專利名稱：一種輪距可調的單人車及輪距調整方法
技術領域：
本發明涉及一種單人車，尤其涉及輪距可調的單人車及輪距調整方法。
背景技術：
隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，小型的單人車將逐步取代自行車、電動自行車而成為人們在市內代步的重要交通工具。單人車由于車體窄、輪距小，因此穩定性相對較差，雖然單人車速度不高且不能在高等級公路上行駛，但在大角度轉向時也容易發生側翻事故，尤其是在車速相對較快的時候則更容易造成人身傷害。如果在車速相對較快的時候適當增加輪距，則可大大提高單人車的溫度性，減少側翻事故的發生，減少人身傷害。
公開日為2012年7月11日，公開號為CN102555714A的中國專利文件公開了一種應用于汽車懸架下擺臂上的輪距可調裝置，包括下擺臂主體和與下擺臂主體一端相連的球頭總成，在下擺臂主體與球頭總成之間設有能使球頭總成靠近或遠離下擺臂主體且能與下擺臂主體鎖緊的調節機構。它解決了現有技術的下擺臂主體與球頭總成剛性連接，不能實現調節輪距的問題。該裝置的調節固定片可以在連接端上作橫向滑動，在調整到所需的距離后，通過一個或多個定位孔配合緊固件使調節固定片固定在下擺主體上，從而實現輪距調節的目的，該裝置可在不更換副車架和懸架左右下擺臂總成的基礎上調節前輪距，節約新車型的開發周期，節約模具開發成本。但該裝置在車輛行駛過程中只能對輪距進行微量調節，對改善車輛行駛的穩定性影響不大。
發明內容
本發明的目的在于為了解決現有單人車由于輪距小而容易導致在轉向時發生側翻、造成人身傷害事故的問題而提供一種輪距可調的單人車及輪距調整方法。本發明的為了實現上述技術目的而采用的具體技術方案是:一種輪距可調的單人車，所述單人車的后輪為雙層輪轂結構，包括內輪轂及外輪轂，所述內輪轂的外圓周面上設有內花鍵，外輪轂的內圓周面上設有與內花鍵適配的外花鍵，輪胎設置在外輪轂的外圓周面上，所述外輪轂通過花鍵與內輪轂可滑動套接，內輪轂的中心與驅動軸的一端固定連接，驅動軸的另一端連接驅動機構，所述的驅動軸為中空結構，驅動軸內靠近內輪轂的一端設有可以相對于驅動軸滑動的伸縮軸，伸縮軸的一端為自由端，另一端與外輪轂固定連接，驅動軸內遠離內輪轂的一端設有聯接軸，聯接軸內設有油道，聯接軸靠近內輪轂的一端與伸縮軸的自由端之間設有液壓腔，液壓腔通過油道與車載液壓輪距控制機構連接，內輪轂與外輪轂的輪輻面之間設有若干拉簧。本發明的單人車后輪為雙層輪轂結構，包括內輪轂及外輪轂，外輪轂通過花鍵與內輪轂可滑動套接，內輪轂的中心與驅動軸固定連接，驅動軸為中空結構，驅動軸內設有可以相對于驅動軸滑動的伸縮軸，伸縮軸的一端與外輪轂固定連接，伸縮軸的另一端與車載液壓輪距控制機構連接；當車速較高需要增加輪距以提高單人車的穩定性時，車載液 壓輪距控制機構通過液壓裝置將車子兩側的伸縮軸及外輪轂向外頂出，從而使輪距增加，大大提高了單人車的穩定性，由于輪胎設置在外輪轂的外圓周面上，而內外輪轂之間通過花鍵連接，內輪轂上的驅動力可以通過花鍵傳遞到外輪轂的輪胎上；當車速較低或道路較窄或停車入庫需要減小輪距以縮小單人車的寬度時，只需將液壓腔泄壓，內外輪轂上輪輻面之間設置的拉簧會將外輪轂拉回到與內輪轂靠近的初始位置，從而使輪距與車體適配，以便于通過較窄的道路或入庫收藏。作為優選，液壓輪距控制機構包括油箱、液壓泵及泄流閥，液壓泵通過一單向閥連接所述的油道，油道通過泄流閥、回油管連接油箱。當需要增加輪距時，液壓泵通過單向閥、油道向液壓腔泵入油液，將輪胎向外頂出；當需要減少輪距時，只需打開泄流閥，液壓腔內的油液通過泄流閥、回油管回流油箱，液壓腔內的壓力消失或減小，內外輪轂上輪輻面之間設置的拉簧會將外輪轂拉回，從而實現輪距調節。作為優選，驅動軸通過軸承或軸套與底盤聯接，驅動軸靠近內輪轂的一端設有剎車盤。本發明的驅動軸可以通過軸承或軸套與單人車的底盤聯接，剎車機構上的剎車盤可以設置在驅動軸上，剎車機構上的卡鉗等可以設置在靠近剎車盤的底盤等固定結構上，由于剎車機構設置在內輪轂內側，因此外輪轂向外移動不會影響剎車系統的正常工作。作為優選，內輪轂的輪輻面上設有通孔，通孔上遠離外輪轂輪輻面的一側設有筒狀拉簧罩，拉簧的一端固定在筒狀拉簧罩的底部，另一端與外輪轂的輪輻面固定。由于拉簧具有一定的原始長度，拉簧罩的設置可以將呈收縮狀態的拉簧收藏到拉簧罩內，從而使內外輪轂可以更加靠近，增加輪距的可調節范圍。作為優選，伸縮軸為階梯軸結構，內輪轂的輪輻面中間設有與所述階梯軸對應的伸縮軸限位結構。伸縮軸的階梯結構可以限制伸縮軸的滑動距離，避免內外輪轂過分遠離，使內外輪轂上花鍵的接合長度過短，影響動力傳遞，同時也可以防止內外輪轂分離。作為優選，聯接軸及伸縮軸的外壁上設有環形凹槽，環形凹槽內設有密封圈。密封圈可以確保液壓腔的密封。作為優選，內輪轂的外圓周面上還設有安全膠圈，安全膠圈的寬度小于外輪轂外圓周面上的輪胎寬度，安全膠圈的外徑小于外輪轂外圓周面上的輪胎外徑。安全膠圈可以采用實心的耐磨橡膠圈結構，其作用與輪胎類似，因此也可以使用普通的輕型橡膠輪胎作為安全膠圈。安全膠圈可以在輪胎故障(比如爆胎或脫落)時臨時代替輪胎用于支撐車體，從而確保單人車的安全，由于單人車通常車體較小，重量較輕，因此采用較窄的安全膠圈可以滿足對車體臨時性的支撐要求，由于輪胎正常工作時安全膠圈不起作用，因此安全膠圈的外徑略小于外輪轂外圓周面上的輪胎外徑，使得輪胎工作正常時安全膠圈不與地面接觸(一般單人車在行駛時安全膠圈離地面距離為I厘米左右)，這樣可以避免磨損，延長安全膠圈的使用壽命。作為優選，安全膠圈與輪胎之間設有伸縮膜。伸縮膜的設置可以將內外輪轂之間的花鍵結構與外界隔離，避免花鍵結構受到路面沙子塵土影響，影響滑動性能。作為優選,驅動軸遠離內輪轂的一端設有外齒，夕卜齒與差速器上的輸出齒輪哨合。由于本發明在驅動軸內設置了聯接軸，因此驅動軸不能以常規方式連接差速器，本發明采用驅動軸通過外齒與差速器上的輸出齒輪嚙合的方式完成動力傳輸，差速器通常固定在單人車的底盤上。本發明單人車的輪距調 整方法，液壓輪距控制機構包括油箱、液壓泵及泄流閥，液壓泵通過一單向閥連接所述的油道，油道通過泄流閥、回油管連接油箱，所述的液壓輪距控制機構還包括輪距自動控制器、輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接液壓泵及泄流閥，其輪距調整方法包括以下步驟:
a.設定輪距調整的下限車速及上限車速；
b.輪距自動控制器根據車速傳感器檢測的車速數據并結合輪距傳感器檢測的輪距數據通過液壓泵或泄流閥控制輪距:
當車速小于等于設定的下限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最小值；
當車速大于等于設定的上限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最大值；
當車速在設定的下限車速與上限車速之間時，輪距自動控制器控制輪距與車速成正比。本發明的單人車在車速較低時，采用正常的輪距行駛，當車速上升到一定值時，為了增加行駛的穩定性，可以根據車速的增加適當增加輪距，這樣可以兼顧單人車的穩定性及窄小道路的通過能力，當車速高于一定值后，才采用最寬的輪距行駛，由于單人車的最高車速相對較小，因此這樣可以充分發揮單人車小巧靈活的優勢。這里的輪距與車速成正比是指輪距的可變化范圍與上下限值之間的車速變化范圍相對應，比如輪距的變動范圍為100厘米至130厘米，而設定的上下限車速分別是40公里/小時和20公里/小時，則當車速小于等于20公里/小時時，輪距自動控制器控制輪距為100厘米；當車速大于等于40公里/小時時，輪距自動控制器控制輪距為130厘米；當車速在20公里/小時與40公里/小時之間時，輪距自動控制 器控制輪距在100厘米至130厘米之間，且當車速為30公里/小時時，對應的輪距為115厘米。另外，本發明的輪距調整是在車子行駛過程中完成的，停車時由于車身壓住輪子，此時調整輪距不但需要很高的壓力，而且輪胎容易磨損，而在輪胎滾動時調整輪距，則所需的壓力相對較低，同時輪子的磨損也大大降低，車速越高，調整越方便。本發明的有益效果是:它有效地解決了現有單人車由于輪距小而容易導致在轉向時發生側翻、造成人身傷害事故的問題，本發明結構簡單，可以根據車速自動調整輪距，從而有效提高單人車行駛的穩定性，減少人身傷害事故的發生。
圖1是本發明實施例1輪距最小時的一種車輪結構示意 圖2是本發明實施例1輪距最大時的一種車輪結構示意 圖3是本發明實施例2輪距最小時的一種車輪結構示意 圖4是本發明實施例2輪距最大時的一種車輪結構示意圖。圖中:1.內輪轂，2.外輪轂，3.內花鍵，4.外花鍵，5.輪胎，6.驅動軸，7.伸縮軸，8.聯接軸，9.油道，10.液壓腔，11.拉簧，12.油箱，13.液壓泵，14.泄流閥，15，單向閥，16.軸承，17.剎車盤，18.拉簧罩，19.限位結構，20.安全膠圈，21.伸縮膜，22.外齒，23.差速器，24.輸出齒輪。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖對本發明技術方案的具體實施方式
作進一步的說明。
實施例1
在如圖1圖2所示的實施例1中，一種輪距可調的單人車，所述單人車的后輪為雙層輪轂結構，包括內輪轂I及外輪轂2，內輪轂的外圓周面上設有內花鍵3，外輪轂的內圓周面上設有與所述內花鍵適配的外花鍵4，外輪轂通過花鍵與內輪轂可滑動套接，輪胎5設置在外輪轂的外圓周面上，內輪轂與外輪轂的輪輻面之間設有六個沿輪轂徑向均勻分布的拉簧11，內輪轂的輪輻面上設有通孔，通孔上遠離外輪轂輪輻面的一側設有筒狀拉簧罩18，所述拉簧的一端固定在筒狀拉簧罩的底部，另一端與外輪轂的輪輻面固定。內輪轂的中心與驅動軸6的一端固定連接，驅動軸的另一端連接驅動機構，所述的驅動軸為中空結構，驅動軸內靠近內輪轂的一端設有可以相對于驅動軸滑動的伸縮軸7，伸縮軸為階梯軸結構，內輪轂的輪輻面中間設有與所述階梯軸對應的伸縮軸限位結構19，伸縮軸的一端為自由端，另一端與外輪轂固定連接；驅動軸內遠離內輪轂的一端設有聯接軸8，聯接軸內設有油道9，聯接軸及伸縮軸的外壁上設有環形凹槽，環形凹槽內設有密封圈，聯接軸靠近內輪轂的一端與伸縮軸的自由端之間設有液壓腔10，液壓腔通過油道與車載液壓輪距控制機構連接，液壓輪距控制機構包括油箱12、液壓泵13及泄流閥14，液壓泵通過一單向閥15連接所述的油道，油道通過泄流閥、回油管連接油箱。所述的液壓輪距控制機構還包括輪距自動控制器、輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接液壓泵及泄流閥。驅動軸外套設有軸承16，軸承安裝在單人車底盤上，驅動軸通過軸承與底盤聯接，驅動軸靠近內輪轂的一端設有剎車盤17，剎車機構上的卡鉗設置在靠近剎車盤的底盤上。驅動軸遠離內輪轂的一端設有外齒22,夕卜齒與差速器23上的輸出齒輪24卩齒合,差速器固定在單人車的底盤上，差速器兩側的輸出齒輪、驅動軸、伸縮軸、剎車盤及內外輪轂等均為對稱結構。實施例2· 在如圖3圖4所示的實施例2中，內輪轂的外圓周面上還設有安全膠圈20，安全膠圈采用一普通的輕型橡膠輪胎，安全膠圈的寬度為外輪轂外圓周面上的主輪胎寬度的30%，安全膠圈的外徑比外輪轂外圓周面上的主輪胎外徑小2厘米，安全膠圈與主輪胎之間設有波紋層疊結構的伸縮膜21，伸縮膜的一邊與內輪轂固定，另一邊與外輪轂固定，其余和實施例1相同。本發明工作時，預先設定輪距調整的下限車速及上限車速，輪距自動控制器根據輪距傳感器所測的實時輪距數據及車速傳感器所測的實時車速數據，通過控制液壓泵及泄流閥對輪距進行實時調整:當車速小于等于設定的下限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最小值；當車速大于等于設定的上限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最大值；當車速在設定的下限車速與上限車速之間時，輪距自動控制器控制輪距與車速成正比。例如輪距的變動范圍為100厘米至130厘米，而設定的上下限車速分別是40公里/小時和20公里/小時，則當車速小于等于20公里/小時時，輪距自動控制器控制輪距為100厘米；當車速大于等于40公里/小時時，輪距自動控制器控制輪距為130厘米；當車速在20公里/小時與40公里/小時之間時，輪距自動控制器控制輪距在100厘米至130厘米之間，且當車速為30公里/小時時，對應的輪距為115厘米。除上述實施例外，在本發明的權利要求書及說明書所公開的范圍內，本發明的技術特征或技術數據可以進行重新選擇及組合，從而構成新的實施例，這些都是本領域技術人員無需進行創造性勞動即可實現的，因此這些本發明沒有詳細描述的實施例也應視為本發明的具體實施例而 在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種輪距可調的單人車，其特征在于所述單人車的后輪為雙層輪轂結構，包括內輪轂(I)及外輪轂(2)，所述內輪轂的外圓周面上設有內花鍵(3)，外輪轂的內圓周面上設有與內花鍵適配的外花鍵(4)，輪胎(5)設置在外輪轂的外圓周面上，所述外輪轂通過花鍵與內輪轂可滑動套接，內輪轂的中心與驅動軸(6)的一端固定連接，驅動軸的另一端連接驅動機構，所述的驅動軸為中空結構，驅動軸內靠近內輪轂的一端設有可以相對于驅動軸滑動的伸縮軸(7)，伸縮軸的一端為自由端，另一端與外輪轂固定連接，驅動軸內遠離內輪轂的一端設有聯接軸(8)，聯接軸內設有油道(9)，聯接軸靠近內輪轂的一端與伸縮軸的自由端之間設有液壓腔(10)，液壓腔通過油道與車載液壓輪距控制機構連接，內輪轂與外輪轂的輪輻面之間設有若干拉簧(11)。
2.根據權利要求I所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于液壓輪距控制機構包括油箱(12)、液壓泵(13)及泄流閥(14)，液壓泵通過一單向閥(15)連接所述的油道，油道通過泄流閥、回油管連接油箱。
3.根據權利要求I所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于驅動軸通過軸承(16)或軸套與底盤聯接，驅動軸靠近內輪轂的一端設有剎車盤(17)。
4.根據權利要求I所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于內輪轂的輪輻面上設有通孔，通孔上遠離外輪轂輪輻面的一側設有筒狀拉簧罩(18)，拉簧的一端固定在筒狀拉簧罩的底部，另一端與外輪轂的輪輻面固定。
5.根據權利要求I所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于伸縮軸為階梯軸結構，內輪轂的輪輻面中間設有與所述階梯軸對應的伸縮軸限位結構(19)。
6.根據權利要求I所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于聯接軸及伸縮軸的外壁上設有環形凹槽，環形凹槽內設有密封圈。
7.根據權利要求I或2或3或4或5或6所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于內輪轂的外圓周面上還設有安全膠圈(20)，安全膠圈的寬度小于外輪轂外圓周面上的輪胎寬度，安全膠圈的外徑小于外輪轂外圓周面上的輪胎外徑。
8.根據權利要求7所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于安全膠圈與輪胎之間設有伸縮膜(21)。
9.根據權利要求I或2或3或4或5或6所述的一種輪距可調的單人車，其特征在于驅動軸遠離內輪轂的一端設有外齒(22),夕卜齒與差速器(23)上的輸出齒輪(24)哨合。
10.根據權利要求I所述單人車的輪距調整方法，所述的液壓輪距控制機構包括油箱、液壓泵及泄流閥，液壓泵通過一單向閥連接所述的油道，油道通過泄流閥、回油管連接油箱，所述的液壓輪距控制機構還包括輪距自動控制器、輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接輪距傳感器及車速傳感器，輪距自動控制器連接液壓泵及泄流閥，其特征在于單人車的輪距調整方法包括以下步驟 a.設定輪距調整的下限車速及上限車速； b.輪距自動控制器根據車速傳感器檢測的車速數據并結合輪距傳感器檢測的輪距數據通過液壓泵或泄流閥控制輪距 當車速小于等于設定的下限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最小值； 當車速大于等于設定的上限車速時，輪距自動控制器控制輪距為最大值； 當車速在設定的下限車速與上限車速之間時，輪距自動控制器控制輪距與車速成正比。
全文摘要
本發明公開了一種輪距可調的單人車及輪距調整方法，所述單人車的后輪為雙層輪轂結構，內外輪轂通過花鍵可滑動套接，輪胎設置在外輪轂的外圓周面上，內輪轂的中心與驅動軸的一端固定連接，驅動軸內靠近內輪轂的一端設有伸縮軸，伸縮軸的一端與外輪轂固定連接，驅動軸內還設有帶油道的聯接軸，聯接軸與伸縮軸之間設有液壓腔，液壓腔通過油道與車載液壓輪距控制機構連接，內輪轂與外輪轂的輪輻面之間設有拉簧。它有效地解決了現有單人車由于輪距小而容易導致在轉向時發生側翻、造成人身傷害事故的問題，本發明結構簡單，可以根據車速自動調整輪距，從而有效提高單人車行駛的穩定性，減少人身傷害事故的發生。
文檔編號B60B25/00GK103253077SQ201310054999
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月21日 優先權日2013年2月21日
發明者高艷俊, 李修宇, 魏憲波, 李功賦, 馬芳武, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司