TWI501897B - Personal transport vehicle - Google Patents

Description

個人運輸載具

本發明關於一種運輸載具，尤指一種兩輪式之個人運輸載具。

除了一般的機車、自行車之外，就目前市場上的個人運輸載具而言，通常為了達到靜態穩定，都會以至少三個地面接觸支撐點的方式來做為運輸載具的基本架構，即使駕駛者所乘坐的範圍體積並不大，但為了達到一定程度的穩定性與安全性，其軸距還是必須有一定的長度存在，也因此造就這種運輸載具體積通常較長、較大以及較重的問題，導致這種運輸載具在如今人潮稠密的都市區內作為代步工具是相當不便的，在持續快速都市化的趨勢下，此問題也會日益嚴重的顯現出來。

近年來，在市場上出現了一種同軸兩輪車，請參閱美國發明專利US6561294所揭露的一種車體架構，由兩個輪子支撐平台及控制桿所組合而成，兩組輪子以沿同一軸線且平行安置的方法安裝於一本體上，支撐平台上連接了一組連桿機構，該機構能夠改變座椅型態來提供駕駛者站姿或坐姿兩種操作型態。該同軸兩輪車將個人用運輸載具的體積縮小到只有約一個成人站立空間的大小，也因其同軸架構的特性使其具有零迴轉半徑的特點，解決了前 述載具的空間過大問題並提高了車輛的靈活度。

然而，上述同軸兩輪車的車體架構由於兩車輪分別配置於左右兩側，因此必須要由電子裝置及電控系統控制其車體重心位置，使其達到動態平衡狀態，由此可見此類載具相當依靠電子的控制特性，但在現今的生活中，電子控制的技術仍未達到零故障的可能性，一旦電控系統發生問題，即無法維持其動態穩定狀態，則無法確保駕駛者的人車安全，當其行駛於顛簸路面時，亦無法穩定的位於動態穩定狀態。再者，該同軸兩輪車停車時，如將電源關閉，車體即無法維持平衡狀態，必須倚靠在牆面或其支架上，造成使用上的不便。

有鑒於上述缺點的存在，台灣發明專利公開號201231033係揭露一種可調式輪具之載具，主要包括一平台，平台左右兩邊各透過一組具有依自由度的連桿件連結至少一個輪子旋轉裝置與輪胎，並搭配至少一對避震器，該左右輪子旋轉裝置之間由一組線性伸縮裝置連接，能調整左右輪子旋轉裝置之距離；平台前端透過樞鈕設置前踏板，平台後端透過至少一組具有一自由度的連桿件連結一後導向輪，前踏板與後導向輪之間由一組線性伸縮裝置連接，能前後調整前踏板與後導向輪之間的距離。然而，由其內容可以發現，該載具改變重心的方法主要是透過兩組線性伸縮裝置的搭配使用，缺一不可，且變換過程具有固定的先後順序條件。另外，在變換的過程中因其主動輪將會先離地再觸地，由此可見，該變化過程僅能存在於定位靜止的狀態下，否則車輛將會變得不受控制，功能性因此 而受到限制。

上述可調式輪具之載具結構上其主要地面接觸元件至少都保持三個車輪以上，為了達到穩定且安全的狀態，其重心必須永遠保持在三輪所構成的支撐多邊形以內，因此產生了前後體積較長的問題，一般個人運輸工具如輪椅，除了在開闊的室外空間使用外，也常在空間有限的室內環境下被使用，一旦體積過大、過長，在空間中的靈活性與機動性就會受到阻礙，因此上述可調式輪具之載具結構即失去了占用體積小的優勢，故現有技術中存在的此種個人運輸載具仍有待進一步改良。

有鑒於現有技術之兩輪式個人運輸載具具有不穩定性的問題，本發明設計一種個人運輸載具，其可達到在不穩定時以輔助輪穩定車身之發明目的。

為達到上述的發明目的，本發明之個人運輸載具所運用的技術手段包含有：設置一底盤、一支撐架構、一輔助輪支撐臂、一支撐架構致動器及一輔助輪支撐臂致動器：該底盤兩側處分別設有一車輪；該支撐架構包含有一第一連桿、一第二連桿及一第三連桿，該第一連桿、第二連桿及第三連桿依序相互樞接，該第一連桿及第三連桿之自由端樞接於底盤上形成平行四連桿機構；該輔助輪支撐臂頂端樞設於該第三連桿，其底端設置有輔助輪；該支撐架構致動器設置於底盤上且連接支撐架構；該輔助輪支撐臂致動器設置於支撐架構上並連接該輔助輪支撐臂。

所述之個人運輸載具，其中該第二連桿上設有 坐椅。

所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂及輔助輪支撐臂致動器之間連接設有一避震器。

所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂中段處形成一第一避震連接部；該輔助輪支撐臂的頂端一側處樞設有一連接架，該連接架上形成有一第二避震連接部，該避震器兩端分別樞接於第一避震連接部及該第二避震連接部。

所述之個人運輸載具，其中該第三連桿分為一主桿段及一延伸自主桿段的分桿段，該主桿段之底端與該底盤相互樞接，該主桿段之頂端與該第二連桿之另一端相互樞接，該分桿段朝向底盤的後側方向延伸，該輔助輪支撐臂樞設於該分桿段的自由端。

所述之個人運輸載具，其中該底盤上設置有一前安裝座；該支撐架構致動器具有一缸體及一穿設於缸體中的致動桿，該缸體一端樞設於該前安裝座上，該致動桿之自由端樞接於該支撐架構的第三連桿上。

所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂致動器為一電動缸，其具有一缸體及一穿設於該缸體中的致動桿，該輔助輪支撐臂致動器之缸體一端樞設於該第三連桿上，該輔助輪支撐臂致動器之致動桿之自由端樞接於該連接架上。

所述之個人運輸載具，其中該底盤內部設置有陀螺儀、加速度計、電子羅盤、編碼器、主控制器、左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器等，該兩車輪之軸心分 別連接該左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器，該兩車輪之軸心假想延伸線為同一直線。

所述之個人運輸載具，其中於該底盤前側處設置有一立柱，於該立柱的頂端兩側分別配置有一握把，於該握把上設有按鈕及切換開關，該按鈕及切換開關連接該主控制器。

所述之個人運輸載具，其中該立柱可分為一上段立柱及一下段立柱，上段立柱及下段立柱相互樞接，該兩握把設置於上段立柱上，該下段立柱底端連接該底盤。

藉由上述技術手段的運用，本發明的個人運輸載具可具有兩輪平衡模式及多輪穩定模式，該兩輪平衡模式可在車輛行駛狀況穩定時使用，可依較靈活的兩輪狀態行駛；當車輛行駛狀況不穩定時，例如：路面狀況不佳、電力不足、省電模式或速度變化率較大時)，可具有與地面間三點以上的支撐點，達到穩定車身的作用，提升整體使用上的安全性，此外，該多輪穩定模式亦可在車輛不行駛時使用，可直接關閉電源停止駐車，車輛仍可穩定位於直立狀態。

10‧‧‧底盤

11‧‧‧車輪

12‧‧‧第一樞接座

13‧‧‧第二樞接座

14‧‧‧立柱

140‧‧‧上段立柱

141‧‧‧下段立柱

15‧‧‧握把

16‧‧‧前安裝座

20‧‧‧支撐架構

21‧‧‧第一連桿

22‧‧‧第二連桿

220‧‧‧坐椅

23‧‧‧第三連桿

230‧‧‧主桿段

231‧‧‧分桿段

30‧‧‧輔助輪支撐臂

31‧‧‧輔助輪

32‧‧‧第一避震連接部

33‧‧‧連接架

330‧‧‧第二避震連接部

34‧‧‧避震器

40‧‧‧支撐架構致動器

41‧‧‧缸體

42‧‧‧致動桿

50‧‧‧輔助輪支撐臂致動器

51‧‧‧缸體

52‧‧‧致動桿

圖1為本發明的立體外觀圖。

圖2為本發明的側視示意圖。

圖3為本發明的電子裝置及驅動裝置的示意圖。

圖4為動作示意圖。

圖5為本發明的使用狀態示意圖(一)。

圖6為本發明的使用狀態示意圖(二)。

圖7為本發明的使用狀態示意圖(三)。

圖8為本發明的使用狀態示意圖(四)。

本發明為一種個人運輸載具，請參閱圖1及圖2所示，其包含有一底盤10、一支撐架構20、一輔助輪支撐臂30、一支撐架構致動器40及一輔助輪支撐臂致動器50。

該底盤10為一立方箱體，其內部設置有陀螺儀、加速度計、電子羅盤、編碼器、主控制器、左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器等電子裝置及驅動裝置，請配合參閱圖3所示，該陀螺儀、加速度計、電子羅盤、編碼器係可輸出訊號至主控制器，主控制器處理後，再將訊號輸出至支撐架構致動器40、輔助輪支撐臂致動器50、左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器等。請配合參閱圖1及圖2所示，於該底盤10之兩側處分別可轉動地設有兩車輪11，該兩車輪11之軸心分別連接該左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器，該兩車輪11之軸心假想延伸線為同一直線，該底盤10之頂面上的中央處間隔設置有至少一第一樞接座12及至少一第二樞接座13，該第一樞接座12位於第二樞接座13的前側處，在本發明的具體實施例中，該底盤10的頂面上係配置有兩第一樞接座12及兩第二樞接座13，該兩第一樞接座12左右間隔配置，該兩第二樞接座13左右間隔配置。於該底盤10之前側壁面上設置有一前安裝 座16，該前安裝座16為一直立架體且朝向上方延伸。於該底盤10前側處設置有一立柱14，於該立柱14的頂端兩側分別配置有一握把15，在本發明的具體實施例中，該立柱14可分為一上段立柱140及一下段立柱141，上段立柱140及下段立柱141相互樞接，該兩握把15設置於上段立柱140上，該下段立柱141底端固定於該前安裝座16處。於握把15上配置有數位按鈕及切換開關，數位按鈕及切換開關連接至該主控制器。於該握把15上可進一步配置有LCD螢幕及揚聲器。

請配合參閱圖1及圖2所示，該支撐架構20包含有一第一連桿21、一第二連桿22及一第三連桿23，該第一連桿21之底端樞設於該第一樞接座12上，該第一連桿21之頂端與該第二連桿22之一端相互樞接，該第二連桿22之另一端與該第三連桿23之頂端相互樞接，該第三連桿23之底端與該第二樞接座13相互樞接，藉此令第一連桿21、第二連桿22、一第三連桿23及底盤10頂面共同形成為一平行四連桿機構，由於底盤10位置為固定，因此當第一連桿21移動時，可帶動該第二連桿22及第三連桿23移動。在本發明的具體實施例中，該第三連桿23可分為一主桿段230及一延伸自主桿段230的分桿段231，該分桿段231及主桿段230呈倒y字形，該主桿段230之底端與該第二樞接座13相互樞接，該主桿段230之頂端與該第二連桿22之另一端相互樞接，該分桿段231朝向底盤10的後側方向延伸。進一步而言，該第二連桿22為一長板體，其頂面上設置有一坐椅220；該第一連桿21具有兩間 隔對稱之桿體，且分別樞設於該第二連桿22之一端兩側處；該第三連桿23具有兩間隔對稱之桿體，且分別樞設於該第二連桿22之另一端的兩側處。

該輔助輪支撐臂30之頂端樞接於該第三連桿23上，該輔助輪支撐臂30之底端可轉動地設置有一輔助輪31，該輔助輪支撐臂30可轉動至以輔助輪31抵靠於地面上，在本發明的具體實施例中，該輔助輪支撐臂30為兩間隔對稱配置之桿體，兩桿體之頂端分別樞設在該第三連桿23之分桿段231上，該兩桿體中段處彎折形成有一小於180度之角度，該桿體之彎折處形成一第一避震連接部32。進一步於該輔助輪支撐臂30的頂端一側處樞設有一連接架33，該連接架33具體為兩間隔之板體，該連接架33上形成有一第二避震連接部330，於該第二避震連接部330及該第一避震連接部32之間連接設置有一避震器34，該避震器34可提供該連接架33及輔助輪支撐臂30具有可相對擺動的自由度。

該支撐架構致動器40設置於該底盤10上，且可驅動該支撐架構20移動，為達到驅動支撐架構20移動的目的，該支撐架構致動器40可為現有技術中之電動缸、油壓缸、氣壓缸或馬達搭配減速齒輪機構等，該支撐架構致動器40可提供該底盤10及支撐架構20之間具有可相對移動的自由度。在本發明的具體實施例中，該支撐架構致動器40為一電動缸，其具有一缸體41及一穿設於缸體41中的致動桿42，該缸體41一端樞設於該前安裝座16上，該致動桿42之自由端樞接於該支撐架構20的第三連桿23 上，請配合參閱圖4所示，當該致動桿42突伸或縮回時，即可帶動該支撐架構20移動。

請參閱圖1及圖2所示，該輔助輪支撐臂致動器50設置於該支撐架構20上，且可驅動該輔助輪支撐臂30移動，為達到驅動輔助輪支撐臂30移動的目的，該輔助輪支撐臂致動器50可為現有技術中之電動缸、油壓缸、氣壓缸、電動缸或馬達搭配減速齒輪機構等，該輔助輪支撐臂致動器50可提供該支撐架構20與輔助輪支撐臂30之間具有可相對移動的自由度。該輔助輪支撐臂致動器50設置於該支撐架構20上且連接該輔助輪支撐臂30，該輔助輪支撐臂致動器50可帶動該輔助輪支撐臂30移動，進而調整輔助輪31之位置。在本發明的具體實施例中，該輔助輪支撐臂致動器50為一電動缸，其具有一缸體51及一穿設於缸體51中的致動桿52，該缸體51一端樞設於該第三連桿23上，該致動桿52之自由端樞接於該連接架330上，請配合參閱圖4所示，透過致動桿52之突伸及縮回，即可帶動該輔助輪支撐臂30移動位置。

在實際使用時，當使用者在實際操作該個人運輸載具時，可調整其為兩輪平衡模式或多輪穩定模式。

請配合參閱圖4所示，圖中所示之個人運輸載具位於兩輪平衡模式，該支撐架構致動器40縮回其致動桿42，令支撐架構朝向前側移動呈直立狀，同時帶動輔助輪支撐臂30朝向上方移動，並帶動該輔助輪31離開於地面。該輔助輪支撐臂致動器50突伸其致動桿52，令該輔助輪支撐臂30朝向下方轉動，進而縮減其占用的橫向空間，提供 操作時進行迴轉等的空間。請配合參閱圖5所示，使用者可站立在該底盤10頂面上且握持該握把15，以站姿操作個人運輸載具進行移動，透過陀螺儀感測使用者身體之傾斜狀態，經由主控制器控制該左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器，分別控制兩車輪11之轉動方向及速度。請配合參閱圖6所示，使用者亦可乘坐在該坐椅220上，以坐姿操作個人運輸載具。

請配合參閱圖7所示，在本發明的較佳實施例中，該輔助輪支撐臂30及輔助輪支撐臂致動器50係可拆卸地樞設於支撐架構20上，因此使用者可由支撐架構20上卸下該輔助輪支撐臂30及輔助輪支撐臂致動器50，如此則可僅占據更小的空間，便於在狹窄空間中進行迴轉動作。

請配合參閱圖2及圖8所示，使用者欲調整個人運輸載具由兩輪平衡模式至多輪穩定模式時，由於該個人運輸載具與地面之間的支撐關係及重心位置會改變，因此必須先恢復至站立姿態，該輔助輪支撐臂致動器50控制其致動桿52縮回，帶動該輔助輪支撐臂30朝向上方移動，該支撐架構致動器40控制其致動桿42突伸，帶動該支撐架構20朝向後側方向移動，令輔助輪31接觸於地面，令個人運輸載具與地面之間具有三點支撐點，可達到靜態平衡，多輪穩定模式可提供個人運輸載具原地停止且關閉電源時仍可穩定直立駐車，亦可在行駛狀況不穩定時(例如：路面狀況不佳、電力不足、省電模式或速度變化率較大時)達到穩定車身的作用，提升整體使用上的安全性。

以上所述僅是本發明的較佳實施例，並非對本 發明做任何形式上的限制，雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10‧‧‧底盤

11‧‧‧車輪

12‧‧‧第一樞接座

13‧‧‧第二樞接座

14‧‧‧立柱

140‧‧‧上段立柱

141‧‧‧下段立柱

15‧‧‧握把

20‧‧‧支撐架構

21‧‧‧第一連桿

22‧‧‧第二連桿

220‧‧‧坐椅

23‧‧‧第三連桿

230‧‧‧主桿段

231‧‧‧分桿段

30‧‧‧輔助輪支撐臂

31‧‧‧輔助輪

32‧‧‧第一避震連接部

33‧‧‧連接架

330‧‧‧第二避震連接部

34‧‧‧避震器

40‧‧‧支撐架構致動器

41‧‧‧缸體

42‧‧‧致動桿

50‧‧‧輔助輪支撐臂致動器

51‧‧‧缸體

52‧‧‧致動桿

Claims (9)

1. 一種個人運輸載具，其包含有一底盤、一支撐架構、一輔助輪支撐臂、一支撐架構致動器及一輔助輪支撐臂致動器：該底盤兩側處分別設有一車輪，該底盤上設置有一前安裝座；該支撐架構包含有一第一連桿、一第二連桿及一第三連桿，該第一連桿、第二連桿及第三連桿依序相互樞接，該第一連桿及第三連桿之自由端樞接於底盤上形成四連桿機構；該輔助輪支撐臂頂端樞設於該第三連桿，其底端設置有輔助輪；該支撐架構致動器設置於底盤上且連接支撐架構，該支撐架構致動器具有一缸體及一穿設於缸體中的致動桿，該缸體一端樞設於該前安裝座上，該致動桿之自由端樞接於該支撐架構的第三連桿上；該輔助輪支撐臂致動器設置於支撐架構上並連接該輔助輪支撐臂。
2. 如請求項1所述之個人運輸載具，其中該第二連桿上設有坐椅。
3. 如請求項2所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂及輔助輪支撐臂致動器之間連接設有一避震器。
4. 如請求項3所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂中段處形成一第一避震連接部；該輔助輪支撐臂的頂端一側處樞設有一連接架，該連接架上形成有一第二避震連 接部，該避震器兩端分別樞接於第一避震連接部及該第二避震連接部。
5. 如請求項4所述之個人運輸載具，其中該第三連桿分為一主桿段及一延伸自主桿段的分桿段，該主桿段之底端與該底盤相互樞接，該主桿段之頂端與該第二連桿之另一端相互樞接，該分桿段朝向底盤的後側方向延伸，該輔助輪支撐臂樞設於該分桿段的自由端。
6. 如請求項5所述之個人運輸載具，其中該輔助輪支撐臂致動器為一電動缸，其具有一缸體及一穿設於該缸體中的致動桿，該輔助輪支撐臂致動器之缸體一端樞設於該第三連桿上，該輔助輪支撐臂致動器之致動桿之自由端樞接於該連接架上。
7. 如請求項1至6中任一項所述之個人運輸載具，其中該底盤內部設置有陀螺儀、加速度計、電子羅盤、編碼器、主控制器、左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器等，該兩車輪之軸心分別連接該左輪轂馬達致動器及右輪轂馬達致動器，該兩車輪之軸心假想延伸線為同一直線。
8. 如請求項7所述之個人運輸載具，其中於該底盤前側處設置有一立柱，於該立柱的頂端兩側分別配置有一握把，於該握把上設有按鈕及切換開關，該按鈕及切換開關連接該主控制器。
9. 如請求項8所述之個人運輸載具，其中該立柱可分為一上段立柱及一下段立柱，上段立柱及下段立柱相互樞接，該兩握把設置於上段立柱上，該下段立柱底端連接該底盤。