技术领域

本发明是关于无轨道各种车辆和手推车和无轨道机动车，更具体 地说，是关于无轨道，由人力推动和转向和定向的各种车辆和手推车， 或以人力为主由其它动力辅助推动和转向和定向的各种车辆和手推车； 或以非人力为主、由人力辅助协调推动和转向和定向的，以其它动力为 主推动和转向的车辆；由人工或全自动驾驶的全机动车辆的轮子系统的 悬挂和承载和转向和定向的分配与控制。

                         背景技术

协调性、操纵性是指各种车辆和手推车的运动，符合驱动人的意向 和身体驱动动作方向。实际出现不协调性的概率是高的，出现不协调性 的偏差力矩是大的。例如，要将车往正前方推，车却向两边走；要车向 左右横走，车又转动起来，就出现不协调性，操纵性不好，不理想。

根据驱动人的意向，确定推动或拖动各种车辆和手推车的人体动 作，是施加驱动力的前提。然而，由于目前各种车辆和手推车的协调性、 操纵性普遍差，所以人们已经习惯了错觉和偏见，就是先将车体推动起 来，待车体运动了，再修正方向；待车体的速度上升，具有维持正确方 向的惯量，才将驱动力量增加上去；然后根据路面的起伏不平对车体运 动方向的干扰，不断调节驱动力的方向，限制车辆的随机游动。

常用的万向脚轮的相互垂直的轮轴和立轴之间，具有偏心距离。基 本脚轮是没有立轴和偏心距离。为了协调，各种车辆和手推车的脚轮， 就不全用万向脚轮，而部分掺杂使用基本脚轮。这对于从各种车辆和手 推车前面和后面推动的可逆、互换性和车体转动都有限制。

1999年和2000年，BBC电视台介绍了在四个轮子的各种车辆和手 推车中间增加一个轮子的超级市场的购物五轮各种车辆和手推车。现在 作为商品的运载躺平病人专用的进口医用五轮各种车辆和手推车；超级 市场的购物五轮各种车辆和手推车，改进效果并不明显。

1999年至2003年，各电视台和报纸也反复介绍一种六轮的火星探 测车。

                         发明内容

本发明是一种按比例调节车辆的各轮子承载的的方法和装置的方 法和装置。

本发明是用流体力学比例作用协调各种车辆和手推车的定向和转 向，将车辆的轮子系统的悬挂和承载和转向和定向的分配与控制结合起 来。

改进车辆的协调性、操纵性，使各种车辆和手推车的运动，更符合 驱动人的意向和身体驱动动作方向。

当车辆的载荷，在车体上是平均分布，或集中在车体中间，或质量 中心在车体中间，本发明能发挥最佳效果，也是设计的基本出发点。

独轮车和双轮车的定向性和转向性是最好的，但要附加很大的力量 去维持车体的平衡。人们就发展了三轮车，具有车体的自稳定性，相应 车辆的定向性和转向性下降。为了进一步提高车体的稳定性，人们又发 展了四轮车，相应车辆的定向性和转向性进一步下降。对于车体长宽比 例大的运载躺平病人专用的医用各种车辆和手推车，定向性和转向性差 就十分明显；对于不熟悉操纵的人和熟悉操纵的人同时在两端协同推动 同一辆运载躺平病人专用的医用各种车辆和手推车，动作都相互不协 调。

目前的五轮车，在车体中间增加了一个轮子，对定向性和转向性有 不明显的改进，因为增加了的轮子受地面起伏变化影响很大，是个作用 不确定和不稳定的部件。有的五轮车，对于增加的第五个轮子，有升降 变换机构，由人工根据具体情况临时取消和增加第五个轮子。

本发明的基本特征是采用五个或六个轮子或不大于99个轮子承载 车体，用相同或不同的缸体和相配合的缸柱、柱塞、活塞，对承载同一 车体的各个轮子，全部或部分分别用缸体和相配合的缸柱、柱塞、活塞 根据车体载荷，按预定设计比例自动调节各个轮子或部分轮子对地面间 的压力。

作用于轮子的缸体和相配合的缸柱、柱塞、活塞，联接和传递结构 是：缸体与车身联接，缸柱、柱塞、活塞与此轮子的支承座或立轴座或 与轮子连接的轴联接；或缸柱、柱塞、活塞与车身联接，缸体与此轮子 的支承座或立轴座与轮子连接的轴联接中的一种或两种混合。各缸体用 管道连通在一起或分几组连通或部分连通，并充入流体，流体是液体或 气体或液体和气体的混合物，流体是传递压强的工作介质。

由于流体的压强在同一腔体内，是相等的，或分几组腔体，所以同 一车体全部的各个轮子或部分的各组各个轮子对地面间的压力；在车体 姿态正常，当车辆的载荷，在车体上大致是平均分布，或集中在车体中 间，或集中在车体的某个部位，同一车体各个轮子对地面间的接触大体 是正常时；同一车体各个轮子都与同一腔体内的缸体连接时，同一车体 各个轮子对地面间的压力的比例关系，与各个轮子所独立联接有效缸径 或缸体工作截面积大小比例有关，基本与车辆的总载荷大小无关。

本申请文件的车体中间或车体的中间是指，在车体轮廓的宽度范围 内，在车体轮廓的长度范围内，或在车体轮廓的长度范围内近似趋向于 长度的中间。

这就是参数调节系统，是由各部件的结构尺寸和特性所决定，不使 用有源的放大器，不使用外加能源，不消耗流体和燃料。这与杠杆的力 分配比例由臂长比例决定是一致的。

对于同一车体的轮子总数为2～99个；与轮子有力学和机械联接的， 传递压强的工作介质是流体的缸体总数为2～99个；同一车体的轮子部 分或全部与缸体力学和机械联接；有的轮子对地面间的载荷部分或全部 由缸体承担；同一车体的轮子部分或全部与缸体中，有2个或2个以上 是互相连通的，都属于本发明的范围以内。

本发明的有益效果，是使各种车辆和手推车和：

由人力推动和转向和定向的各种车辆和手推车，或以人力为主由其 它动力辅助推动和转向和定向的各种车辆和手推车；或以非人力为主、 由人力辅助协调推动和转向和定向的，以其它动力为主推动和转向的车 辆，由人工或全自动驾驶的全机动车辆的轮子系统的悬挂和承载和转向 和定向的分配与控制，力学结构更加合理，力学特性更加符合人的意向；

车辆的定向和转向协调性、可操纵性明显提高；

在一定程度上能自动适应载荷和路面起伏不平的变化。

当增加的轮子在车体的中间或中间的车体轮廓的宽度的两侧时，转 弯半径可以为零，而且车辆保持原有的横向平移功能。

本发明的有益效果，是把独轮车和双轮车的转向和定向的优点和四 轮或普通三轮以上的车辆的稳定性结合在一起；因为本发明的其中一种 设计是把车辆的载荷集中在车体的中间或中间的车体轮廓的宽度的两 侧的增加的轮子上，相当于独轮车和双轮车的特点，本发明的有益效果 是使车辆和车体的移动轨迹中心、车辆和车体的几何与物理中心、车辆 和车体的质量中心、各轮子对地面的压力中心都大致重合或近似相互趋 近；当车辆的载荷，在车体上不平均分布，或不集中在车体中间，或本 身或外来的冲击，就由传统位置的四个或三个轮子承载不平衡的偏斜的 载荷。

对于采用流体力学原理工作的缸体和相配合的缸柱、柱塞、活塞， 人工设计和改变传统的、现有的车辆的同一车辆的2个和2个以上轮子 系统的悬挂和承载和转向和定向的分配与控制，使之相互连通，都属于 本发明的范围以内。

本发明增加的轮子安装在车辆的车体上，增加的轮子载荷与传统位 置上安装的轮子载荷的设计比例为1∶99～0.01。

每个缸体和相配合的缸柱、柱塞、活塞，作用于1～33个独立的或 与其它方式共同作用的独立的轮子。

                      附图说明

图1是传统的、现有的一种各种车辆和手推车的转动轨迹；

图2是本发明的一种各种车辆和手推车的转动轨迹；

图3是6轮6缸各种车辆和手推车的简图；

图4是6轮6缸各种车辆和手推车的仰视图；

图5是5轮5缸各种车辆和手推车的简图；

图6是5轮5缸各种车辆和手推车的仰视图；

图7是波纹管缸体的简图；

图8是6轮3缸各种车辆和手推车的简图；

图9是悬挂和承载的简图；

图10是悬挂和承载的简图；

图11是6轮2缸各种车辆和手推车的简图；

图12是使用相互垂直的轮轴和立轴之间，具有偏心距离的万向脚 轮。

                         具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

图1是一种传统的、现有的一种各种车辆和手推车在外力作用下的 车体运动轨迹。对车体1施加与车体所在路面平行的外力4，轮子2就 按轨迹64运动，轮子3就按轨迹5运动。

图2是一种本发明的按比例调节车辆的各轮子承载的车辆，在外力 作用下的车体运动轨迹。对车体65施加与车体所在路面平行的外力8， 轮子6就按轨迹11运动，轮子7就按轨迹10运动。这是在全体轮子都 与所在接触的地面传递压力都均等的条件下才出现。实际对车体中间增 加的轮子要采用流体力学方法，基本保持对地面传递压力、载荷。仅仅 是在车体中间增加固定的轮子，是达不到车体转弯半径为零在概率上是 很高的效果，除非在车体中间增加固定的轮子特别突出，并将使车体十 分不稳定，类似于独轮车和双轮车。

过去，人们的错误偏见是通过部分掺杂使用基本脚轮、改变轮子数 量和位置、改变轮子本身的结构来改善车辆的协调性、操纵性。本发明 是重新采用最古老的独轮车和双轮车将载荷集中在车体中间或车体中 间附近的区域的轮子上的基本方法，来改善车辆的协调性、操纵性。

图2与图1的脚轮基本相同，不同的是各轮子对地面的传递压力、 载荷比例和原理，而图1车体以与图2相同的施加外力的条件下，车体 转弯半径的概率最高数值为车体长度。。

本发明的一个内容是对被测车体长度方向轴线，其两个最外侧，分 别施加与车体所在路面平行的外力，观察该车辆的车体和各个轮子的运 动轨迹，就能快速判定、测定、测试、判断和评估该车辆的定向和转向 的协调性、操纵性。

图3是6轮6缸各种车辆和手推车的简图。缸体14，缸体16等各 缸体与压力表13用管道连通。压力表13能显示各种车辆和手推车的总 载荷大小和变化，压力表13能显示各种车辆和手推车的净载荷大小和 变化。压力表是一次仪表和二次仪表中的一种。

各缸体或缸柱与车体联接，连接的方式是各缸体或缸柱与车体23 刚性连接；各缸体或缸柱与车体经过轴承连接；各缸体或缸柱与车体经 过万向轴承连接；各缸体或缸柱与车体经过绞链连接；各缸体或缸柱与 车体经过挠性或弹性连接；各缸体或缸柱与车体经过平行或不平行机构 连接中的一种，是车轮悬挂机构。

四个缸柱、柱塞、活塞15和缸体14总的有效缸径或缸体工作截面 积与二个缸柱、柱塞、活塞17和缸体16总的有效缸径或缸体工作截面 积之比为0.1～10。

缸柱、柱塞、活塞15把车体载荷按：四个缸柱、柱塞、活塞15总 的有效缸径或缸体工作截面积与二个缸柱、柱塞、活塞17总的有效缸 径或缸体工作截面积之比；传递给四个轮子20。

缸柱、柱塞、活塞17把车体载荷按：四个缸柱、柱塞、活塞15总 的有效缸径或缸体工作截面积与二个缸柱、柱塞、活塞17总的有效缸 径或缸体工作截面积之比；传递给两个轮子22。

密封件18防止流体工作介质泄漏。

当车体载荷在车体上分布严重不均衡时，用止挡件21限制车体姿 态过分变形，防止造成车体不稳定。

图5是5轮5缸各种车辆和手推车的简图。

四个缸柱、柱塞、活塞15和缸体14总的有效缸径或缸体工作截面 积与二个缸柱、柱塞、活塞25和缸体24总的有效缸径或缸体工作截面 积之比为0.1～10。

缸柱、柱塞、活塞15把车体载荷按：四个缸柱、柱塞、活塞15和 缸体14总的有效缸径或缸体工作截面积与一个缸柱、柱塞、活塞25和 缸体24总的有效缸径或缸体工作截面积之比；传递给四个轮子20。

缸柱、柱塞、活塞17把车体载荷按：四个缸柱、柱塞、活塞15和 缸体14总的有效缸径或缸体工作截面积与一个缸柱、柱塞、活塞25和 缸体24总的有效缸径或缸体工作截面积之比；传递给一个轮子26。

图7是将缸体与相配合的缸柱、柱塞、活塞的动态外摩擦滑动密封 配合，改为用弹性元件波纹管的静态金属内摩擦静止密封配合。缸套30 和止挡件29。缸柱31传递车体载荷。弹性元件波纹管在此是一种挠性， 可压缩和可拉伸缸体。

波纹管28是整体成型，圆弧过渡。波纹管32是用冲片，经过焊接 成型。波纹管的破损用激光焊接修补，或气体保护焊接修补。

弹性元件波纹管与缸套间有减摩擦辅助套，或减摩擦辅助卡环或填 料，或轴向减摩擦辅助分隔条或板。

限制波纹管不需要运动，可使用多根立柱、导向套、弧形板，在波 纹管内部和外部限制波纹管不需要运动。

采用波纹管的有益效果是泄漏少，寿命长，结构和制造简单。

图8是6轮3缸各种车辆和手推车的简图。

两个缸柱、柱塞、活塞34和缸体33总的有效缸径或缸体工作截面 积与一个缸柱、柱塞、活塞36和缸体35总的有效缸径或缸体工作截面 积之比为0.1～10。

缸柱、柱塞、活塞34把车体载荷按：两个缸柱、柱塞、活塞34和 缸体33总的有效缸径或缸体工作截面积与一个缸柱、柱塞、活塞36和 缸体35总的有效缸径或缸体工作截面积之比；传递给四个轮子44。

缸柱、柱塞、活塞36把车体载荷按：两个缸柱、柱塞、活塞34和 缸体33总的有效缸径或缸体工作截面积与一个缸柱、柱塞、活塞36和 缸体35总的有效缸径或缸体工作截面积之比；传递给两个轮子40。

球型轴承41、球型轴承37、球型轴承43、球型轴承45支承轴42 等三根轴，和轮子40等六个轮子。

导套38和导柱39使轴与车体保持平动，是平行或不平行机构中的 一部分，是车轮悬挂机构。

图9是悬挂和承载的简图。

缸体52与车体48联结，缸柱、柱塞、活塞53通过球型轴承56与 轴46联结，轴46与轮子58联结。球型轴承41、球型轴承50是平行或 不平行机构中的一部分。

图10是悬挂和承载的简图。

缸体54与车体49联结，缸柱、柱塞、活塞55通过球型轴承57与 轴47联结，轴47与轮子59联结。球型轴承41、球型轴承51是平行或 不平行机构中的一部分。

图11是6轮2缸各种车辆和手推车的简图。

纵梁60与车体连接，两个缸体的工作腔体通过软管63连接。立柱 61、缸柱、柱塞、活塞62、缸柱、柱塞、活塞64将六个轮子与纵梁60 连接。

流体的工作腔体注入可压缩的气体或用压缩气体或重物或弹簧贮 能产生车辆空载时的初始压力，加大对路面起伏的跟踪和保持对路面压 力的动态范围；当车辆空载时，如初始压力使缸柱、柱塞、活塞过分伸 出，要用限制机构对部分或全部缸柱、柱塞、活塞相对缸体的最大伸出 位移进行限制。

各缸体用管道连通，并连通或不连通附加容器。

附加容器内工作介质特征是如下之一：

1)容器内是气体；

2)容器内是液体；

3)容器内是液体和气体的混合物。

附加容器内工作介质压强特征是如下之一：

1)车体无载荷时压强与大气压力相等；

2)车体无载荷时压强预先加载，大于大气压力。

附加容器的结构特征是如下之一：

1)是一个单纯的压力容器；

2)是一个压力贮能器，用压缩气体或重物或弹簧贮能。

附加容器的结构位置特征是如下之一：

1)位于车辆的流体系统最高位置；

2)位于车辆的流体系统中间位置；

3)位于车辆的流体系统下面位置。

附加容器与其它流体元件的连接特征是如下之一：

1)两者之间有液体和气体隔离和分离装置；

2)两者之间没有液体和气体隔离和分离装置。

流体的工作腔体注入可压缩的气体或用压缩气体或重物或弹簧贮 能和连通附加容器，有益效果是补偿流体工作介质泄漏，缓冲载荷冲击， 减少所运载的负荷相对与所在地面的高度变化，改善车体的姿态变化范 围。

使用液体和气体隔离和分离装置的有益效果，是避免车体颠簸，车 体的姿态变化而造成液体和气体混合。