自动站立装置及其具有自动站立装置的偏摆式车辆的制作方法

本发明涉及一种自动站立装置。本发明还涉及一种具有自动站立装置的偏摆式车辆。

背景技术：

我们在市面上普遍存在的正向三轮车、反向三轮车，大体的结构近似，其中正向三轮车，包括车架、前轮与两个后轮，车架包括主车架与后摇臂，后摇臂与主车架为铰接且后摇臂可相对主车架实现同方向向上或向下摆动；而反向三轮车，为了使包括两个轮子的前转向轮系能适应复杂的地形环境，使左右轮在所接触的地面高低不一致的情况下，不至于使车体倾斜，一般都采用让左轮与右轮通过四只减震器支撑在摇杆的左右两端上，这种方式使得减震器受侧向分离很大，容易失效，产生安全隐患。上述结构的正向三轮车、反向三轮车存在着共同的缺陷，即：三轮车在转弯时，两个后轮（前轮）依然为同高度运转，整体车架处于无侧倾状态，这使得三轮车在转弯时，其车辆以及乘员的离心力与重力无法平衡，容易侧翻或侧滑，存在安全隐患。

后来，本发明人发明了专利公告号为cn105292250b的一种反向三轮车，包括偏摆及转向机构、后端车架、驱动轮与两个前轮，偏摆及转向机构包括主车架，对称设置于所述主车架两侧的左前臂组件、右前臂组件，左前臂组件与右前臂组件之间设置有减震系统。上述结构的反向三轮车，左右摇臂分别于主车架上同轴线铰接，在转弯或倾斜时，可以实现全平行，车辆驾驶更加稳定，左右摇臂为单独的互不干涉的重心偏摆系统，解决了市面上普遍存在的反向三轮车的缺陷，使得驾驶更加安全。

另外，本发明人还发明了专利公布号为cn107344589a的一种三轮车，实际为正向三轮车，包括主车架与两个后摇臂，所述主车架上安装有前车轮，各所述后摇臂上分别安装有后车轮，主车架与两个所述后摇臂之间安装有偏摆机构，当所述三轮车转弯时，所述偏摆机构使两个所述后摇臂相对于所述主车架偏摆。同样的，上述结构的三轮车能够在任何情况下的任何运动模式中的两个后车轮轮毂的轴完全平行，保证三个车轮始终接触地面，增加了轮胎的接地总面积，提供平稳、舒适、安全的驾乘体验，行驶更为安全。

但是，本发明人发明的上述结构的反向三轮车以及正向三轮车，我们统称为偏摆式车辆，这种偏摆式车辆在停车时需要打开脚撑才能顺利泊车，车辆泊车呈倾斜状态，美观度不够，泊车状态不稳定，易于在泊车时翻倒。所以，本发明人发明了专利公告号为cn206265237u的一种偏摆式车辆上的偏摆锁止机构，包括固定在主车架上的支座以及滑动设置在支座上的插销，插销与支座之间设有弹力装置，插销可匹配锁止在插销座上，所述插销座固定在左下摇臂或右下摇臂上；拉线一端固定连接在插销上，另一端与开关手柄连接；当开关手柄拉动拉线时，插销受到向前的拉力，并插入插销座，实现偏摆式车辆的摇臂的锁止；当开关手柄释放拉线时，插销受到弹力装置的弹力离开插销座，实现偏摆式车辆的摇臂的解锁。上述结构的偏摆锁止机构，取代了传统脚撑，在偏摆式车辆泊车时，使插销插设在插销座上，使偏摆机构与主车架之间为锁止状态，实现车身与地面呈垂直的泊车状态，增加泊车稳定性。但是，这种锁止机构，在锁止或开锁时，需要主车架与摇臂在垂直的角度下，通过手动操作才能完成，操作较为麻烦，而且，锁止后的偏摆式车辆，由于摇臂与主车架之间锁死，若车身受到外力的冲击，容易发生机械故障，导致车辆无法顺利解锁。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动站立装置，它可以解决目前的偏摆式车辆无法自动泊车，受外力容易发生机械故障的问题。

为解决上述技术问题，本发明自动站立装置的技术解决方案为：

包括呈互补匹配的正咬合件与反咬合件，所述正咬合件处于反咬合件的后端，反咬合件的前端依次设有弹力装置与垫片，一中心轴穿过正咬合件、反咬合件、弹力装置以及垫片，正咬合件、反咬合件可独立的绕中心轴旋转，且反咬合件沿中心轴轴向并朝向垫片方向具有位移；所述正咬合件的前端设有一个或呈圆周均布的至少两个咬合齿，正咬合件上设有限位块；所述反咬合件的后端设有与咬合齿匹配的咬合槽，在反咬合件上设有限位槽，所述限位槽的延伸方向与中心轴轴向一致；当正咬合件与反咬合件绕中心轴发生互反方向的旋转时，反咬合件的咬合槽受到正咬合件的咬合齿的分力，从而实现反咬合件整体沿中心轴轴向向前的位移移动。

所述限位槽处于反咬合件的顶端；所述限位块处于正咬合件的后端的底部。

优选地，所述咬合齿具有两个，且咬合齿的截面为头部具有倒圆角的锥形形状。

优选地，所述咬合槽包括定位槽、分设在定位槽两侧的呈对称的外球弧斜面，所述外球弧斜面是以定位槽为起点朝向反咬合件的后端形成的球弧面，所述咬合齿的头部匹配处于定位槽内，当咬合齿相对咬合槽在外球弧斜面上划出弧线时，反咬合件沿中心轴轴向朝向垫片方向移动。

优选地，所述反咬合件的前端下部沿轴向向后凹陷形成了定位平台，所述定位平台上设有设有法兰套，所述法兰套与中心轴同心，且法兰套的外周面与反咬合件的上部具有间隔，弹力装置的一端套设在法兰套上且弹力装置的一端抵在定位平台的前端，弹力装置的另一端抵在垫片的后端。

所述定位平台呈圆形。

所述垫片包括具有中心孔的本体，所述本体的前端设有定位环。

所述弹力装置为弹簧、弹性橡胶、弹性气囊。

本发明还提供一种具有自动站立装置的偏摆式车辆，其技术解决方案为：

包括偏摆及转向机构，所述偏摆及转向机构包括主车架、上摇臂与下摇臂，所述上摇臂、下摇臂的中心分别通过第一铰接轴、第二铰接轴铰接连接在主车架上，所述上摇臂或/和下摇臂的中心还设有自动站立装置，所述第一铰接轴或/和第二铰接轴为自动站立装置的中心轴；处于上摇臂中心的自动站立装置的正咬合件的限位块匹配搭在上摇臂上，正咬合件随上摇臂绕第一铰接轴左右摆动，处于上摇臂中心的自动站立装置的反咬合件的限位槽匹配在主车架上且反咬合件随主车架绕第一铰接轴左右摆动；处于下摇臂中心的自动站立装置的正咬合件的限位块匹配搭在下摇臂上，正咬合件随下摇臂绕第二铰接轴左右摆动，处于下摇臂中心的自动站立装置的反咬合件的限位槽匹配在主车架上且反咬合件随主车架绕第二铰接轴左右摆动；当正咬合件的咬合齿匹配对应在反咬合件的咬合槽的定位槽内时，偏摆式车辆的摇臂处于锁止状态。

所述上摇臂与下摇臂均为一体结构。

所述上摇臂包括左上摇臂与右上摇臂，左上摇臂、右上摇臂分别通过第一枢转机构、第二枢转机构与主车架铰接，所述第一铰接轴穿过所述第一枢转机构与第二枢转机构；所述下摇臂包括左下摇臂与右下摇臂，左下摇臂、右下摇臂分别通过第三枢转机构、第四枢转机构与主车架铰接，所述第二铰接轴穿过所述第三枢转机构与第四枢转机构。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明的自动站立装置取代了传统脚撑，在驾驶员离开偏摆式车辆时，受弹力装置作用，反咬合件与正咬合件实现咬合并相对固定，正咬合件的咬合齿卡接在反咬合件的咬合槽内，由于正咬合件与摇臂连接，反咬合件与主车架连接，从而使上摇臂、下摇臂与主车架呈垂直并相对稳定，车身与地面呈垂直，实现偏摆式车辆的自动泊车。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明具有自动站立装置的偏摆式车辆的的立体图；

图2是本发明具有自动站立装置的偏摆式车辆的偏摆及转向机构的立体分解图；

图3是本发明具有自动站立装置的偏摆式车辆的偏摆及转向机构的剖视图；

图4是本发明自动站立装置的一个角度的立体分解图；

图5是本发明自动站立装置的另一个角度的立体分解图；

图6是本发明自动站立装置的立体剖视图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的一种具有自动站立装置的偏摆式车辆，可以有多种形式，分别为：具有偏摆及转向机构的正向三轮车、具有偏摆及转向机构的反向三轮车以及具有偏摆及转向机构的四轮车，本实施例以具有偏摆及转向机构的反向三轮车为例进行阐述，包括偏摆及转向机构1、后段车架2、驱动轮3与两个前轮4，所述偏摆及转向机构1设置于后段车架2的前端，所述两个前轮4和所述偏摆及转向机构1连接，对称的设置在所述后段车架2的前端左右两侧，并以所述后段车架2为对称轴，所述驱动轮3设置在后段车架2的后端，所述偏摆及转向机构1包括主车架5、上摇臂6与下摇臂7，所述上摇臂6、下摇臂7的中心分别通过第一铰接轴8、第二铰接轴9铰接连接在主车架5上，

在这里，上摇臂6与下摇臂7具有两种实施方式，具体如下：

一、所述上摇臂6与下摇臂7均为一体结构。

二、所述上摇臂6包括左上摇臂与右上摇臂，左上摇臂、右上摇臂分别通过第一枢转机构、第二枢转机构与主车架5铰接，所述第一铰接轴8穿过所述第一枢转机构与第二枢转机构；所述下摇臂包括左下摇臂与右下摇臂，左下摇臂、右下摇臂分别通过第三枢转机构、第四枢转机构与主车架5铰接，所述第二铰接轴9穿过所述第三枢转机构与第四枢转机构。

在上摇臂6或/和下摇臂7的中心还设有自动站立装置26，自动站立装置26使得偏摆式车辆能够自动泊车站立；本发明的自动站立装置26具体结构为：

包括呈互补匹配的正咬合件10与反咬合件11，所述正咬合件10处于反咬合件11的后端，反咬合件11的前端依次设有弹力装置12与垫片13，一中心轴14穿过正咬合件10、反咬合件11、弹力装置12以及垫片13，所述弹力装置12可以为弹簧或弹性橡胶或弹性气囊，正咬合件10、反咬合件11可独立的绕中心轴14旋转，且反咬合件11沿中心轴14轴向并朝向垫片13方向具有位移；此处的中心轴14实际为上摇臂6的第一铰接轴8或下摇臂7的第二铰接轴9；所述正咬合件10的前端设有一个或呈圆周均布的至少两个咬合齿15，正咬合件10上设有限位块16；所述反咬合件11的后端设有与咬合齿15匹配的咬合槽17，在反咬合件11上设有限位槽18，所述限位槽18的延伸方向与中心轴14轴向一致。

优选地，所述限位槽18处于反咬合件11的顶端，主车架5的其中一个横梁19嵌合在限位槽18内，且横梁19与限位槽18之间具有间隙，当反咬合件11受到正咬合件10的推力大于弹力装置12给予反咬合件11的反向作用力时，反咬合件11沿中心轴14朝向垫片13方向移动，限位槽18相对横梁19具有滑动距离；所述限位块16处于正咬合件10的后端的底部，限位块16处于摇臂的底面，随着摇臂的摆动，正咬合件10绕中心轴14左右摆动。

优选地，所述咬合齿15具有两个，且咬合齿15的截面为头部具有倒圆角的锥形形状；对称的两个咬合齿15，能够使自动站立装置26的稳定性更好。

优选地，所述咬合槽17包括定位槽20、分设在定位槽20两侧的呈对称的外球弧斜面21，所述外球弧斜面21是以定位槽20为起点朝向反咬合件11的后端形成的球弧面，所述咬合齿15的头部匹配处于定位槽20内，当正咬合件10随摇臂发生左右摆动时，咬合齿15相对咬合槽17在外球弧斜面21上划出弧线，反咬合件11沿中心轴14轴向朝向垫片13方向移动。

优选地，所述反咬合件11的前端下部沿轴向向后凹陷形成了定位平台22，定位平台22呈圆形，所述定位平台22上设有设有法兰套23，所述法兰套23与中心轴14同心，且法兰套23的外周面与反咬合件11的上部具有间隔，弹力装置12的一端套设在法兰套23上且弹力装置12的一端抵在定位平台22的前端，弹力装置12的另一端抵在垫片13的后端。法兰套23使得弹力装置12在定位平台22上具有一个限位作用，防止弹力装置12发生偏移。

所述垫片13包括具有中心孔28的本体27，所述本体27的前端设有定位环24，定位环24嵌合在摇臂的枢转机构内，垫片13可以保护摇臂免受弹力装置12的磨损，同时，垫片13使得弹力装置12的受力更加稳定、均匀。

在安装时，摇臂的枢转机构之间形成了安装空间25，正咬合件10、反咬合件11、弹力装置12以及垫片13整体置于安装空间25内，并通过中心轴14实现与主车架5、摇臂的连接。

处于上摇臂6中心的自动站立装置26的正咬合件10的限位块16匹配搭在上摇臂6上，正咬合件10可随上摇臂6绕第一铰接轴8左右摆动，处于上摇臂6中心的自动站立装置26的反咬合件11的限位槽18匹配在主车架5上且反咬合件11随主车架5绕第一铰接轴8左右摆动；处于下摇臂7中心的自动站立装置26的正咬合件10的限位块16匹配搭在下摇臂7上，正咬合件10随下摇臂7绕第二铰接轴9左右摆动，处于下摇臂7中心的自动站立装置26的反咬合件11的限位槽18匹配在主车架5上且反咬合件11随主车架5绕第二铰接轴9左右摆动；当正咬合件10的咬合齿15匹配对应在反咬合件11的咬合槽17的定位槽20内时，偏摆式车辆的摇臂处于锁止状态。

当正咬合件10与反咬合件11绕中心轴14发生互反方向的旋转时，反咬合件11的咬合槽17受正咬合件10的咬合齿15的分力，从而实现反咬合件11整体沿中心轴14轴向向前的位移移动。

在实际使用过程中，当驾驶者踏上偏摆式车辆，在车辆直线行驶或转弯行驶时，驾驶者自身体重的重量对车辆产生的作用力，远远大于自动站立装置26的正咬合件10与反咬合件11之间的作用力，所以，驾驶者对于自动站立装置26给予偏摆式车辆的作用力忽略不计，驾驶体验不受影响，具体的，在偏摆式车辆向左转弯时，此时，驾驶者与车辆均产生向右的离心力，左前轮相对于主车架5上升，右前轮相对于主车架5下降，正咬合件10随摇臂绕中心轴14顺时针转动，正咬合件10上的咬合齿15挤开反咬合件11并使反咬合件11沿中心轴14朝向垫片13方向移动，此时，咬合齿15离开咬合槽17并在外球弧斜面21上具有滑动轨迹，自动站立装置26解锁，并使偏摆式车辆正常的实现偏摆运动。

当驾驶者离开偏摆式车辆后，由于没有外力作用于正咬合件10，此时的弹力装置12作用力大于正咬合件10挤开反咬合件11的作用力，受弹力装置12作用，反咬合件11沿中心轴14反向移动并复位，使得咬合齿15重新回位至咬合槽17内，摆臂与主车架5重新回归垂直，偏摆式车辆处于泊车状态，从而实现偏摆式车辆的自动站立泊车功能。

以上对本发明实施例所提供的自动站立装置及其具有自动站立装置的偏摆式车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明所揭示的技术方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。