輪軸(11)時，所述連桿元件(9)傾向于圍繞所述力矩軸線(X)旋轉(zhuǎn)，其中，所述連桿元件(9)由于所述旋轉(zhuǎn)點(R)位于離虛直線(L)的一定距離處而作為杠桿臂，所述虛直線(L)與所述第一輪軸(11)和所述第二輪軸(13)相交并位于橫向于所述力矩軸線(X)的延伸的平面內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輪懸架，其特征在于，所述第一輪軸(ll) 與所述旋轉(zhuǎn)點(R)之間的第 一距離(d)等于所述第二輪軸(13)與所述旋 轉(zhuǎn)點(R)之間的第二距離(c)。
3. 如權(quán)利要求1所述的車輪懸架，其特征在于，所述第一輪軸(ll) 與所述旋轉(zhuǎn)點(R)之間的笫一距離(d)不等于所述第二輪軸(13)與所述 旋轉(zhuǎn)點(R)之間的第二距離
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的車輪懸架，其特征在于， 所述第一輪軸(11)和所述第二輪軸(13)以如下方式布置在所述連桿元 件(9)上，即使得所述輪軸(11,13)的延伸彼此平行，并且沿所述行進方 向觀察所述第二輪軸(13)布置在所述第一輪軸(11)的后方。
5. 如權(quán)利要求4所述的車輪懸架，其特征在于，沿所述行進方向 觀察，所述第二輪軸(13)還相對于所述第一輪軸(11)偏置，以便安裝在 所述軸(11，13)上的車輪(19,21)豎立在所述旋轉(zhuǎn)點(R)的任一側(cè)上。
6. 如權(quán)利要求5所述的車輪懸架，其特征在于，所述車輪(19，21) 相似地布置成4吏得它們相互重疊。
7. 如權(quán)利要求4-6中的任一項所述的車輪懸架，其特征在于，相 應車輪(19,21)的表面具有用于接觸地面(U)的并置的外圍表面(22),所 述車輪(19，21)以使所述外圍表面(22)相互面對的方式安裝在所述輪軸 (U，13)上。
8. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的車輪懸架，其特征在于，所 述車架(3)具有止動部件(25),其布置成用于與所述連桿元件(9)接合以 防止所述連桿元件(9)翻轉(zhuǎn)，使得所述第一輪軸(l l)不占據(jù)用于所述第 二輪軸(13)的位置。
9. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的車輪懸架，其特征在于，所 述車輛是助行架。
10. 如前述權(quán)利要求中的任一項所述的車輪懸架，其特征在于， 所述車輪懸架(l)以不樞轉(zhuǎn)的方式布置在所述車輛上，^f旦是允許所述連 桿元件(9)圍繞所述旋轉(zhuǎn)點(R)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝在車輛的車架(3)上的車輪懸架，其在推進方向上布置成能夠攀越障礙物(7)；該車輪懸架(1)包括圍繞旋轉(zhuǎn)點(R)可旋轉(zhuǎn)地布置的連桿元件(9)，力(Gx)可經(jīng)由該車架(3)施加至該旋轉(zhuǎn)點(R)用于推進的目的；該連桿元件(9)包括第一輪軸(11)和第二輪軸(13)；該第二輪軸(13)作為力矩軸線(X)，當將力(F)沿與該行進方向相反的方向施加至該第一輪軸(11)時，該連桿元件(9)傾向于圍繞該力矩軸線(X)旋轉(zhuǎn)。該連桿元件(9)由于該旋轉(zhuǎn)點(R)位于離虛直線(L)的一定距離處而作為杠桿臂，該虛直線L與該第一輪軸(11)和該第二輪軸(13)相交并位于橫向于該力矩軸線(X)的延伸的平面內(nèi)。
文檔編號B62B5/02GK101384466SQ200780005390
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者J·凱卡, S·金德伯格 申請人:特萊翁尼克瑞典有限公司