[發(fā)明專(zhuān)利]用于對(duì)兩輪車(chē)輛提供陀螺式穩(wěn)定的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680031016.2
• 申請(qǐng)日: 2006-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101588959A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·穆寧;A·尼爾斯;N·西格沃思;D·斯佩爾林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陀螺運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定器有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B62M1/10
• 分類(lèi)號(hào): B62M1/10
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;楊松齡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于兩輪車(chē)輛的穩(wěn)定系統(tǒng)，還涉及這種車(chē)輛的新手所 用的練習(xí)裝置。

發(fā)明背景

學(xué)騎自行車(chē)或者類(lèi)似的人力車(chē)輛，是許多年輕人(和一些年長(zhǎng)的人) 面臨的身體挑戰(zhàn)。事實(shí)上，孩子必須知道什么是力的牛頓定律——平 衡、重力、扭矩、慣性和動(dòng)量。只有通過(guò)不斷調(diào)整重量和平衡達(dá)到主 要的速度和轉(zhuǎn)彎半徑，車(chē)手才可以熟練地騎車(chē)行駛?cè)我饩嚯x。以站立 的姿勢(shì)開(kāi)始騎車(chē)尤其困難，因?yàn)樯形传@得用以保持平衡的前進(jìn)速度。 同樣地，對(duì)于新手而言轉(zhuǎn)彎也很困難，因?yàn)樽孕熊?chē)和車(chē)手的重量和平 衡會(huì)突然偏移，使得自行車(chē)很難控制。通常，新手還會(huì)使自行車(chē)車(chē)輪 發(fā)生對(duì)折運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致自行車(chē)和車(chē)手跌倒在地的現(xiàn)象是很常見(jiàn)的。

通過(guò)使孩子感受基本的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)而讓他們學(xué)會(huì)騎車(chē)，一個(gè)經(jīng)長(zhǎng) 期實(shí)驗(yàn)得出的方法是使用練習(xí)輪。簡(jiǎn)而言之，練習(xí)輪一般是小半徑、 硬橡膠/硬塑料的車(chē)輪，其通過(guò)可移動(dòng)支架而附接到后輪軸上。在正確 地安裝好之后，每個(gè)練習(xí)輪從各自輪軸底部幾英寸處向外延伸(沿輪軸 的方向)，并安裝成使車(chē)輪的最低點(diǎn)稍稍高于后輪與地面的接觸點(diǎn)。以 這種方式，車(chē)手就可以稍微地向裝有練習(xí)輪的任意一邊傾斜，練習(xí)輪 與地面接合以防止自行車(chē)翻倒。

對(duì)于年輕的車(chē)手，利用練習(xí)輪是理想的開(kāi)端，傳統(tǒng)的騎車(chē)方式充 滿(mǎn)危險(xiǎn)且讓車(chē)手擦傷膝蓋。基本上，車(chē)手現(xiàn)在必須經(jīng)歷一系列新的、 未知的動(dòng)態(tài)過(guò)程，與此同時(shí)仍然連接有練習(xí)輪。一般而言，練習(xí)輪是 不夠的，因?yàn)樗鼈儾荒苣７抡鎸?shí)的不受限制的自行車(chē)運(yùn)動(dòng)。它們錯(cuò)誤 地教車(chē)手通過(guò)依靠練習(xí)輪保持平衡而不是通過(guò)真正地通過(guò)控制重量 來(lái)學(xué)會(huì)保持平衡。此外，在轉(zhuǎn)彎時(shí)，練習(xí)輪使車(chē)手不能側(cè)傾(bank)， 迫使車(chē)手養(yǎng)成壞習(xí)慣。他們依賴(lài)練習(xí)輪，使得向自主騎車(chē)的轉(zhuǎn)換過(guò)程 變得極其困難。

因此非常有必要提供一種訓(xùn)練設(shè)備，其用于跟隨或者代替練習(xí)輪 從而讓新手完全經(jīng)歷與騎車(chē)相關(guān)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，同時(shí)仍然可以在啟動(dòng)時(shí) 和慢行時(shí)保障一定程度的穩(wěn)定性。具體地，需要一種設(shè)備可以讓孩子 以2.5-5mph(對(duì)于大部分新手來(lái)說(shuō))的較慢速度來(lái)穩(wěn)定地騎車(chē)，同時(shí)孩 子仍然感覺(jué)安穩(wěn)，并且也有可能實(shí)現(xiàn)以較快的速度騎車(chē)(例如10mph)。

發(fā)明概要

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，通過(guò)提供穩(wěn)定的系統(tǒng)和方法為兩 輪車(chē)輛(典型地小的、人力兩輪車(chē))，其可提供車(chē)手常見(jiàn)的自行車(chē)運(yùn)動(dòng) 而不受限制(側(cè)傾、翻傾等)，但是在轉(zhuǎn)彎和其它操作中提供更大的穩(wěn) 定性，因此即使在速度相對(duì)慢的行駛和啟動(dòng)中，無(wú)意的傾斜轉(zhuǎn)彎或者 傾斜(可能導(dǎo)致摔跤)的可能性并不大。具有預(yù)定質(zhì)量值和徑向質(zhì)量分 布的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊(mass)設(shè)置成與前輪軸同軸。該質(zhì)量塊被支撐在軸承 上，以相對(duì)于前輪的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行空轉(zhuǎn)。同樣，可以使軸承旋轉(zhuǎn)顯著地 快于前輪，因而在前輪處圍繞輪軸產(chǎn)生陀螺效應(yīng)(gyroscopic?effect)。 該陀螺效應(yīng)影響車(chē)手對(duì)車(chē)輪的操縱。由于進(jìn)動(dòng)(precession)，車(chē)輪會(huì)跟 隨自行車(chē)的任何過(guò)度傾斜，以確保車(chē)手可以在無(wú)意的傾斜或轉(zhuǎn)彎中操 控自如。同樣地，該陀螺效應(yīng)限制了車(chē)手進(jìn)行過(guò)度操控的可能性，因 此防止了對(duì)折(jackknife)運(yùn)動(dòng)。

在所示的實(shí)施例中，質(zhì)量塊安裝在軸承上，而軸承自身安裝在自 行車(chē)車(chē)輪的中心輪轂上。自行車(chē)車(chē)輪按照慣例安裝在帶螺紋的輪軸 上，而該輪軸通過(guò)反向的螺母與前叉連接。該實(shí)施例的質(zhì)量是無(wú)動(dòng)力 的，而當(dāng)車(chē)手開(kāi)始騎車(chē)時(shí)通過(guò)助手(成人)的初始作用力使其旋轉(zhuǎn)。可 以使用各種永久性附接的或者可拆卸的機(jī)構(gòu)來(lái)使它旋轉(zhuǎn)。這樣的機(jī)構(gòu) 利用盤(pán)繞起來(lái)的繩索和卷軸，卷軸帶有棘齒系統(tǒng)和彈簧，棘齒系統(tǒng)在 繩索牽引的方向上鎖住卷軸，而彈簧在相反的、繩索收縮的方向上重 新盤(pán)繞繩索。備選地，可移除的齒條和安裝在質(zhì)量塊上的小齒輪(pinion) 能用來(lái)旋轉(zhuǎn)該質(zhì)量塊。在另一個(gè)備選實(shí)施例中，該質(zhì)量塊能利用鉆孔 器或者其它無(wú)繩的/有繩的電動(dòng)裝置來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其中，這種電動(dòng)裝置 帶有彈性附件(或者齒輪)，以接合質(zhì)量塊上的合適的驅(qū)動(dòng)輪轂。把附 件插入到與輪軸接觸并持續(xù)小段時(shí)間，在此期間內(nèi)，電動(dòng)裝置中的驅(qū) 動(dòng)輪軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然后，移走該裝置。如果有適當(dāng)?shù)闹С泻推胶猓? 質(zhì)量塊可以旋轉(zhuǎn)幾分鐘或更多時(shí)間。