一种双前轮车辆的前轮悬挂倾斜机构的制作方法

本实用新型属于车辆悬挂技术领域，尤其是涉及一种双前轮车辆的前轮悬挂倾斜机构。

背景技术：

传统的三轮机车普遍会采用前面一个车轮+后面两个车轮的结构，在车辆直线行驶时这种三轮结构比两轮结构稳定性高，更容易被驾驶者所掌握，但转弯时操作极不灵活，特别是在较高车速下转弯时，由于难以确保前后三个轮子同时着地，容易因重心不稳而出现侧翻。

近年来，人们开始研制一种新型的三轮机车，采用前面两个车轮+后面一个车轮的结构，这种车型具有两个对称设置的负责转向的前轮和一个负责驱动的后轮，三个车轮组成一个倒过来的等腰三角形，又称为倒三轮车或双前轮车。这种车型利用三角形原理可以有效解决两轮车两点一线的安全隐患。由于双前轮并非是简单地增加一个车轮，两个前轮利用特殊的前悬挂机构连接车架，通过平行四边形结构实现灵活地可侧倾摇摆，从而实现双前轮的两个前轮既相互关联又相对独立，能够确保三个轮子始终同时着地，为整车提供强大的抓地力和良好的制动效果。相互关联的两个前轮结构可实现几乎等同于单个前轮的两轮车那种可侧倾的性能，使车辆能够出色完成高速过弯，并提供稳定的刹车性能。另外，两个前轮的相对独立，可以使得两者之间允许存在水平落差，从而实现车辆在高低不平的路面平稳地行驶的可能。所以，双前轮车不仅继承并优化了两轮车的驾驶乐趣，还极大地提升了车辆的承重能力和抗冲击能力。

在现有的技术中，为了使双前转向轮能够适应各种不同的行驶路况，确保两个转向前轮和驱动后轮可以始终同时接触高低不平的地面，通常会采用“平行四边形多轴多杆联动”的可侧倾前轮悬挂机构，这种机构连接结构复杂，成本较高。另外，上述机构需要有足够的空间安装在车体上，容易引起车辆前部体积尤其是两个前轮的轮距增大，造成转向时车辆的稳定性和灵活性变差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种新型的双前轮车辆的前轮悬挂倾斜机构，实现车体前部小型化、减小前轮轮距、提高车辆行驶的稳定性和转向的灵活性；同时还可以简化整体结构、降低加工及装配难度，有效降低制造成本。

为了能实现上述目的，本实用新型采取以下的技术方案：包括车架、左悬挂组件、右悬挂组件、摇臂组件和转向装置；所述左悬挂组件和右悬挂组件通过摇臂组件对称地安装在所述车架的左右两侧；所述车架的前端设有车头立管。所述摇臂组件包括有左上摇臂、右上摇臂、下前摇臂和下后摇臂，其中左上摇臂和右上摇臂对称地以可转动方式安装在所述车头立管上部的左右两侧；所述下前摇臂和下后摇臂以可转动方式安装在所述车头立管下部的前后两侧；所述转向装置安装于所述摇臂组件下方。

具体地，所述左上摇臂横截面呈“y”型，其“y”型开口一端形成半包围空腔，该空腔两侧同轴地各设有一左安装孔；所述左上摇臂另一端设有一右安装孔，且通过该右安装孔可转动式地安装于所述车头立管上；所述右上摇臂横截面呈“y”型，其“y”型开口一端形成半包围空腔，该空腔两侧同轴地各设有一右安装孔；所述右上摇臂另一端设有一左安装孔，且通过该左安装孔可转动式地安装于所述车头立管上。

优选地，所述的左悬挂组件包括左转向管、左转向柱、左联板和左减震装置；所述左转向管穿设于所述左上摇臂“y”型开口一端形成半包围空腔内；该左转向管上部的左侧设有左上摇臂转动支架，左转向管下部的前、后侧分别设有下前摇臂左支架和下后摇臂左支架；所述左转向柱可转动式地安装在所述左转向管中；所述左联板固定在所述左转向柱的下端；所述左联板设有左转向臂安装支架；所述左减震装置上部与所述左联板连接；

所述的右悬挂组件包括右转向管、右转向柱、右联板和右减震装置；所述右转向管穿设于所述右上摇臂“y”型开口一端形成半包围空腔内；该右转向管上部的右侧设有右上摇臂转动支架，右转向管下部的前、后侧分别设有下前摇臂右支架和下后摇臂右支架；所述右转向柱可转动式地安装在所述右转向管中；所述右联板固定在所述右转向柱的下端；所述右联板设有右转向臂安装支架；所述右减震装置上部与所述右联板连接。

优选地，所述车头立管上部的左、右两侧分别设有左上摇臂安装支架和右上摇臂安装支架，所述车头立管下部的前、后侧分别设有下前摇臂安装支架和下后摇臂安装支架；所述车头立管内穿设有可转动的中间转向柱，其上端固定连接有一转向手把，下端固定连接有一中间联板，该中间联板设有中间转向臂安装支架。

优选地，所述下前摇臂设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔，所述下前摇臂通过上述安装孔可转动地分别与左转向管的下前摇臂左支架、车头立管的下前摇臂安装支架和右转向管的下前摇臂右支架连接；

所述下后摇臂设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔，所述下后摇臂通过上述安装孔可转动地分别与左转向管的下后摇臂左支架、车头立管的下后摇臂安装支架和右转向管的下后摇臂右支架连接；

所述左上摇臂的左、右安装孔与下前、后摇臂的左安装孔、中间安装孔的轴线构成一个平行四边形；右上摇臂的左、右安装孔与下前、后摇臂的中间安装孔、右安装孔的轴线构成一个平行四边形，上述两个平行四边形沿车架的车头立管的轴线左右分布。

优选地，所述的转向装置设置在左、右减震装置的上方，并设置在所述摇臂组件的下方；所述的转向装置包括有转向推杆，所述转向推杆上设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔；所述的左安装孔、中间安装孔和右安装孔上分别安装有可沿所在孔位轴线转动的左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架；所述的左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架分别可转动地安装在左转向臂、中间转向臂和右转向臂上；所述的左转向臂、中间转向臂和右转向臂分别固定连接在所述的左联板、中间联板和右联板上。

作为一种优选方案，为了确保摇臂组件整体的刚度和强度，所述的下前摇臂和下后摇臂是沿左右方向延伸的且截面呈矩形的部件，其截面的上下方向的长度大于前后方向的长度。

作为一种优选方案，所述的转向推杆的左、右安装孔轴线的距离，大于所述的左、右转向柱轴线的距离。以此形成梯形转向结构，可实现在车辆转向时内侧轮的转向角度大于外侧轮的转向角度，从而让车辆可以顺畅地转弯。

作为一种优选实施例，所述转向推杆上的左安装孔、中间安装孔和右安装孔上分别安装有可沿所在孔位轴线的上、下方向旋转的、横截面呈“y”字形的左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架；所述左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架分别沿前、后方向可旋转地安装在左转向臂、中间转向臂和右转向臂上。

作为另一种优选实施例，所述转向推杆上的左安装孔、中间安装孔和右安装孔上分别安装有可沿所在孔位轴线的前、后方向旋转的、横截面呈“u”字形的左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架；所述的左转向推杆支架、中间转向推杆支架和右转向推杆支架分别沿上、下方向可旋转地安装在左转向臂、中间转向臂和右转向臂上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点：

1、本技术方案将摇臂组件和转向装置设置在前轮的上方，有效减小前轮轮距，实现车体前部小型化，提高车辆转向的灵活性；机构各组成部件可紧凑连接，有效简化整体结构，降低加工精度及装配难度，从而降低生产成本。

2、本技术方案的连接方式可以使机构受力分布更为合理，有效提高机构整体的强度和刚度，减少车辆在颠簸路面行驶时前轮对车架产生的冲击，提高机构的使用寿命。

3、本技术方案将转向装置设置在减震装置的上方，并设置在摇臂组件的下方，有效避免减震装置对车辆转向的影响，防止当减震装置处于压缩或伸长状态下使整车左右侧倾时出现车辆被强制转向的不良现象。

为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1是装配有实施例1所述前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆的结构示意图。

图2是实施例1的前轮悬挂倾斜机构的结构示意图。

图3是实施例1所述的摇臂组件的结构示意图，(a)是摇臂组件处于水平状态时的示意图，(b)是摇臂组件处于上下摇摆状态时的示意图。

图4是实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的局部剖视图。

图5是实施例1所述的转向装置的立体示意图。

图6是实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的俯视图。

图7是装配有实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆倾斜状态的主视图。

图8是装配有实施例1所述前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆倾斜状态时转向的主视图。

图9是实施例2所述的转向装置的立体示意图。

图中：1-车架；11-车头立管；111-中间转向柱；12-左上摇臂安装支架；13-右上摇臂安装支架；14-下前摇臂安装支架；15-下后摇臂安装支架；16-中间联板；161-中间转向臂安装支架；2-左悬挂组件；21左转向管；211-下前摇臂左支架；212-下后摇臂左支架；22-左转向柱；23左联板；24-左减震装置；25-左上摇臂转动支架；26-左转向臂；27-左转向臂安装支架；3-右悬挂组件；31-右转向管；311-下前摇臂右支架；312-下后摇臂右支架；32-右转向柱；33-右联板；34-右减震装置；35-右上摇臂转动支架；36-右转向臂；37-右转向臂安装支架；4-摇臂组件；41-左上摇臂；42-右上摇臂；43-下前摇臂；44-下后摇臂；5-转向装置；51-转向推杆；52-左转向推杆支架；53-中间转向推杆支架；54-右转向推杆支架；55-中间转向臂；6-转向手把；7-左前轮；8-右前轮。

具体实施方式

实施例1

以下说明中在表示上下前后左右的方向时，除了特别注明之外，其余均指从驾驶车辆的驾驶员所观察到的上下前后左右的方向，其中上下方向包括垂直方向以及与垂直方向有所倾斜的大致上下方向；前后左右方向包括水平方向以及与水平方向有所倾斜的大致前后左右方向。另外，以下说明中所使用的如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中间”等的用词仅为了便于描述的明了，并非用来限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，如果没有实质变更技术内容，应当视为本实用新型可实施的范畴。

附图1为装配有实施例1所述前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆的结构示意图，图示为具有两个前轮和一个后轮的车辆，本实用新型所涉及的双前轮车辆也可以是具有两个前轮和多于一个后轮的车辆。车辆搭载的动力装置可以是发动机或电机等驱动装置和传动装置等。

请参阅附图2～6，本实施例所提供的一种双前轮车辆的前轮悬挂倾斜机构，主要由车架1、左悬挂组件2、右悬挂组件3、摇臂组件4和转向装置5组成。其中，所述的左悬挂组件2和右悬挂组件3通过摇臂组件4对称地设置在所述车架1的左右两侧；所述车架1的前端设有车头立管11。所述的摇臂组件4包括有左上摇臂41、右上摇臂42、下前摇臂43和下后摇臂44，其中左上摇臂41和右上摇臂42对称地以可转动方式安装在所述车头立管11上部的左右两侧；所述下前摇臂43和下后摇臂44以可转动方式安装在所述车头立管11下部的前后两侧；所述转向装置5安装于所述摇臂组件4下方。

具体地，在所述车头立管11上部的左、右两侧分别设有左上摇臂安装支架12和右上摇臂安装支架13，车头立管11下部的前、后侧分别设有下前摇臂安装支架14和下后摇臂安装支架15。所述车头立管11内穿设有可转动的中间转向柱111，其上端固定连接有一转向手把6，下端固定连接有一中间联板16，该中间联板16设有中间转向臂安装支架161。

具体地，所述左上摇臂41横截面呈“y”型，其“y”型开口一端形成半包围空腔，该空腔两侧同轴地各设有一左安装孔；所述左上摇臂41另一端设有一右安装孔，且通过该右安装孔可转动式地安装于所述车头立管11上。同样的，所述右上摇臂42横截面呈“y”型，其“y”型开口一端形成半包围空腔，该空腔两侧同轴地各设有一右安装孔；所述右上摇臂42另一端设有一左安装孔，且通过该左安装孔可转动式地安装于所述车头立管11上。

具体地，所述的左悬挂组件2包括左转向管21、左转向柱22、左联板23和左减震装置24。所述左转向管21穿设于所述左上摇臂41“y”型开口一端形成半包围空腔内；该左转向管21上部的左侧设有左上摇臂转动支架25，左转向管21下部的前、后侧分别设有下前摇臂左支架211和下后摇臂左支架212。所述左转向柱22可转动式地安装在所述左转向管21中。所述左联板23固定在所述左转向柱22的下端；所述左联板23设有左转向臂安装支架27。所述左减震装置24上部与所述左联板23连接。

所述的右悬挂组件3包括右转向管31、右转向柱32、右联板33和右减震装置34。所述右转向管31穿设于所述右上摇臂42“y”型开口一端形成半包围空腔内；该右转向管31上部的右侧设有右上摇臂转动支架35，右转向管31下部的前、后侧分别设有下前摇臂右支架311和下后摇臂右支架312。所述右转向柱32可转动式地安装在所述右转向管31中。所述右联板33固定在所述右转向柱32的下端；所述右联板33设有右转向臂安装支架37。所述右减震装置34上部与所述右联板33连接。

所述下前摇臂43设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔，所述下前摇臂43通过上述安装孔可转动地分别与左转向管21的下前摇臂左支架211、车头立管11的下前摇臂安装支架14和右转向管31的下前摇臂右支架311连接。

所述下后摇臂44设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔，所述下后摇臂44通过上述安装孔可转动地分别与左转向管的21下后摇臂左支架212、车头立管11的下后摇臂安装支架15和右转向管31的下后摇臂右支架312连接。

请参阅图3，其为实施例1所述的摇臂组件的结构示意图，其中(a)是摇臂组件处于水平状态时的示意图，(b)是摇臂组件处于上下摇摆状态时的示意图。当车辆处于直立状态时，从车辆正前方观察可见，左上摇臂41的左安装孔轴线a和右安装孔轴线b与下前、后摇臂的左安装孔轴线e、中间安装孔轴线f在垂直方向的投影点构成一个平行四边形；右上摇臂42的左安装孔轴线c和右安装孔轴线d与下前、后摇臂的中间安装孔轴线f、右安装孔轴线g在垂直方向的投影点构成一个平行四边形，如图3中的(a)所示，上述两个平行四边形沿车头立管11的轴线左右对称分布。

当车辆处于侧倾状态时，摇臂组件4将进行上下摇摆，如图3中的(b)所示，在下前、后摇臂的带动下，上述两个平行四边形将绕轴线f发生旋转，由于b、c、f的投影点固定在车架的车头立管上，而且e、f、g的投影点处于同一直线上，上述两个平行四边形旋转的结果将使左、右转向管始终沿平行于车头立管11的轴线的上下方向发生关联移动，且左转向管向上(下)移动的距离等于右转向管向下(上)移动的距离，由此实现左右两个前轮互相关联地上下运动，确保车辆的两个前轮始终同时着地，从而提高车辆的安全性和稳定性。

为了提高摇臂组件整体的刚度和强度，所述的下前摇臂43和下后摇臂44是沿左右方向延伸的且截面呈矩形的部件，如图4所示，其上下方向的长度l1大于前后方向的长度l2。

请参阅图5，其为实施例1所述的转向装置的立体示意图。本实施例的转向装置5包括有转向推杆51，所述转向推杆51上设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔；所述的左安装孔、中间安装孔和右安装孔上分别安装有可沿所在孔位轴线的上、下方向旋转的、横截面呈“y”字形的左转向推杆支架52、中间转向推杆支架53和右转向推杆支架54。所述的左转向推杆支架52、中间转向推杆支架53和右转向推杆支架54分别沿前、后方向可旋转地安装在左转向臂26、中间转向臂55和右转向臂36上；所述的左转向臂26、中间转向臂55和右转向臂36分别固定连接在所述的左联板23的左转向臂安装支架27、中间联板16的中间转向臂安装支架161和右联板33的右转向臂安装支架37上。

所述的左转向柱22通过上下端设置的轴承部件安装在所述的左转向管21内，并只能绕左转向管21的轴线旋转而不能沿轴线相对左转向管21上下移动。所述的中间转向柱111通过上下端设置的轴承部件安装在所述车头立管11内，并只能绕车头立管11的轴线旋转而不能沿轴线相对车头立管11上下移动。所述的右转向柱32通过上下端设置的轴承部件安装在所述的右转向管31内，并只能绕右转向管31的轴线旋转而不能沿轴线相对右转向管31上下移动。

请同时参阅图6，其为实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的俯视图。所述的转向推杆51的左、右安装孔轴线的距离，大于所述的左、右转向柱轴线的距离。上述四条轴线在水平方向的投影点将形成一个等腰梯形，该梯形转向结构可以使车辆更顺畅地转弯，提高车辆转向时驾驶员的骑乘舒适感。

请结合图3标识同时参阅图7，其为装配有实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆倾斜状态的主视图。当装配有实施例1所述的前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆向左侧倾斜时，车辆的重心将向左侧偏移并驱使下前、后摇臂绕轴线f旋转；同时，左上摇臂绕轴线b向上旋转，右上摇臂绕轴线c向下旋转；在摇臂组件的带动下，左悬挂组件向上而右悬挂组件向下移动，且两者移动的距离相等，整个倾斜过程两个前轮始终同时着地，从而确保车辆平稳行驶。

请同时参阅图8，其为装配有实施例1所述前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆倾斜状态时转向的主视图。当装配有实施例1所述前轮悬挂倾斜机构的双前轮车辆向左侧倾斜并同时驾驶员操纵转向手把6向左转弯时，摇臂组件4带动左悬挂组件2向上而右悬挂组件3向下同步移动；与此同时，转向装置5能够分别绕上下和前后方向旋转，将转向手把6的转向动作传递至左、右悬挂组件，使左、右悬挂组件可以分别绕各自的轴线向左旋转，由此实现当整车倾斜并转向时可以使得左右两个前轮能够始终同时着地而确保车辆平稳行驶。

实施例2

本实用新型的实施例2与实施例1大体相同，其区别在于转向装置的部分结构有所不同，其余相同部分此处不再赘述。以下结合图9进行详细说明。

在本实施方式中，所述的转向装置5’包括的转向推杆51’上同样设有左安装孔、中间安装孔和右安装孔；所述的左安装孔、中间安装孔和右安装孔上分别安装有可沿所在孔位轴线的前、后方向旋转的、横截面呈“u”字形的左转向推杆支架52’、中间转向推杆支架53’和右转向推杆支架54’。所述的左转向推杆支架52’、中间转向推杆支架53’和右转向推杆支架54’分别沿上、下方向可旋转地安装在左转向臂26’、中间转向臂55’和右转向臂36’上；所述的左转向臂26’、中间转向臂55’和右转向臂36’分别固定连接在所述的左联板23’的左转向臂安装支架27’、中间联板16’的中间转向臂安装支架161’和右联板33’的右转向臂安装支架37’上。

采用上述的结构和连接方式，使得转向装置同样可以分别绕上下和前后方向旋转，在摇臂组件上、下摇摆时，仍可以推动左、右悬挂组件分别绕各自的轴线向左或向右旋转，从而确保车辆在倾斜并转向时左右两个前轮始终保持同时着地。

以上是对本实用新型不同的具体实施方式所进行的详细描述，仅用于帮助理解本实用新型所公开的技术方案及工作原理，并非用于限定本实用新型的实施方式与应用范围。如果在不脱离本实用新型的精神和范围内，对本实用新型的各种改动、变更和(或)组合，倘若这些改动、变更和(或)组合属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也包含这些改动、变更和(或)组合。