机动车辆
文献发布时间:2023-06-19 10:55:46
技术领域
本发明涉及一种车辆,其包括前部件和后部件,前部件具有至少一个旨在由手把操纵的转向滑撬,后部件包括框架,该框架刚性连接至履带式推进装置,并由设计成由马达驱动的传动机构驱动。特别地,本发明更一般地涉及一种用于所有地形(雪、泥、沙、土壤、柏油碎石地)的轻型、游动的(nomadic)越野车辆,其使得有可能促进个人的活动(例如普通公众),特别是在多雪地区的活动。
背景技术
传统上,在多雪地区中的个人运动是通过“雪地车”类型的车辆(也称为“滑雪车”)来实现的。
常规的雪地车是一种机动车辆,通常借助于一个或两个履带来驱动,并且装备有滑雪板以确保车辆的转向。这是一款功能强大的车辆(发动机功率通常大于90kW),适用于长距离运输和重载运输。传统上,它配备有热机。现代雪地车通常包括一条履带,履带具有较大的接触面(0.8平方米),可为车辆提供适合其发动机功率的推力。它的前滑雪板、宽大的履带(通常为50厘米)以及座椅的尺寸,使它成为适合长途行驶的舒适稳定的车辆。
雪地车的功率、其舒适性及其稳定性、适用于长距离行驶,导致设备笨重(大多数型号超过230千克),尺寸大(超过3m)。
它的热机产生了空气和声音污染的源头的一种设备,通常给它带来负面形象。而且,雪地车车包括大量零件,并且生产昂贵。
由于其功率、尺寸以及所产生的污染,“常规”雪地车不适用于冬季运动度假胜地,尤其是城市环境中的个人移动。例如,它不适合开发面向公众的自助式“雪地车公园”,以促进冬季运动胜地的个人移动。
由于其质量和尺寸,雪地车不是游动设备。由于其特性,除了在车辆拖曳的拖车上或在卡车上之外,它不适合由用户运输。由于其特性,它不容易运输,也不适合邮购销售。
一些公司目前正在开发具有电动马达的原型雪地车。通常将开发中的已知原型展示为具有“常规”雪地车的大部分特征(质量、尺寸、设计),唯一的区别是单个电动马达。
具有减小的尺寸的具电动马达的雪地车是已知的。这种类型的车辆通常基于“常规”的小型雪地车车(即,用于儿童)的预先存在的框架,并配备有电动马达。除了电动马达之外,这种类型的车辆还具有“常规”小型雪地车的大部分特征(质量、尺寸、设计)。
还已知用于使摩托车适应雪的转换系统,所述系统由狭窄的履带和单人滑雪板组成。兼容摩托车通常仅是具有热机的摩托车。尽管比“常规”雪地车轻便且体积小,但如此配备的摩托车除了在货车上或通过拖车运输外,似乎很难由使用者进行运输。
发明内容
本发明的目的是提出一种解决方案,其对应于所述类型的已知机动车辆的发展,这使得可以克服所有或一些上述缺点,并且特别是提出一种游动机动车辆,该游动机动车辆便于个人移动并且易于运输。
换言之,本发明的目的是提出一种具有简化设计的这种机动车辆,由于其重量轻、体积小和设计紧凑,因此易于用户运输,易于使用,并且适合在城市或非城市环境中进行旅行。
为此,机动车辆技术领域本发明涉及一种机动车辆,其包括前部件和后部件,前部件具有至少一个旨在由手把操纵的转向滑撬,后部件包括框架,该框架刚性连接到履带式推进装置,并由设计成由马达驱动的传动机构驱动,该机动车辆的特征在于,其包括用于将前部件机械地连接至后部件的机械连接件,该机械连接件是可拆卸的。
“可拆卸的”机械连接件意在表示一种机械连接件,该机械连接件具有在不破坏其组装模式的情况下具有可以手动拆卸的可能性,从而保证了机械连接件的完整性。
这样的连接件还意味着机械连接件,该机械连接件不需要使用复杂的工具来进行组装和/或拆卸,也不需要特定的使用知识。
通过这种特征的组合,通过简单的移动或少量的操作,容易将机动车辆拆卸成至少两个部分。此外,一旦拆卸,车辆的体积减小。
根据有利特征,在储存姿态,即,进行了拆卸和/或折叠,该车辆的长度和周长的组合尺寸小于或等于419cm,更优选地重量小于70kg。通过这种特征,可以通过互联网平台销售车辆并通过远距离销售来提供车辆。实际上,这些尺寸被认为是打算由专业运输公司(例如UPS)运输的包裹的标准尺寸。
根据特定的技术特征,该车辆包括夹持装置,该夹持装置被设计成允许机械连接件被手动地组装和拆卸,特别是在没有特定工具的帮助下。
即,夹持装置可以直接附接到机械连接件,使得简单地移动它就可以组装和拆卸所述连接件。这种夹紧装置可以例如是与凸轮相关联的杠杆,该杠杆允许拉紧、张紧,或释放张力,以用于松开套环类型的要张紧的元件。这种固定方式通常称为“快速连接”。
然而,夹持装置可以是可分离的并且远离连接件,例如以便防止希望企图偷车的意图不佳的人拆卸车辆。因此,所述夹持装置为简单工具的形式,例如为钥匙类型。
替代地或附加地,可拆卸的机械连接件包括例如螺母类型的可拆卸的机械固定装置,其可以使用简单的工具例如标准螺丝刀拆卸。
马达优选是由电池供电的电动马达。
根据特定的技术特征,前部件包括形成构架的连杆,可拆卸的机械连接件将前部件的连杆连接到后部件的框架。以此方式,车辆轻便且紧凑。
有利地,前部件包括前臂,例如为叉型,前臂的一侧连接至转向滑撬,另一侧连接至手把,连杆以可拆卸的方式连接到所述前臂,从而使其可被拆卸。
根据一个特征,可以将前部件和/或连杆机构拆成多件,从而允许将它们拆开,然后包装成套件的形式进行运输。
替代地或附加地,连接件和/或前臂优选地包括内部铰接件,以便一旦拆卸就可以折叠。
借助于这些特征,车辆是紧凑的,并且一旦被拆卸,就可以减小到有限的体积。
根据技术特征,前部件和后部件之间的可拆卸机械连接件被铰接,以确保枢轴连接件具有水平轴线,该水平轴线相对于车辆的纵向参考轴线横向地延伸。这种特征使得可以提高机动车辆的通过能力及其机动性。
优选地,所述枢轴连接件例如通过连接前部件和后部件的能量存储装置而被阻尼。
再次优选地,手把包括马达的电控制和制动装置,并且车辆包括在前部件和后部件之间的电气连接装置。它还包括一个机械连接装置,该装置可以在前部件和后部件之间拆卸用于制动拉索的装置。
有利地,后部件是自支撑的,即,一旦前部件和后部件在可拆卸的机械连接件的区域中被拆卸,则后部件是稳定的并且不会掉落。以这种方式,便于一个人拆卸。另外,后部件可以设置有稳定装置,例如支架或稳定器轮。
根据一个特征,推进装置由转向架支撑,该转向架包括刚性连接至框架的上转向架和下转向架,所述转向架通过悬架机构相互连接,下转向架相对于上转向架具有至少一个自由度。
该特征使得可以进一步提高机动车辆的通过能力及其机动性。
所述自由度优选是绕瞬时旋转轴的旋转,也称为“ICR”,其最好相对于车辆纵向地位于推进装置和地面之间的接触表面右侧的区域中。
根据另一方面,本发明还涉及一种机动车辆,其包括前部件和后部件,该前部件设置有至少一个旨在由手把操纵的转向滑撬,后部件包括框架,该框架刚性连接到履带式推进装置,并由设计成由马达驱动的传动机构驱动,所述机动车辆的特征在于,所述马达容纳在所述传动机构的轮中,所述传动机构的轮形成所述推进装置的驱动轮。
由马达和传动机构组成的组件也可以称为驱动链轮。
将马达集成到传动机构的轮中允许改善的紧凑性和简化的设计,同时保证对推进装置的有效驱动,并改善履带式车的机械输出。
由集成到驱动轮中的马达(也称为轮内马达)提供的这些优点独立于用于将前部件连接到后部件的可拆卸机械连接件。
然而,这两个特征的组合对于组合所有优点是有利的。
因此,根据本发明的包括如上所述的用于将前部件连接至后部件的可拆卸的机械连接件的机动车辆可以包括根据本发明的轮内马达以及依赖于其的所有特征。反之亦然,根据本发明的包括如上所述的形成驱动轮的轮内马达的机动车辆可包括用于将前部件如上所述连接至后部件的可拆卸机械连接件,以及与其相关的所有特征。
有利地,所述推进装置由转向架支撑,所述转向架包括刚性连接至所述框架的上转向架和下转向架,所述转向架通过悬架机构相互连接,下转向架相对于上转向架是铰接的,并且相对于上转向架具有至少一个自由度。该自由度可以是绕瞬时旋转轴的旋转,优选地位于称为“履带力线”的直线上,相对于轮内马达施加在履带上的推进力的合力而言,它是共线的。
根据一个实施例,形成推进装置的驱动轮的传动机构的轮在其后部刚性地连接到下转向架。车辆的制动通过例如盘式制动器之类的制动器来确保,该制动器刚性连接至轮内马达或驱动链轮的旋转部件,钳口刚性连接到下转向架的固定点。
借助于下转向架区域中的椭圆形孔,通过轮内马达的水平移动来实现对履带的张力的静态调节。例如螺钉/螺母系统之类的锁定机构允许将马达销在所需位置平移地锁定。安装了类似的机构(椭圆形孔+螺丝/螺母),以调节制动钳口相对于下转向架的位置。
优选地,下转向架和上转向架通过至少一个悬架和连杆相互连接。
在特定的技术配置中,下转向架和上转向架通过两个悬架(一个前悬架,一个后悬架)和至少一根连杆相互连接。
在特定的技术配置中,转向架设计成使得履带为三角形,即具有三个折返,形成轮内马达的轮在其后部刚性地连接至下转向架。可以在上转向架的后部件放置一个附加轮。
根据一个实施例,在其内部容纳有马达的传动机构的轮在其圆周上包括多个由加强件隔开的隔室,其中,加强件优选相对于轮的径向倾斜。
根据一个实施例,接收马达的传动机构的轮由与下转向架相连的轴支撑,在轮的轴和下转向架之间布置至少一个阻尼接头,优选地,附有由比接头硬的材料制成的至少一个板。
根据一个实施例,框架包括至少四个椭圆形半孔,其被设计成接收由转向架支承,优选地由上转向架支承的至少两个轴的部分,所述部分优选地位于端部。所述椭圆形半孔优选在底部开口,并成对地布置在框架的两侧,转向架的轴在其端部附近连接到两个椭圆形半孔。
由于其设计,根据本发明的雪地车还易于拆卸和重新组装,以便于其使用者进行运输或邮购销售。
总之,本发明提出了一种滑行式的机动车辆,由于其设计,它易于拆卸和重新组装,以便于使用者运输或邮购销售,并且可以例如在轮式行李箱中、甚至在包裹中、在汽车后备箱中、在电梯中、在吊船中或在轻型飞机中进行运输。
附图说明
通过仅以示例的方式并参考附图给出的以下描述,本发明的其他特征和优点将变得清楚,其中:
-图1是根据实施例的机动车辆的透视图,示出为具有驱动器;
-图2A、2B和2C是根据该实施例的机动车辆的轮廓图;
-图3是根据另一实施例的机动车辆的侧视图;
-图4是根据图3的实施例的机动车辆的透视图;
-图5是根据图3的实施例的机动车辆的正视图;
-图6示出了处于运输配置中的根据该实施例的机动车辆;
-图7示出了处于运输配置中的根据该实施例的机动车辆的后部件;
-图8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20是根据该实施例的机动车辆的不同部件的详细视图;
-图21是根据实施例的包括无铰接转向架的机动车辆的示意图;
-图22A和22B是根据不同实施例的车辆的两种前悬架构造的示意图,该车辆包括非铰接转向架;
-图23A、23B和23C是根据实施例的机动车辆的示意图,其包括铰接转向架,示出为具有三个不同的地面轮廓;
-图24A、24B和24C是根据不同实施例的在车辆的铰接的下转向架和上转向架之间的悬挂机构的三种构造的示意图;
-图25A、25B、25C、25D和25E是根据图1和2的实施例的机动车辆的侧视图,处于车辆在其上行驶的地面的坡度的不同断面轮廓中;
-图26A和26B是根据不同实施例的车辆的两种前悬架构造的示意图;
-图27A和27B是根据实施例的轮内马达或驱动链轮的正视图和侧视图;
-图28是根据实施例的机动车辆的侧视图,该机动车辆包括轮内马达,其中轮内马达在其前部由上转向架承载;
-图29是根据实施例的机动车辆的侧视图,其包括轮内马达,其中,该轮内马达在其后部由下转向架承载;
-图30、31、32、33、34和35是根据另一实施例的机动车辆的总体图和细节图;
-图36A、36B和36C是根据实施例的机动车辆的示意图,处于上转向架和下转向架之间的不同位置;
-图37A和37B是根据实施例的机动车辆的示意图,根据后悬架的状态处于不同位置;
-图38和39是根据另一实施例的机动车辆的侧视图和透视图;
-图40A、40B和40C示出了根据不同用途的根据实施例的机动车辆;
-图41A和41B示出了根据另一实施例的车辆,以及转向架的细节。
具体实施方式
在说明书和权利要求书中,为了使说明书和权利要求书清楚,以非限制性方式参照附图中指示的三面L、V、T使用术语纵向、垂直和横向。
在所有附图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的构件或构件组。
此外,术语“上”,“下”,“垂直”及其派生词是指元素或组件的位置或方向,在使用配置中,当将机动车辆定位在地面上时,考虑所述位置或所述取向。
图1是根据一个实施例的机动车辆1的示意图。
机动车辆1包括前部件2和后部件3,前部件2设有至少一个旨在由手把22操纵的转向滑撬21,后部件3包括框架31,该框架31刚性连接至履带式推进装置32,并由设计为由马达5驱动的传动机构4驱动,例如由电池(未示出)提供的电动马达5。
根据本发明,机动车辆1包括用于将前部件2机械连接到后部件3的机械连接6,该机械连接件6是可拆卸的。
以这种方式,机动车辆1包括两个前部件2和后部件3,其是可分离的,但是可以容易地机械组装和电连接(无需特殊工具,无需用力,只需少量操作即可)。
优选地,所述前部件2和后部件3中的每一个都具有减小的体积和质量,使得它们易于被使用者操纵。结果,机动车辆1分别通过脚轮,在汽车的后备箱中,在电梯中,在吊船中,在轻型飞机中,甚至在包裹中步行。
该设计特别在图6和7中显示。前部件2是可折叠的,并且由前臂24构成,前臂24刚性地连接至铰接的连杆机构23。从而使其可以折叠,并且通过基本上包括一组管状元件的设计,减小了其体积,从而可以将其折叠成简单的背包。应当注意,前部件也可以可替代地或组合地可拆卸。
前部件2和后部件3之间的机械组装可以通过各种已知方式来实现,例如通过销或其他组装元件,这些销或其他组装元件最多可以借助标准工具,而无需特定工具即可实现零件之间的机械连接,例如在螺母类型,也称为螺栓的组装中。所述机械连接件6将在下面详细描述。
前部件2包括前臂24,例如如图所示的单臂型或叉型,前臂24的一侧连接到转向滑撬21,而另一侧连接到手把22。
前臂24包括位于其上端的杆240,该杆通过可拆卸的配件固定,并允许连接至手把22(见图8)。
手把22通过夹紧安装在杆240上,从而安装在前臂24上。用于将手把夹紧到前臂24的杆上的装置优选地易于拆卸,即无需工具,例如夹紧环或夹子。
前臂24包括下端,该下端具有用于连接至转向滑撬21的连接元件241,该转向滑撬21有助于转向滑撬21的枢轴连接件242。
所述枢轴连接件242优选地是可拆卸的,即,可以容易地拆卸,以便能够容易地将转向滑橇21与前臂24分离。
转向滑橇21通常可以包括单板滑雪板,并且更一般地包括至少一个滑雪板21。就减小前部件2的紧凑性和提高方向的反应性和方向精度而言,单板滑雪板类型的解决方案是优选的,而为了保持车辆1的稳定性,可以保留具有两个滑雪板21的解决方案。
转向滑撬21允许机动车辆1在松散的环境中(例如在粉雪、沙子或泥土上)转向和漂浮。手把22的旋转经由形成转向柱的前臂24传递至转向滑橇21,特别是通过主销A
转向滑橇21相对于前臂24绕水平方向,尤其是平行于车辆1的横向轴线T的销A
在技术配置中,通过泡沫块210来实现对转向滑橇21和前臂24之间的旋转的阻尼,其刚性地连接到所述转向滑撬21并且与转向臂24抵触超过特定的角度变化。与在滑雪板21和转向柱24之间增加阻尼千斤顶(jack)相比,这更轻巧,并且允许拆卸转向滑橇21。
优选地,转向滑橇21,即一个或多个滑雪板,在其下表面上配备有纵向轨道(未示出),以增加对地面S的接合。
前部件2,例如前臂24或转向滑橇21,优选地包括固定接口,以确保将其固定到车辆前部件的可选模块100,例如前部件的推板,用于将雪推到路边,从而确保除雪机的功能(见图40C)。形成转向柱的转向滑撬21和前臂24之间的连接销A
前部件2包括形成构架的连杆机构23,连杆机构23刚性地连接到前臂24并相对于所述前臂24铰接。一旦前部件2和后部件3被拆卸,所述铰接尤其使得能够实现前部件2的折叠,以便使其在折叠位置紧凑。应当注意的是,前部件也可以可替代地或另外地拆卸成几块。
连杆机构23的铰接由平行于车辆1的横向轴线T的水平轴的枢轴形成。
通常,连杆机构23由一组管状元件,特别是连杆形成,此外,前部件2还通过阻尼器20减震,所述阻尼器主要具有两个功能:
-经由连杆机构23将转向滑撬21、形成转向系统的前臂24以及手把22机械地连接至后部件3,以及
-涉及车辆1的悬架(阻尼器)和运动学。
前臂24包括在转向管内可旋转地安装的柱,其刚性地连接到连杆机构23。
前部件2的连杆机构23通过可拆卸的机械连接件6连接到后部件3的框架31。
根据例如图3所示的实施例,所述连杆机构23由两个交叉的立柱JS和IM形成,其连接到前臂的接头I和S,并且连接到后部件的铰接件J和L,J、I、M和L表示平行于车辆1的横向轴线T的水平轴线的铰接件。
更详细地,尤其是参考图3所示的实施例,连杆机构23包括:
-连杆机构23的构架(IL),其被安装为在L处的两个枢轴的区域内相对于框架31可旋转,其具有与横向轴线T平行的轴线并且相对于转向管IM(在I处枢转,具有与横向轴线T平行的轴线)。
它由例如以下项制成:
·基本上并排的两个管(IL),横向并会聚地位于I(铝合金、钢合金、复合材料或其他等效材料)。
管的两端(在L处)配备有设计成允许相对于框架31快速拆卸的装置,例如可以容纳销夹的穿孔;
·在K处的连接管,其平行于横向轴线T布置并且连接两个管IL。
所述管包括两个连接枢轴,每个枢轴具有平行于车辆1的横向轴T的水平轴,所述枢轴是可拆卸的,优选地能够在没有工具的情况下被拆卸,所述枢轴包括阻尼器20JK并且包括连杆KM。
·用于连接至转向管IM的连接元件,例如母枢轴。
-用于连接至前臂24的转向管(IM)的连接元件,该前臂由铝合金、钢合金、复合材料或其他等效材料形成。
转向管IM配备有用于连接至连杆机构23构架的连接元件,例如,两个凸耳230,其接收构架的母枢轴(参见图8)。因此,构架IL与转向管23之间的连接是通过可拆卸的系统(例如销)实现的。
转向管IM配备有用于连接至连杆(KM)的元件。例如,两个凸耳230’容纳连杆KM的母枢轴(见图9)。连杆KM和转向管之间的连接因此通过例如销之类的可拆卸系统来实现。
转向管IM在其两端包括用于连接至转向柱(在转向管内部)的元件;
-连杆KM(铝合金,复合材料或其他等效材料)被安装成可旋转(并且可拆卸),其在管K处与在管IL处以及在管M处与前臂23在其处可旋转。
构架IL、前臂23和连杆KM可旋转地安装(3个枢轴连接件),它们形成内部自由度为0或内部自由度为0的铰接网格。这样的优点是限制了连接处(平行于横向轴线T的枢轴)处的装配扭矩,使得该结构主要在牵引/压缩下而不是在弯曲下工作,从而减轻了重量,并且便于拆卸。
考虑到生产成本或易于维护的原因,可以想到一种解决方案,其中构架IL,转向管23和连杆KM以装配的方式安装,同时能够拆卸。
手把22包括马达5的电气控制装置220,特别是加速控制装置,并且还包括制动控制装置,安全装置和防盗保护装置。手把22还包括用于向用户显示参数的元件。
电动马达5的电气控制装置220优选进一步包括两个附加控制:第一控制允许“防滑”功能的激活和去激活,以及第二控制允许“涡轮”功能。
详细地,手把22包括以下元件:
-侧向手柄222,即右左手柄和左右手柄;
-加速器控制装置(例如适合于由用户的手指(如拇指)控制的控件);
-制动装置,其包括至少一个刚性连接到手把22的制动杆221,该制动装置包括主制动器和紧急制动器;
-“开”按钮,其被设计成使得当其被激活时,履带式的推进装置32将机动车辆1向后驱动,以使其倒退;
-电子部件,其允许从后部件3的控制器或传感器向用户显示参数;所述参数例如是:车辆的瞬时速度、电动马达5的瞬时电压和电流、马达5的温度、构成能量源的电池的水平、行驶距离等。
-允许激活和停用“防滑”功能的控件:“防滑”功能可以使加速器的控制范围相对于默认情况下在控制器参数中编程的范围有所减小;其激活降低了可通过控制器传递到马达端子的最大电压,从而降低了所述马达的最大旋转速度。用户可以激活此功能,以便当设备在摩擦系数低的地面(例如冰)上或在较大的坡度上移动时,限制附着力的损失,从而限制履带32相对于地面S的滑动,
-允许激活和停用“涡轮”功能的控件:相对于默认情况下在控制器参数中设置的值,“涡轮”功能可以增加控制器可传递给马达的最大电流值;默认情况下,该值限制了马达绕组过热的风险,其可能会损坏马达的插孔并导致马达5损坏。用户可以激活该功能,以暂时或以其他方式增加控制器可以传递给马达的最大功率。越过建议的使用范围后,用户将通过放置在手把22上的所述值的显示来监视马达的温度。在超过控制器中的编程温度值的情况下,所述控制器设计成切断马达5的供应,并通过位于手把上的警告灯将其告知用户。用户必须等待温度降至此增量值以下才能重启车辆1。该特征使得可以增强驾驶机动车辆1的乐趣,并且还有利于在冬季运动胜地的娱乐或体育比赛中使用该机动车辆。
-一个或多个明亮的光学器件,例如前灯。
可拆卸的机械连接件6将前部件2的连杆机构23连接到后部件3的框架31。
机动车辆1包括在前部件2和后部件3之间的电气连接装置7,以便允许机械地和电气地组装和拆卸这两个零件。
机动车辆1在前部件2的制动拉索和后部件3的制动拉索之间包括可拆卸的机械连接装置,以允许组装和拆卸两个前部件2和后部件3。
继而,后部件3包括框架31,该框架由管状组件形成,该管状组件限定内部空间,在内部空间中特别地容纳马达单元5',该马达单元包括马达5和其他动力装置(例如电池、控制器和电子电路)、安全装置,例如传感器,紧急停止接口以及旨在冷却马达5和其他组件的冷却构件,以防止过热。
特别地,动力装置包括:
-电动马达5;
-控制器,特别是变速器;
-功率继电器;
-用于向马达5供应电能的能量储备或蓄电池,特别是电池;
-电池保护电路(电池管理系统或“BMS”):这种电路可保护蓄电池免受过电压(制动、充电),欠电压(总放电)和过热的影响。
优选地,动力装置被设计成使得它们可以在马达模式和发电机模式下在向前和向后的方向上操作。换言之,优选选择一个扭矩,该扭矩可以在两个旋转方向(正向和反向)上以“4个象限”运行,即允许“马达”和“发电机”运行:
-象限1:马达,正向
-象限2:发电机/制动器,反向
-象限3:马达,反向
-象限4:发电机/制动器,正向
动力装置还包括其他电子元件,例如高功率电子电路、低功率电子电路、能量回收电路(制动和下降)、布线网络、上电开关之类的密封开关、为蓄电池充电的密封插头,以及用于对控制器进行参数设置的连接插头。
能量回收通过自动变速器(马达扭矩+变速器)执行,该自动变速器在下降期间或制动时通过电池保护电路(BMS)将能量返回至蓄电池。
蓄电池可以通过以下方式充电:
-通过打开用于检修电池的盖舱门,断开并卸下电池,然后通过外部充电器(与用户或其他地方)对电池进行充电;
-通过车辆1上的合适插头,例如,可以在终端上充电而不必卸下电池;或甚至
-通过便携式太阳能电池板,例如柔性织物上的太阳能电池板。
车辆1还包括安全装置和所述动力装置,例如紧急停止开关(手动和反弹出)和保险丝电路。
为了避免动力装置的过热,车辆1包括冷却构件,例如强制通风系统。
在电阻及其电导体的作用下,马达5的损耗被转化为热量(焦耳效应)。为了避免过多的热量破坏马达(例如,由于电绕组清漆的熔化),在“马达单元”5'中集成了一个冷却系统。它由进气口组成,进气口位于马达5的附近,并且位于马达5'周围的机壳的下部,排气口也位于马达附近和壳体的上部。进气口包括斜角或迷宫式,以防止水/雪/沙渗入马达单元5'中。排气口不必包括斜角,鞍座33保护所述出口免受某些外部凸起的影响。在排气口的上游,在框架32的内部配置有作为抽气机的风扇。选择该空气循环方向(从下到上),使其沿着与空气自然对流相同的方向行进。选择这些构件的位置是为了使新鲜空气的流动在靠近绕组的区域中卷过马达5。为了确保电池的良好性能(负温度降低了电池的容量),一个或多个电池的壳体相对于所述冷空气流是隔离的。
例如温度传感器之类的传感器被放置在例如马达绕组之类的能够加热的元件附近,从而可以控制电材料的热损失以确保其完整性。
为了防止电池的温度变得过低并在寒冷的室外环境(例如,夜间)中长时间停放车辆期间对电池的性能产生不利影响,可以在电池附近放置加热装置(例如电阻器)。所述加热装置可以由主电池或由二次电池供电。所述“加热”可以在恒温器的伺服控制下。
包括马达5和动力装置的马达单元5'被限制在密封的壳体中,以保护其免受来自外部的攻击。
通过例如唇形密封件或等效密封件之类的接头(动态密封),并通过使用壳体所配备的检修盖(未示出),确保围绕马达轴50的这种密封,所述检修盖包括沿着开口的周界或外围的双层盖,并伴随有例如由弹性体和/或等同物制成的平坦密封件(例如,静态密封件)的接头。
框架31支撑鞍座33,该鞍座33允许至少一个使用者坐下。趾夹34在其下部件也牢固地连接到框架31。
例如,前趾夹34可以固定到框架31的轴承保持连接板340,以便限制力传递到框架31中,从而为车辆1的尺寸提供了质量方面的好处(见图10)。
如果车辆1布置成除了驾驶员之外还可以在其鞍座33上运送乘客,则可以在框架31上安装其他成对的趾夹34。
履带式的推进装置32位于框架下方,并由转向架8支撑。
通常,转向架8形成用于驱动和制动车辆1的引导系统。
转向架8包括刚性地连接至框架31的上转向架81和位于上转向架81下方的下转向架82。
下转向架82和上转向架81通过悬架机构80相互连接,下转向架82相对于上转向架81具有至少一个自由度,以提高其通过性,可操纵性和驾驶舒适性。
马达5和转向架8之间的机械传递是通过皮带51或链实现的,皮带51或链由马达轴50的旋转带动,并可以驱动轮或链轮813,从而使履带32旋转。
一般而言,转向架8是铰接和阻尼的机械系统,其允许履带32被引导、旋转并保持在张力下,并且允许框架31和使用者的悬挂。它也有助于车辆1的一般运动,这将在下面详细说明。
转向架8由两个子组件组成,其通过可旋转安装(平面(O,L,V))的一个或多个连杆(或“臂”)相互连接,并通过一个或多个悬挂件相互连接,这些悬挂件也可旋转地安装(平面(O,L,V)):
-上子组件被称为“上转向架”81或“固定转向架”,除了可能的结构变形可忽略不计外,其刚性连接到框架31的自由度为零:
-下子组件称为“下转向架”82,“活动转向架”或实际上是“滑动装置”,并且至少具有相对于上转向架81的自由度:例如,这是根据称为“瞬时旋转轴”的轴进行的旋转,其平行于横向轴线T(参见图25)并穿过称为“瞬时旋转中心”的点。
上转向架81的主要结构由两个纵向平行轨道810(或两个管)组成,两个纵向平行轨道810机械地刚性连接,从而确保履带32在其上部进行引导。
上转向架81在其后部件装备有至少一个自由轮811,以便在履带的后钝角上引导履带32。
这个(这些)轮可能正在等待,即不是永久与毛毛虫履带32接触,例如,在履带32被称为“三角形”的情况下,该履带32具有大体上三角形的形状或更通常具有三个峰或回角。
其他的空转轮可在与连杆和悬架的连接区域中装备轨道810。
上转向架81配备有轴812,该轴可旋转地安装在其上。为了确保履带32通过驱动小齿轮(也称为链轮813)的驱动,制动和引导,该驱动小齿轮刚性地连接至轴812。
链轮813的轴812配备有驱动冠状件,该驱动冠状件可以传递和递减马达转矩,以及配备有制动器,例如盘式制动器,其能够在由上转向架形成的上主体和轴813之间施加制动扭矩。
轴812可以开槽或开槽并且配备有键。轴还可包括在链轮813两侧的自由轮。
链轮813(及其轴812)放置在上转向架81而不是下转向架82上,以通过重力保护它免受雪的侵害,雪可能会阻碍其磨齿并因此中断履带32的行驶,甚至导致其脱轨。
链轮813的轴812有意地越过履带32的任一侧,以便能够将冠状件和盘式制动器机械地连接至框架。换言之,轴812的长度大于履带32的长度。
上转向架81包括至少用于连接至框架31的两个连接销,前销A81(称为销AV)和后销A81'(称为销AR),其必须延伸到履带32的两侧之外。
由于其长度大于履带32的宽度,所述轴812可能会在粉/沙中摩擦,并显著增加车辆的阻力。期望的是将所述销尽可能高地放置,以增加车辆的全地形特性。
由于上转向架81通过至少两个枢轴连接件至框架,因此在所述两个构件之间没有自由度。
前销A81优选与驱动轴812的轴线重合。
上转向架81的前端位于下转向架82的前端,以使履带32具有一定的攻角α(见图3),从而可以:
-与没有攻角的解决方案相比,在通过过程中逐渐平整地面的粉末或其他不平整度(未固结),以增加履带32的输出;和
-如果地面不平整,抑制止动器(chock)。
下转向架82的主要结构由两个纵向平行的轨道820组成,它们机械地刚性连接,确保履带32在其下部上的引导,并确保履带32与两个轨道820的下表面上的地面S之间的接触。
轨道820在其与履带32的接触表面的区域中配备有减摩橇(未示出),以便减少摩擦,从而减少能量损失。
履带32开有槽,以便在其驱动中借助于轨道810、820,自由轮811、821和链轮813被引导。
下转向架82在其后部件配备有一个或两个自由轮821,以便在履带的轨线的后锐角上引导履带32。
其他的自由轮821可以在与连杆和悬架的连接区域中装备有轨道820,以减小较大的力在所述通过点处的摩擦。
下转向架82在其前部件配备有两个自由轮821,以便在履带的前钝角上引导履带32(见图25)。作为上述的替代,可以用例如图3中所示的滑动边缘来替换或制成自由轮(例如,根据另一实施例,还参见图34和35)。
平行的下部轨道820的间隔小于履带32的宽度,使得,为了避免在车辆1在不松散的地面(粉末、泥土、沙子)上行驶时产生摩擦,下部固体的任何部分在正视图中都不会越过履带32。
由上述转向架8引导的履带32允许在车辆1的未固结环境(粉雪,沙子,泥土)中附着于地面、牵引和漂浮。
履带32包括带体的一部分,该带体具有连续的或环形的环,该环的外表面旨在与地面S(冰爪)啮合,其内表面包括从动元件(凸起或孔)。
从动元件设计成由驱动小齿轮即链轮813啮合。
与地面的附着力与车辆的最大推力直接相关,与地面S/履带32的接触表面成比例,与履带32的外部涂层材料(橡胶或同等材料)成比例,以增加履带32/地面S的摩擦系数,并增加外部冰爪(crampon)的几何形状。
冰爪的几何形状可以根据车辆的优选使用而变化:长的冰爪用于疏松的地面(粉雪、沙子、泥土),而短的冰爪用于坚硬的地面(冰、修饰的雪)。
车辆1的浮动与车辆1/地面S的接触表面成比例,即履带32/地面S和转向滑橇21/地面S成比例。可以将钉固定在履带32的外表面上,以增加其在冰或硬雪上的附着力。
来自电动马达5的扭矩被递减然后通过链或皮带51传递到链轮813,然后以链轮的(啮合)从动元件和履带32的(啮合)从动元件之间的力的形式,以及通过在履带/链轮接触表面上的粘附力,传递到履带32。
该力F通过拉紧线(BCD线)的张力沿着履带32传递,然后通过在履带32/地面S接触表面的区域中的粘附力而传递至地面。这导致加速度g,使得g=F/m,其中m是(车辆1和使用者的)驱动质量。
来自制动装置的抵抗扭矩被传递到链轮813,然后以链轮813的(啮合)从动元件和履带32的(啮合)从动元件之间的力的形式,以及通过在履带32/链轮813接触面上的粘附力传递到履带32。该力-F通过绷紧的线(BAD线)的张力沿着履带传递,然后通过在履带32/地面S接触表面的区域中的粘附力而传递至地面。这导致了减速度g,使得g=-F/m,其中m是(车辆1和使用者的)驱动质量。
车辆1优选地包括用于调节链或皮带51的张力的装置,例如张紧器,其为动态的或静态的。
为了获得质量、摩擦、安装简单性和噪音的增益,静态调节的解决方案是优选的,即没有动态张紧器。为了限制在很大的链或皮带51力作用下的中心到中心的距离变化(马达5-冠状件813),研究了马达5和链轮813的冠状件之间的力路径。为了实现这一点,有利的是,将车辆1设计成使得履带32和框架31之间的连接轴线与驱动轴(支承形成链轮813的冠状件)重合。这进一步限制了位于连接销B和马达单元5之间的框架31元件在弯曲下的操作。
将通过4个螺母锁紧螺母系统来实现对链或皮带51的张力的静态调节,该张力调节形成了马达单元5'与框架31之间的连接,以便能够调节链/皮带51的张力。
车辆1优选地配备有履带32的张紧器。车辆1的后部件3,特别是下转向架82的轨道820,每一个均包括椭圆孔823,该椭圆孔允许自由轮822的轴D的平移调节,从而形成后下返回角(见图14)。
螺丝/螺母/锁紧螺母系统允许轴在给定位置被阻塞。该系统允许对履带32的张力进行静态调节。
因此,车辆的框架31因此机械地连接至转向架8和前单元2。
框架31和转向架8之间的接口包括可拆卸的机械连接件,并确保框架31装配到上转向架81,所述机械连接件优选地包括至少两个枢轴连接件,特别是一个前连接件和一个后连接件,所述枢轴连接件的轴线平行于横向轴线T:
-前连接件:驱动轴812安装在两个法兰轴承上,一个是右侧轴承,另一个是左侧轴承,每个法兰通过固定,特别是借助于焊接在框架31上的轴承固定板340固定在框架31上,并且趾夹34还牢固地连接到该轴承固定板。
根据所示的构造,每个板340在下部自由边缘上包括椭圆形半孔340′,以便于拆卸(见图11和12)。因此,当去除两个轴承的两个固定件(右侧和左侧,即4个固定件)时,通过垂直地抬起框架31可以容易地拆卸框架31。
-后连接件:因为后销A81’不可旋转,并且由于自由轮812安装在滚珠轴承上,所以转向架8通过位于销的任一侧并且与所述销同轴的两个固定件连接至框架31。例如,带有所述销A81的轴将配有螺纹嵌件。框架31的连接管的端部3被压碎并刺穿以接收固定物。因此,当移除两个固定件(右侧和左侧)时,通过垂直地抬起框架31可以容易地将其拆卸。
这些连接的变型将包括在框架31的连接管的末端的自由边缘上形成一个椭圆形半孔,并且使销的末端具有螺纹。
如上所述,可拆卸的机械连接件6将前部件2的连杆机构23连接到后部件3的框架31。
根据一特征,机械连接件包括夹持装置61,该夹持装置61设计成允许手动组装和拆卸机械连接件6。
即,夹持装置可以直接附接到机械连接件,使得简单地移动它就可以组装和拆卸所述连接件。这种夹紧装置可以例如是与凸轮相关联的杠杆,该杠杆允许拉紧、张紧,或释放张力,以用于松开套环类型的要张紧的元件。这种类型的固定通常称为“快速连接”。
例如,在图16中,这种夹持装置由称为蝶形螺母的手柄形成,该手柄牢固地连接至旋转销并通过按钮固定。
然而,夹持装置可以是可拆卸的,即是可分离的,并且能够远离连接件,例如,以防止希望偷窃车辆的意图不佳的人拆卸车辆。因此,所述夹持装置为简单工具的形式,例如为钥匙类型。
所述夹紧装置与工具的不同之处在于,其允许与机械连接件直接配合,并且非常易于使用且非常快速。
优选地,“快速”旨在表示可以在小于一分钟,优选小于二十秒的时间段内拆卸的机械连接件6。在可拆卸的机械连接件6包括例如螺母型的可拆卸的机械固定装置的情况下,所述时间段可能会稍长(几分钟)。可以使用简单的工具(例如标准螺丝刀)将其拆下。
例如,参考图15至19,可拆卸的机械连接件6被铰接,以确保枢轴连接件具有水平轴,该水平轴平行于横向轴线T或相对于车辆1的纵向参考轴线L横向地延伸。
对于具有阻尼叉的构造(图30)(其连杆机构23没有自由度),可拆卸连接6的枢轴(上(J轴)和下(L轴))是令人关注的,因为它们不通过L和T传递扭矩。这减小了框架31中的力(因此,就质量而言是有益的)。
特别地,在前部件2和后部件3的框架31之间的该固定接口6尤其包括:
-平行于横向轴线T的销和中心L之间的枢轴连接类型的下连接件(请参见图3):该连接包括至少一个快速(销或其他)和固定的(球/夹子)组装和拆卸系统60,
-平行于横向轴线T的销和中心J之间的枢轴连接类型的上连接件(请参见图3):该连接包括至少一个快速的(销或其他)和固定的(球/夹子)组装和拆卸系统60’;这使得可以在没有工具的情况下快速地将前部件2与后部件3机械分离。
在例如图5至20所示的配置中,连杆机构23和框架32通过连接件23L相互连接,该连接件通过允许快速组装和拆卸的装置60例如通过连杆机构23牢固地连接至前部件2,例如通过销固定的两个同心管类型的连接。
为了能够拆卸该连接,重要的是用于将连接件23L的两个起点或管状部分231与连杆机构23压在一起,该两个起点或管状部分231具有相互平行的轴线。在图19中,连杆机构23的管的端部成一定角度,以便能够装配到连接件23L中。
所述连接件23L通过轴承、球轴承或其他等效装置相对于具有同心轴线L的轴230可旋转地安装,并例如通过两个横向固定件而刚性地连接到框架32,所述两个横向固定件横向间隔开并在所述轴230的两端处形成轴承。
连接件23L与前部件2之间的连接可能与组装困难有关,例如在连接件23L热膨胀的情况下。在这种情况下,可能的变型是将快速组装和拆卸系统6放置在框架32和轴230之间。然后,在这种情况下,连接件23L将牢固地连接到前部件2:可以用螺钉或甚至通过焊接代替销。
在前部件2和后部件3之间设计了电气连接件7(见图20),以允许组装和拆卸两个前部件2和后部件3,它们在机械上和电气上都特别包括一个密封的电连接器,例如IP65mini型、公型或母型连接器。
所述电气连接件7也是可拆卸的,从而使得可以在没有工具的情况下快速地将前单元2与后单元3电连接/断开。
在其后部件3上,框架31还包括用于后牵引元件100’的固定接口,例如安装在橇或雪橇上的拖车(图40A),用于运送乘客的雪橇(图40B)或例如织物的履带追踪器。
在这种情况下,是机械连接件,例如枢轴连接、球形接头或配合连接,从而允许固定后部件模块,例如雪橇,牵引绳等。
在这种情况下,还提供了密封的电连接器(例如IP65 mini型、公型或母型),这使得可以连接/断开车辆的后部件元件。例如,这可用于在拖车/雪橇上增加后视镜或前灯或停车灯。
机动车辆1的一般运动学被设计成确保其可以最佳地越过障碍物,并且便于其使用者操纵。
由于车辆1和地面S之间的连接由履带32的平面接触和转向滑撬21的由滑雪板形成的区域中的基本点接触构成(考虑到滑雪板可以相对于框架32自由旋转),为了确保在坡度中断的情况下车辆/地面的等静性(isostatism),框架32必须具有至少一个内部自由度,以保持履带32与地面S之间的平面接触。图21示出了由于梯度的太大断裂而不能保持等静性的构造。
一种解决方案是在前臂24和滑雪板21之间放置一个阻尼器或悬架20。内部自由度将是与前臂24相同的轴的平移(请参见图22A)。
该解决方案对于例如在城市环境中的旅行而言是实用且易于实现的,但是不足以确保车辆1的良好通过。实际上,梯度的断开越大,为了确保在履带32的区域中的平面接触,前悬架将不得不被压缩得更多。超过一定的梯度,施加在车辆1前部件的力(被认为与刚度K的悬挂过程成比例)会使得,车辆1上的扭矩平衡将与履带32的区域中的平面接触不兼容。
另一解决方案将包括通过具有水平轴线平行于横向轴线T的枢轴连接件将前子组件2连接到后子组件3(参见图22B)。因此,有必要借助于悬架20来衰减两个子组件之间的旋转,以便为车辆1提供刚性。
即使如此,这也不足以确保车辆1在某些类型的地面上,特别是在城市区域外的良好通行。前部件2和后部件3之间的旋转受阻尼器的行程限制。超过特定的坡度,阻尼器和前部件2在后部件3上施加的力将导致所述后部件向后倾斜,并限制履带32相对于地面S的附着力。
为了使框架32的内部旋转不受阻尼器20的行程的限制,并且为了在上升时防止履带32的前部件相对于地面S脱离,后部件3具有至少一个内部自由度。这尤其是由承载驱动器的框架32相对于下转向架82的自由度,特别是旋转提供的优点,下转向架82相对于上转向架81具有至少一个自由度。两个下转向架82和上转向架81之间的这种运动也称为“自由旋转”。
履带81的下转向架82优选通过连杆801和/或悬架802类型的至少两个连接元件连接到承载驱动器的框架32。
在下转向架82和框架32之间根据平行于横向轴线的轴的相对旋转围绕称为虚拟旋转中心(VCR)或瞬时旋转中心(ICR)的点进行,并且位于连接所涉及的两个元件(连杆和/或阻尼器)的相交处。
在所述两个元件平行的情况下(例如参见图24C),VCR被投影到无穷大,并且下转向架和框架之间的相对运动将是平移。通过误称,这种运动在这种情况下也被称为旋转。
在框架32通过两个臂或连杆连接至下转向架82的情况下,其相对运动仅限于一个自由度(根据VCR旋转)。
在框架32通过两个臂或连杆以及一个或多个悬架连接至下转向架82的情况下,例如,其相对运动被限制为仅一个阻尼的自由度(根据VCR旋转)。
可选地,在框架通过一个臂和一个悬架连接到下转向架82的情况下(参见图241、24B、26A和26B),其相对运动被限制为两个自由度:根据VCR的旋转以及与阻尼器千斤顶的行程相关的运动。
具有至少一个自由度的这种解决方案特别具有为车辆提供显著的通过能力的优点-实际上,由于确保了履带32的平面接触,因此车辆1的等静运动学使其无明显动量地越过坡度的明显断裂(±40%)。
参考图23A至23C和25A至25C更详细地示出了这种运动学,从悬挂质量的重心相对于VCR朝向前方开始,就可以确保在乘客的任何位置上滑雪板21上的力。
实际上,VCR的位置是使得可以改变滑雪板上的力的参数。为了使滑雪板上的力最大化,希望将VCR移回尽可能远的位置。为了减少框架32倾斜的风险,这种风险发生在悬浮质量的重心位于VCR的后面时,考虑到这样的配置,即VCR相对于重心的最后位置放置在后面,该配置只有一个乘客,该乘客应直立坐着,并尽可能靠后坐在鞍座上。
优选地,在框架32的前部件和下转向架82的前部件之间甚至在框架之间设置一条皮带,以限制其各自的旋转(例如,当以较大的坡度或在动力下爬升时)。
最后,为了保持履带32压在地面上,特别是在框架32通过两个连接元件(臂、连杆、悬架)连接到下转向架82的情况下,转向架8设计成使得VCR纵向地位于相对于履带32和地面S之间的接触表面位于右侧或垂直的区域Z中(见图25C)。
理想地,在这种情况下,为了确保履带32在地面S上的压力均匀,VCR垂直于履带32与地面S之间的接触表面的中心。
进一步地,这种在下转向架82和框架32之间具有自由旋转的运动学是有利的,因为所述自由旋转不会在无意中发生(例如,如果驾驶员将手把22向后拉),因为它由悬挂物重量的势能进行稳定。框架32向上倾斜时的自由旋转要求悬挂质量的重心升高,当然,前提是所述重心相对于VCR在前方。
该运动学还使得可以通过框架32和下转向架之间的连接元件使乘客得以悬挂,该连接元件包括(至少)一个悬架。为了驾驶员的舒适,车辆1还包括如上所述的由前部件2承载的前悬架20。
这种前悬架20有利于在正面碰撞(主要在下降过程中发生)或制动期间衰减车辆1和乘客的加速度。
这种悬架20也有助于车辆1的整体运动学。通过仔细选择前悬架20和后悬架802、下转向架82和上转向架81之间的比例,可以将车辆1设计成使得框架32在乘客的重量的作用下的旋转尽可能地小,以便提高所述乘客的舒适度。
前悬架还使得可以增加车辆1的通过能力。通过在自由旋转时同时压缩,前悬架20允许车辆1仍然以等静力方式克服比单独自由旋转时更明显的坡度中断。
如上所述,这种前悬架20可以定位为:
-以可在前部件2和后部件3之间旋转的方式安装(参见图26A),前提是两个前部件2和后部件3通过枢轴连接而连接,该枢轴的轴线与横向轴线T平行:在这种情况下,转向柱仅在与乘客质量相关的力(忽略手把力)下以牵引/压缩方式工作,因此不必在弯曲时定尺寸,这代表了质量方面的好处;此外,这种前悬架仅在压缩下工作,因此不必在弯曲下确定尺寸,这代表了质量方面的好处;
和/或,
-更常规地,在转向柱和滑雪板21之间(参见图26B):由于前部件2相对于后部件没有任何自由度,所以车辆将更易于制造。
履带32可以具有不同的形状,即,由履带32界定的闭环可以在竖直平面(OLV)中具有根据构造而不同的形状。
轴承履带32的长度限定了在车辆1的正常使用条件下与地面S接触的履带32的长度。由于履带32可以代表车辆1的质量的很大一部分,因此有利的是具有尽可能长的轴承长度与总长度的比率。
三角形的履带是履带32的一种形状,它保证了更好的轴承长度与总长度之比,同时又保证了攻角。然而,在图中可见的四边形履带32的形状具有附加的优点,即可以将后上部销放置在一个高度上。
由于使用了铰接式转向架8,在下转向架82相对于上转向架81的运动过程中,履带32的恒定周长无法始终得到保证。实际上,履带32的周长的减小引起其张力的减小,这可能导致链轮813相对于履带32的颤抖现象,从而导致推力或制动的损失。在这种情况下,优选地,转向架8的设计使得下转向架82和上转向架81之间的连接元件(臂801和/或阻尼器802)定位为将履带周长的变化限制为一值,当下转向架描述了相对于上转向架81的所有可能位置时,该值可以确保链轮813能够很好地驱动履带32。这意味着不需要在履带32上配备动态张紧器(具有在质量、维护、可靠性方面的好处)。
在特定的技术配置中,铰接转向架8的VCR在纵向上位于上转向架81的轴线B和C之间,这样,在自由旋转下,履带32的前自由线32AV的长度的变化补偿了后自由线32AR的长度的变化。
VCR的位置例如根据经验在所述两个轴线B和C之间选择,以便在以下两者之间达成折衷:
-使VCR更接近点C,这减小了自由旋转对后自由线32AR的长度的影响,并增加了其对前自由线32AV的长度的影响(见图25D);和
-使VCR更接近点B,这减小了自由旋转对前自由线32AV的长度的影响,并增加了其对后自由线32AR的长度的影响。
车辆1的推进力通过马达5的驱动从链轮813通过履带32的张紧线传递到地面S。拉紧链的张力是在链轮813区域中的上转向架81上和在飞轮区域中的C上,以及在自由轮区域中在下转向架82处D处的力的来源。
在这种情况下,并且为了在铰接转向架的情况下限制马达力,通过履带32的张力来限制在VCR处施加在下转向架82上的扭矩是有利的,并尽可能将V放置在穿过后自由线(在向前行驶期间拉紧)的称为“履带力线”的直线附近,例如,线从B延伸到1,并穿过履带32的下转向架82和上转向架81的后轴线C和D,该履带32具有四个折返部。
图28和29显示了另外两个实施例。这些实施例在本质上与上述其他实施例的不同之处主要在于,车辆包括履带式的推进装置32,该推进装置32由设计为由马达5驱动的传动机构4驱动。马达5被容纳在传动机构4的轮41中,该轮41构成推进装置32的驱动轮。
在这种情况下,马达5远离其余的动力单元,所述动力单元仍被容纳在由鞍座33下方由框架31界定的空间内。
在图27A和27B中详细示出了这种轮内马达的示例。
由于马达5直接集成并容纳在传动机构的轮41中,因此不再需要在马达轴50和链轮813之间使用传动皮带51。因此,在这种情况下,传动机构4由驱动轮的壳体形成,该驱动轮设计用于驱动履带32,该履带32例如在其周缘上具有凹口轮廓(notched contour)。
参考前面的附图,所述轮内马达可以在其前轴的区域B处布置在与链轮相同的位置处,即由上转向架81承载的位置处(见图28)。
这种被称为“轮内马达”的组件尤其包括以下优点,该组件包括结合在轮中的马达(因此直接驱动):
-没有链或皮带51类型的间接传动,这在零件数量方面是有益的(因此在质量和组装时间方面是有益的),减少了维护和噪音;
-没有间接暴露在外界环境中的链或皮带51类型传输,从而提高了可靠性;
-马达5与轮结合,这导致体积减小。
在间接驱动的雪地车车上,即特别是在马达轴50和链轮813之间插入皮带51或链的情况下,所述链轮优选地位于上转向架81的前面(点B),马达又位于集材箱的主体中(在鞍座和履带之间)。这种设置具有以下优点:
-履带32在链轮的区域中所成的角度是锐角。因此,链轮813与履带32之间的接触面(以及因此的传递力)大于链轮813位于钝角区域内的情况。
-链轮放在上转向架上,该转向架像马达一样牢固地连接到框架。因此,马达轴线和链轮轴线相对于彼此固定(不考虑结构变形或机械间隙补偿)。因此,链、小齿轮和冠状件足以将力从马达5传递到链轮813。
没有其他位置(在B点处的位置)可以保证以下两个条件:
-点A和C,其分别在下转向架82的区域内形成履带32的前返回销,在上转向架81的区域内构成履带32的后返回销,被排除在外,因为它们对应于钝角,且小的链轮/轮接触面将不允许很大的力通过;
-形成在下转向架82区域内的履带32的前后返回销的点D和A被排除在外,因为它们位于下转向架82上。由于上转向架81和下转向架82可以在传统的雪橇上相对移动(上述移动性有助于雪地车的后悬架),因此,马达与链轮之间的中心距将不会固定(在特殊情况下除外)。在马达和链轮813之间传递力需要复杂的机构(包括两条链,两个小齿轮和两个冠状件的机械装置,或配备张紧器的单条链具有较大的行程,以补偿中心到中心的距离变化等),这在质量、组装时间和维护方面都很费力。
还将注意到,在下转向架82上放置常规马达(非轮)、链轮和链(或皮带)传动装置的情况下,在体积、非悬挂质量和密封方面可能显得很复杂。实际上,大多数常规电动马达具有未密封的通风孔,特别是为了确保其冷却并防止过热。
然而,这种包括传统马达的装置(链轮813在B处,在上转向架81区域中形成履带32的前返回销的B点)具有以下缺点:
-在向前行驶期间,履带32的拉紧的线(即,从B到A,经C然后D的线)具有包括两个方向变化的轨迹(在C和D处)。允许拉紧的钢绞线方向发生这些改变的自由轮(在C和D位置)承受很大的力(和摩擦力),这意味着能量的损失,从而导致了输出的减少。同样,在轮(C和D)上弯曲拉紧的钢绞线所需的能量也代表能量的损失和输出的减少(在非铰接式橡胶履带的情况下)。
-在向前行驶期间,拉紧的线在点D的区域(根据角度CDA的等分线)在下转向架82上施加力,由转向架前方(靠近点A)的地面S(垂直力)以及连接上转向架81和下转向架82的连杆吸收。由地面S施加的力在点A的区域中增加了履带32和下转向架82之间的摩擦,这导致输出的减小。
在轮内马达41的情况下,以及上述轮内马达固有的优点,在将轮内马达放置在D处的构造中,应用于滑雪板的轮内马达41具有以下优点,即牢固地连接到下转向架并放置在其下方(请参见图29):
-在向前行驶期间,位于下转向架82下方的A点和D点之间的张紧链具有不包含任何方向变化的轨迹:与提供间接驱动相比,这增加了输出;
-在向前行驶期间,拉紧的线不会在下转向架82上施加任何明显的力:因此,在下转向架81前面的地面垂直力没有增加,与提供间接驱动相比,输出增加了;
-由于轮内马达41通过与雪接触而被直接冷却,降低了过热的风险(与置于滑雪板主体中且仅通过空气冷却的马达相比,以及与为非雪地运动装备的陆地车辆配备的轮毂马达相比,其具有优势);
-由于轮内马达41不在雪地车的主体中,这样就简化了滑雪车1的壳体(在马达轴的动态密封件上没有通风回路,并且可以完全封闭(没有短路危险),组装简单,减少了维护;
-轴812不再必须相对于上转向架或框架31可旋转地安装,这减少了部件的数量,并且简化了车辆的组装和维护。因此,B处的自由轮相对于轴812安装在球轴承上。
-轮内马达的质量没有悬挂,但是在地面不平整的情况下不会直接受到冲击,因为马达位于下转向架的后部件,因此可以保护它免受某些冲击:有利地,相对于下转向架82/履带32的接触线升高轮内马达,以便不与地面接触(通过履带32),可以防止其受到更直接的冲击。
更具体地,在该实施例中,驱动链轮是常规的轮内马达,轮辐或轮胎已从该常规轮内马达去除,并且驱动小齿轮(或链轮)牢固地连接至该轮内马达。形成传动机构4的链轮的驱动元件(例如,齿或凹口,参见图27A和27B)被设计成接合在履带的从动元件中。驱动链轮的轴相对于车辆1的下转向架81固定。
与具有间接驱动的车辆相比,该实施例的主要区别基本上是:
-牢固地连接到框架31的马达单元的壳体不包含马达5,所述马达直接接合在履带32上;
-驱动链轮41仍通过密封电缆连接到位于刚性连接到框架的壳体中的其他动力单元(控制器,电池,电子装置);
-不以车辆1为基准旋转的轮内马达41或驱动链轮41的轴5牢固地连接至下转向架82;
借助于例如盘式制动器的制动器来确保车辆1的制动,该制动器刚性地连接至驱动链轮41的旋转部分,并且其钳口(jaw)牢固地连接到下转向架82的固定点。
根据图41A和41B所示的构造,框架31在其下部上具有至少四个椭圆形半孔,在这种情况下,四个,即两侧各两个,特别是在其下部自由边缘上,以及具有相对于框架31的横向挤压形成的多余厚度(或带凸缘的边缘)。上转向架81的前(B)和后(C)销的两端带有螺纹,可以固定螺母和垫圈(未显示)。因此,在底部开口的两个椭圆形半孔可分别容纳上转向架81的销(B)、(C)的一端,以及(至少)四个螺母的拧紧使得上转向架81牢固地连接到框架31。椭圆形半孔附近的多余厚度(或带凸缘的边缘)可以确保在稍微松开螺母的情况下保持连接(通过将螺母/垫圈平移)。当去除四个固定件时,通过垂直地抬起框架31,可以容易地将其从履带式履带车上拆下。
对于具有间接驱动的车辆,下转向架82通过悬架机构80,特别是至少一根连杆和一个悬架,与上转向架81连接,在上转向架81和下转向架82相对运动的情况下,其位置应使履带32的周长变化最小。具有此优点的配置如图35所示。
对于具有间接驱动的车辆,存在具有减震叉的变型。
图30、31、32、33、34和35是根据一种变型的机动车辆1的整体和详细视图。
特别地,前部件2的前臂24在转向管内包括可旋转地安装的柱,该柱牢固地连接到连杆机构23。前部件2还包括布置在前臂24和滑雪板21之间的阻尼器或悬架20。更具体地,前臂24的下端包括叉形件,悬架20安装在该叉形件上。连杆机构23被设计成可以被拆卸,并且由多个元件或部件形成。这允许连杆机构23以成套工具的形式被拆卸和包装,以用于其运输。
在该实施例中,这些部件通过安装而相互连接,并且通过可拆卸的机械固定装置固定,优选地,该可拆卸的机械固定装置优选地与可拆卸的连接装置相当,使得所有这些部件都可以容易地拆卸。
前部件2的连杆机构23通过可拆卸的机械连接件6连接到后部件3的框架31。
所述可拆卸的固定装置包括两个枢轴连接件,所述两个枢轴连接件垂直地叠置并连接至连杆机构24。由于在前部件2的连接件23和后部件的框架31之间存在两个枢轴连接件,所以在所述两个组件之间没有自由度,连接件23没有内部自由度。所述两个枢轴连接件中的每一个均设有夹持装置61,所述夹持装置包括被称为蝶形螺母的手柄,该手柄刚性地连接至旋转销并且通过按钮固定。
替代地或附加地,该变型的可拆卸的机械连接件6包括例如螺母类型的可拆卸的机械固定装置,其可以使用简单的工具例如标准螺丝刀来拆卸。
在这种配置中,机动车辆包括轮内马达41。
在这种情况下,轮内马达41的轴(牢固地连接至下转向架82的定子(也称为轨道或滑轨))。因此,下转向架82受到轮内马达41在履带32上施加的力的反作用力(牛顿第三定律)。
在轴/下转向架82的连接区域中,该转矩由马达转矩和推进力组成。这些力通过上转向架81(通过连杆90和/或悬架91)和地面S的垂直反作用力来平衡。地面S的这种反作用会导致摩擦力的局部增加,从而导致输出降低。
为了限制这种现象并确保下转向架82与履带32之间的接触压力均匀,期望的是,在马达力的作用下,尽可能减小地面S在下转向架82上的反作用的垂直分量。
在这种情况下,将VCR放置在称为“履带力线”L的直线上是有利的(请参见图35),其与轮内马达41施加在履带32上的推进力的合力共线(见图35,其中所述直线被认为是水平的)。地面S的垂直反作用因此为零。例如下转向架82/连杆区域、下转向架82/悬架连接区域中的椭圆形孔之类的调节装置使VCR可以在平衡直线L的上方或下方移动。这样做的好处是,在马达力的作用下,可以调节下转向架82上的压力分布,并且可以选择装载/卸载下转向架82的前部件或后部件,这取决于例如车载质量(尤其是驾驶员和(如果适用)乘客)的重心位置。
有利的规定在于,使履带构造成三角形,即在这种情况下具有履带32的三个返回点,其方式如下:
-如图中所示,通过轮内马达41驱动在履带32的后下峰值处,在下转向架82的后部处;
-在上转向架81的前部的上前峰值处的自由轮813′,其通过连杆90连接到下转向架82,连杆90称为“前连杆”;
-位于上转向架81后部件的“等待”自由轮811′。所述轮81不以正常操作构型运行,而是以某些构型运行,例如坡度的明显中断(图36C)或为了在履带32的高速旋转下使松弛的绞合线稳定。因此,在这种情况下,这种自由轮在标准使用期间不会改变履带32的三角形性质。
除了上述的后方驱动的优点之外,该三角形构造的优点还在于,履带的周长仅取决于一个单一的自由度:下转向架82与前连杆90之间的角度。因此,履带32的周长与下转向架和上转向架之间的角度无关(在“正常”配置中,上转向架的后轮正在等待)。因此可以将悬架91放置在上转向架81和下转向架82之间,以使车辆减震,而其压缩/松弛不会引起履带32的松弛/张紧(见图37A和37B)。
最后,在上述构造中,该悬架在向前行驶期间在马达力的作用下在牵引力下而不是在压缩力下操作,这防止了不必要的能量损失。
当下转向架相对于上转向架81描述所有可能的位置时,根据上述单个自由度,定位前连杆90的下部枢轴,以将履带32的周长限制在一定范围内,以确保链轮对履带32的良好驱动。这意味着不必在履带32上配备动态张紧器(在质量、维护、可靠性方面具有好处)。
借助于下转向架82的椭圆形孔(下转向架82/轮内马达41或下转向架82/连杆90连接)实现对履带32的张力的静态调节。螺钉/螺母系统允许将马达销和连杆平移锁定在所需位置。
在上述三角形履带构造的变体(图41B)中,连杆90到上转向架81的锚定点(枢轴)相对于自由轮813'向后移动,并且可以在连杆90的上游放置一个附加的悬架91A。在特定的技术配置中,所述枢轴点被定位,以便与上转向架81的前轮813'和后轮811'等距(在上转向架81的相对于所述等距点的长度的+/-20%范围内变化),并位于前悬架91A的上枢轴的附近(小于上转向架81的长度的10%)。因此,在后悬架91B减压的情况下(例如,在坡度中断的情况下),上转向架81和下转向架82的相对旋转将围绕位于靠近上转向架81中心的VCR进行。自由轮813’的运动趋向于使履带32松驰,而轮811’(正在等待)的运动使履带32收紧。这种构造在坡度中断的情况下限制了履带的周长的变化,从而限制了链轮的颤动。
在变体的特定配置中(图41B),由后悬架形成的轴线(穿过悬架的两个枢轴的轴线)和连杆90的轴线(穿过连杆90的两个枢轴的轴)在位于(或靠近)履带32(由飞轮813'形成)的前上角的等分线的点处相交。因此,在前悬架压缩/减压的情况下(例如,在地面不平坦的情况下),上转向架81和下转向架82的相对旋转将围绕靠近所述平分线的VCR。这种构造在坡度中断的情况下限制了履带32的周长的变化,从而限制了链轮的颤动。
在该变型的特定构造中(图41B),后悬架的上枢轴与轮811'共轴。驱动链轮41相对于下转向架82(并因此牢固地连接到盘式制动器的钳口)的平移(并且因此将盘式制动器刚性地连接至驱动链轮41的旋转部分)将导致盘相对于钳口的张开,从而导致制动不良(减少其接触面)。有利地,刚性连接到下转向架82的盘式制动器的爪也可以通过下转向架82上的椭圆形孔在区域410的区域内平移。螺丝/螺母系统允许钳口在所需位置平移。
尽管马达5相对于地面升高,轮内马达41或驱动链轮仍可能受到直接冲击(例如,由地面不平整引起)。这些冲击可能损坏马达5的内部元件(电子的或机械的),隔室411可以形成在轮41或链轮的圆周上(在位于链轮的外周和内周之间的条带上)。这些隔室411的功能是减小轮41的径向刚度。保留在两个连续隔室之间的材料称为加强件412。所述隔室411优选地规则地分布在轮41的环形范围内。
增加隔室411必定会降低轮41在扭转下的刚度,并因此降低其机械输出以传递动力。这可能对车辆1的自主性具有重大影响。
因此,隔室411的形状将被选择使得其促进减小轮41的径向刚度(以衰减径向冲击),而不是减小其在扭转下的刚度(以限制轮内马达41的机械输出的下降)。
一种有利的解决方案是选择隔室411的形状,以使加强件412相对于轮41的径向倾斜。因此,加强件在弯曲下在地面不平整引起的直接冲击的作用下工作,并在马达力的作用下在牵引/压缩下工作。如果加强件412根据轮41的径向方向定向,则它们将仅在压缩下在由地面不平坦引起的直接冲击的作用下工作,并且将在马达力的作用下在弯曲下工作。由于在弯曲下实心梁的刚度比在牵引/压缩下实心梁的刚度低,因此具有倾斜的加劲肋的解决方案因此是更有利的。
图41A示出了这种形状的隔室411。
轮内马达41或驱动链轮可能会受到直接冲击,以及承受较高的垂直加速度(例如,在接收跳动时)。由于这些撞击可能会损坏马达5的内部元件(电子或机械),具有低杨氏模量(例如小于10GPa,例如由弹性体制成)的接头413放置在马达5的轴线和下转向架82之间(特别是在下转向架的椭圆形孔中)。这些接头413的功能是减小转向架8-马达5的连接的垂直刚度(根据Z Skidoo)。
将所述接头413直接靠在轴的轴线上是不明智的,因为它们会在马达转矩的作用下堵住,这会降低马达5-转向架8连接的机械输出(并因此降低最大传递转矩)。这就是为什么用比接头413更硬的材料制成的板414放置在马达的轴线和所述接头之间的原因。所述板的功能是使更大长度的接头在马达力的作用下工作(通过增加表面来减少嵌缝),并且以增加杠杆臂通过接头恢复马达扭矩的能力(通过减小作用力来减少嵌缝)。
马达轴因此被置于以下夹心结构中:转向架8-接头413-板414-马达轴-板414-接头413-转向架8。
图38和39是根据另一个实施例的机动车辆的侧视图和透视图。特别地,在该实施例中,前部件2与参照图30至图33所描述的相当,而后部件3具有与上述可比的间接驱动。
通常,无论采用哪种实施方式,都可以通过使用轴承来减小枢轴连接处的摩擦。
因此,上述发明具有许多优点。
机动车辆的形式为其使用者提供了许多优点。
使用者的座位低,并且使用者可以将双脚放在地面上,以提供安全感。与传统的雪地车相比,这使大众更容易使用该车辆。
车辆的前部件可以与后部件分开而无需工具,从而使得可以在汽车或公共交通工具上运输所述车辆。
所有的重物(马达,电池和其他动力装置)都放置在后部件,该后部件可能装有脚轮(不带工具),以方便步行运输。
前部件是可拆卸的,以便易于在防水织物制成的背包中运输。
后部件3优选地是自支撑的。实际上,如果后单元的元件的分布使得其重心位于最远的前地面/履带接触点的垂直线的上方,则在拆卸前单元时会发生倾斜。为了克服这个问题,在销B和地面之间放置了两个脚(这样就无法使用前输送轮)。
后部件包括使得能够将可伸缩脚轮固定在其上的装置以及手柄。
使用者因此可以通过滚动后部件并搬运前部件来移动设备。前部件也可以固定在后部件上,以避免使用者在设备运输过程中携带袋子。后部件可以用密封的织物盖覆盖,以便在运输或存放期间容纳积雪、水、泥土或其他在使用过程中弄脏了设备的颗粒。设备的设计使用户可以在几分钟之内轻松地从“运输”模式转换为“驾驶”模式。
用户可以从“运输”模式过渡到“驾驶”模式,反之亦然,除了运输脚轮及其固定装置,前部件的储物袋以及后部件的保护盖外,没有任何其他元件。由于这些不同的运输附件可能装在前部件的背包中,因此用户在驾驶设备时可以随身携带它们。该设备旨在允许用户在使用设备期间轻松地从“驾驶”模式转换为“运输”模式,反之亦然。这有助于提高设备的游动特性。例如,这使用户能够将设备存储在他们的公寓中、将设备移到停放在停车场的汽车上,或将吊篮、电梯或其他公共交通工具与设备一起使用。
其格式还提供了新的商业可能性,例如邮购销售。
电动化也是有利的,因为它是静音的,这使其适合于例如城市和夜间旅行,并且无污染,从而使其能够进入受保护的自然保护区。
此外,由于电动马达的转矩在启动时可能非常大,因此,对于内燃机车辆,车辆没有配备变速箱,这在质量方面提供了好处。
此外,车辆的运动学被设计成确保其显著的通过能力,而无需获得动力,从而确保用户更灵活地进行驾驶,因此适合于普通大众。
配备有前部件的枢轴连接件使得可以在牵引/压缩而不是弯曲的情况下操作框架元件,这也带来了质量方面的好处。
以上通过示例的方式描述了本发明。应当理解,本领域技术人员能够实施本发明的不同变型,而不以任何方式脱离本发明的范围。
- 用于机动车辆的悬架总成,用于机动车辆的车轮总成,机动车辆的前端及其机动车辆
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