[其他]无皱折腰自动倾斜装置

说明书

无皱折腰自动倾斜装置是一种用途广泛的在地面上行驶移动的机动或人力装置。到目前为止的会自动倾斜转向、并能夠维持平衡的运行装置尚没有。已有的可以倾斜转向三轮自行车、美国专利号3645558的设计，是一种人为的倾斜，乘者操纵车把转向时，通过与把叉处连接的两根连杆、牵动后导杆而倾斜，与行驶速度、离心力大小等没有关系。

本发明的目的是：能夠在各种复杂地形行驶移动，并保持身体平衡，并且在作高速公路行驶转向或曲线运动时，壳体及轮子能夠根据离心力的大小自动地倾斜。创造出一个光滑的折腰转向机构，以应付各种恶劣环境，降低空气阻力。

本发明的构思在于设置出一个高于重心的搖摆中心，当本装置受离心力或者侧力作用时，重心W（图1）将绕搖摆中心摆动，这时，接地部分的脚（14）在行进的同时还可以跟随重心移动，使得本装置以搖摆中心为中心，使脚（14）在斜向平面上的纵向平面内摆动，卽为复合斜向导向机构。

本装置由腰部装有无皱折腰机构的壳（13）（图1）与可伸缩的腿（3）（9）（11）及脚（14）所组成。构架（1）上安置的斜向轴（2）使搖摆中心高于重心W，并且使脚可以在斜向平面内摆动。铰链在斜置导杆（3）上的纵向导杆（9）使脚接受道路颠簸时在纵向平面内摆动。腿通过连杆（6）与卍字形（7）或Z字形（三条腿时）不平衡器活球连接。不平衡器轴套与构架固定或活球连接。弹性元件及减振器（10）用于缓冲减振，伸缩器（11）还可安置在斜置导杆上，其功能是使本装置可立可臥。由斜置导杆与纵向导杆构成的导向机构，是作为复合斜向导向机构的最佳一种，另外还可有斜槽烛式导向机构等。

当离心力或侧力作用于本装置的重心W时，重心W将绕搖摆中心向侧力的方向摆动，此时的脚如果相对地面没有跟随重心移动，则本装置不能夠倾斜，但是重心受到的力距通过不平衡器（7）摆杆（4）（四只腿上都设有，图中只标其中一腿）、斜向轴（5）、万向节（15）、纵轴（12）及导键滑套（16）传至纵轴端的偏心轮，偏心轮转动使和它配合的转向节臂叉摆动，通过和纵导杆端的转向节，使脚作同步横向（X向）移动，同时纵向（Y向）的跟随重心移动是通过摆杆（4）、软轴（17），操纵脚产生差速（四轮驱动时），使脚对地面的支撑点同步跟随重心移动，并使搖摆中心与重心的连线接地点始终落在支撑点连线内范围中的方法使本装置倾斜。上述的纵横向跟随移动，只有运动时才产生，静态的本装置是不会倾斜而是稳定的。

本装置的脚是一种特别脚。它分为固定式、移动式及综合式的多功能脚。固定式是：爪或蹼，吸盘、钻爪、刺手、触手等用于和接触物固定接触的脚。配备固定脚的本装置用于直升飞机的起落架、支撑架及投放接地装置。移动式是车轮或爪轮、低压轮、履带、滑板、浮体、气垫等相对地面移动的脚用于交通工具、复杂地形作业和运输机械、海上平衡装置、飞机起落架、探险工具等。综合式是具有固定和移动功能的脚。

脚的跟随移动机构还有弹性节销式、动力式及轴向弹性轮式：

将纵向导杆摆端分别与转向节固定连接，主销后倾，转向节臂与纵向导杆平行。在转向节臂端与纵向导杆之间有个定位弹，保持轮子直驶方向。当出现侧力时，路面对车轮作用一个侧向反作用力，使轮子产生绕主销轴向侧力方向转动的力距，使轮子转向横移，此机构为弹性节销式。若将弹簧换上液压（电子）动力器，在摆杆（4）（图1）处安置一个并受摆杆控制的控制阀（器），通过液压（电子）的驱动使轮子偏转横移，卽为动力式。另外还可用在轴向专设有弹性轮盘的轮子。

本发明的无皱折腰机构（图3）是由两个（1）（2）带有斜端面的、附着其共同面（3）绕同轴线0滑动旋转的两个转体构成。它们可相对逆方向或同方向等速或差速运转，使轴线于共同面的交点为折点作任何方向的弯折。其结构是一对嵌接滑动的空心斜端面园柱体，各设有内齿，由两驱动齿轮齿合转动。空心园柱体可呈刚性或柔性非园的。

本发明与现有技术相比所具有一反往常的那种两轮以上的运行装置直立行驶模式。比摩托车那样更加准确地作各种倾斜，而无需人的操纵、控制，自动地维持平衡，不会侧翻;具有受力合理、结构简单特点。使机械装置自如地翻越行驰于山岗、凹凸不平的复杂地带，使飞机能夠在山坡、倾斜地带不加选择地起落。

本发明用途广泛。可用于交通工具、复杂地形作业机械装置、室内、楼层间的行走装置、海底、海面行驰工具、垂直起落飞机的起落架、机器人的行走装置、支撑架、星球车及投放装置、无皱折腰机构可单独用于各种弯折体和关节。它可用于地下挖掘装置、多节车的折节、机器人的手臂及腿关节等等。

无皱折腰自动倾斜微型车（图2）是无皱折腰自动倾斜装置的一种在交通工具方面实施方案。所不同的是：它的自动倾斜机构只作横向倾斜。此种微型车长约2.5米、宽0.7米、高1米。四只盘片轮及外露部分全藏在流线型壳罩内，其壳由轻质材料铝合金或增强塑料压制成型。最佳方案是用泡沫或橡胶弹性材料制成，透明罩分别以前后端边缘为轴，在折腰圈处开启。方向盘杆可以伸缩，或用推拉操纵杆。壳的前部有一个主气囊，在受撞击时，将凸起在驾驶座前方，并同时鼓起设在驾驶座后背上的付气囊，保护、缓冲乘者，提高安全系数。壳的腰部安置一组或多组无皱折腰机构，与前轮转向配合，构成复合转向机构。驱动动力是一中置或后置的小功率发动机，由液压或轴驱动后轮。本微型车耗油极低，速度快、遇回灵活，造型美观、乘坐舒服。