用于兩輪車輛的防摔裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于兩輪車輛的防摔裝置，對(duì)于給定圓形軌跡和給定的抓地力系數(shù)，當(dāng)傾角達(dá)到對(duì)應(yīng)于輪胎抓地力的極限的極限角時(shí)，所述防摔裝置旨在防止車輛及其駕駛者摔倒，并同時(shí)允許該極限角被測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)，所述目的已通過(guò)用于安裝有輪胎的兩輪車輛（1）的防摔裝置（2）而實(shí)現(xiàn)，所述車輛的重心（G）以速度V圍繞中心為O且半徑為R的圓形軌跡移動(dòng)，含有重心（G）的車輛的中平面（P）和與所述軌跡相切的豎直平面（XZ）形成傾角（C），傾角（C）隨著車輛的速度V而增加，并在零角度與極限角（Clim）之間變化，超過(guò)所述極限角（Clim），則失去輪胎的橫向抓地力，引起車輛摔倒，防摔裝置（2）側(cè)向固定至所述軌跡內(nèi)部的車輛側(cè)，并當(dāng)速度V增加時(shí)，將傾角（C）限制為嚴(yán)格大于極限角（Clim）的最大角度（Cmax），防摔裝置（2）包括具有中心（G1）的安全輪（3）、調(diào)節(jié)最大角度（Cmax）的工具（4）和在安全輪（3）與車輛（1）之間的連接工具（5），所述安全輪（3）的中平面（P1）沿著位于地面之上的直線切割車輛的中平面（P），并形成與所述最大角度（Cmax）相差至多5度的角度（a）。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于兩輪車輛的防摔裝置。盡管不限于本申請(qǐng)，本專利技術(shù)應(yīng)該特別地關(guān)于用于兩輪車輛(如自行車)的防摔裝置而進(jìn)行描述。
技術(shù)介紹
開發(fā)和完工輪胎，特別是用于兩輪車輛的輪胎，需要在車輛上進(jìn)行測(cè)試。所進(jìn)行的測(cè)試包括輪胎抓著力測(cè)試，特別是在潮濕地面上，且這些測(cè)試對(duì)于確定輪胎的安全性能而言是極為重要的。常用的抓著力測(cè)試為在潮濕地面上以給定速度圍繞圓形軌跡移動(dòng)的兩輪車輛的橫向抓著力測(cè)試。該測(cè)試模擬了當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)輪胎的性能，特別是輪胎的橫向抓著力能力，即與車輛軌跡垂直的方向上的抓著力。文獻(xiàn)W02009147235描述了一種通過(guò)對(duì)比分析而評(píng)價(jià)一對(duì)輪胎的橫向抓著力的方法。已知質(zhì)量為M的車輛(其重心在速度V下圍繞半徑為R的圓形軌跡移動(dòng))受到離心力F=M*V2/R，所述離心力趨于將車輛推離其軌跡。為了使車輛保持在其軌跡上，輪胎與地面之間的界面需要產(chǎn)生平衡離心力的向心力。該向心力由輪胎與地面的抓著力產(chǎn)生，于是所述抓著力發(fā)展成施加至輪胎的橫向摩擦力FY。源自施加至兩輪車輛的兩個(gè)輪胎的摩擦力的橫向摩擦力Fy取決于由車輛施加至地面的垂直負(fù)載&、地面條件和與地面接觸的輪胎材料。因此，f定義為f=FY/Fz。為了使車輛能夠以所需速度遵循所需軌跡，f必須不超過(guò)在輪胎/地面界面處可得的抓著力系數(shù)(也稱為摩擦系數(shù))。還已知兩輪車輛(其重心在給定速度V下圍繞半徑為R的圓形軌跡移動(dòng))與豎直平面形成角度C(稱為外傾角)，所述豎直平面與軌跡相切，并朝向軌跡的內(nèi)部定向。更特別地，外傾角為由車輛的中平面和與軌跡相切的豎直平面所形成的角度，所述車輛的中平面即為含有車輛重心的車輛結(jié)構(gòu)的對(duì)稱平面。外傾角C的正切與離心力成比例，即與輪胎上的抓著力Fy的結(jié)果成比例，并滿足等式tan(C)=V2/R.g，其中g(shù)為重力加速度。因此，對(duì)于給定的半徑為R的圓形軌跡和給定的抓著力系數(shù)，當(dāng)速度V增加時(shí)，外傾角C增加直至對(duì)應(yīng)于抓著力的極限的極限角，超過(guò)極限角，則輪胎在地面上滑動(dòng)，從而導(dǎo)致車輛及其駕駛者摔倒。對(duì)于常規(guī)兩輪車輛，難以確定給定圓形軌跡和給定抓著力系數(shù)的極限角，這是因?yàn)轳{駛者難以保持該極限角足夠長(zhǎng)的時(shí)間以測(cè)量該極限角而不摔倒。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)人旨在，當(dāng)對(duì)于給定圓形軌跡和給定抓著力系數(shù)的外傾角達(dá)到對(duì)應(yīng)于輪胎抓著力的極限的極限角時(shí)，防止兩輪車輛及其駕駛者摔倒，并同時(shí)能夠使該極限角能夠被測(cè)量。根據(jù)本專利技術(shù)，該目的通過(guò)一種用于裝配有輪胎的兩輪車輛的防摔裝置而實(shí)現(xiàn)，所述車輛的重心G以速度V圍繞中心為O且半徑為R的圓形軌跡移動(dòng)，含有重心G的車輛的中平面和與所述軌跡相切的豎直平面形成外傾角，所述外傾角隨著速度V而增加，并可在零角度與極限角之間變化，超過(guò)所述極限角，則失去輪胎的橫向抓著力，從而導(dǎo)致車輛摔倒，所述防摔裝置側(cè)向附接至相對(duì)于軌跡的車輛內(nèi)側(cè)，從而當(dāng)速度V增加時(shí)，將外傾角限制為嚴(yán)格大于極限角的最大角度，所述防摔裝置包括安全輪、用于調(diào)節(jié)最大角度的工具和在所述安全輪與車輛之間的連接工具，所述安全輪的中平面沿著位于地面之上的直線與車輛的中平面相交，并形成與所述最大角度相差至多5°的角度。在本文獻(xiàn)中應(yīng)該應(yīng)用如下定義:-縱向方向:在軌跡的點(diǎn)處與軌跡相切的方向，-橫向方向:在軌跡的點(diǎn)處與軌跡垂直的方向，-豎直方向:與由縱向方向和橫向方向所限定的平面垂直的方向，-與軌跡相切的豎直平面:由縱向方向和豎直方向限定的平面，-水平平面:由縱向方向和橫向方向限定的平面。根據(jù)本專利技術(shù)的防摔裝置可以獲得極限角而不摔倒，超過(guò)所述極限角則存在輪胎抓著力的損失。只要車輛的外傾角小于極限角，則移動(dòng)的輪胎抓著地面，且車輛沿著其軌跡移動(dòng)。當(dāng)達(dá)到極限角時(shí)，車輛開始滑動(dòng)，且外傾角迅速增加。然后，外傾角通過(guò)所述防摔裝置而被鎖定在大于極限角的最大角度，這既防止了車輛及其駕駛者摔倒，還使車輛能夠繼續(xù)沿著其軌跡移動(dòng)。嚴(yán)格大于抓著力極限角的最大外傾角的原理使得在測(cè)試過(guò)程中可以測(cè)量該極限角，這是因?yàn)樵摌O限角落入允許的外傾角范圍內(nèi)。在失去抓著力之后鎖定外傾角的所述原理不適于常規(guī)安全裝置，在常規(guī)安全裝置中旨在在達(dá)到抓著力極限之前鎖定外傾角。在實(shí)踐中，最初將防摔裝置的最大外傾角設(shè)定至預(yù)定值，所述預(yù)定值允許最大給定速度，所述最大給定速度隨軌跡的半徑和地面的抓著力系數(shù)而變化。如果輪胎在低于該最大認(rèn)可速度的速度下(即在小于預(yù)定最大角度的極限角下)失去抓著力，則可使用該最大角度設(shè)定來(lái)確定極限角和相應(yīng)的極限速度。在另一方面，如果抓著力在低于最大認(rèn)可速度的速度下(即在小于預(yù)定最大角度的極限角下)不損失，則需要將最大角度設(shè)定至更高的值。所述防摔裝置側(cè)向附接至相對(duì)于軌跡的車輛內(nèi)側(cè)，即在朝著車輛傾斜的一側(cè)。側(cè)向附接意指防摔裝置基本上設(shè)置于車輛的重心軸上，也就是既不與后輪齊平也不與前輪齊平，而是介于兩個(gè)輪之間。所述防摔裝置包括安全輪、用于調(diào)節(jié)最大角度的工具和在所述安全輪與車輛之間的連接工具，所述安全輪的中平面沿著位于地面之上的直線與車輛的中平面相交，并形成與所述最大角度相差至多5°的角度。安全輪為履行防摔功能的簡(jiǎn)單、有效且便宜的工具。作為輔助輪，安全輪具有如下優(yōu)點(diǎn):在損失輪胎抓著力之后車輛已朝向軌跡內(nèi)側(cè)傾斜時(shí)使車輛能夠以三個(gè)輪繼續(xù)移動(dòng)。安全輪具有中平面，所述中平面與沿著位于地面之上的直線的車輛的中平面相交，并形成與所述最大角度相差至多5°的角度，該事實(shí)意指安全輪在基本上豎直的方向上與地面相接觸?；旧县Q直的方向意指安全輪的中平面距離豎直面的傾斜小于±5°。安全輪與地面的接近豎直的接觸(即具有接近零的安全輪的外傾角)不會(huì)產(chǎn)生易于妨礙車輛軌跡的任何橫向力，并使車輛能夠繼續(xù)其軌跡而無(wú)摔倒的風(fēng)險(xiǎn)。用于調(diào)節(jié)最大角度的工具可以掃描所需的最大角度的范圍以確定根據(jù)干燥路面或潮濕路面不同類型上的抓著力的極限角和極限速度。在安全輪與車輛之間的連接工具可以將安全輪(通常但不總是不可拆地)剛性連接至車輛。所述連接工具還具有與最大角度調(diào)節(jié)工具的結(jié)構(gòu)界面。有利地，所述最大角度為至少10°且至多60°，優(yōu)選為至少20°且至多45°。10°至60°之間的最大角度調(diào)節(jié)范圍可以針對(duì)用于較廣范圍的地面抓著力系數(shù)值的不同粒度測(cè)定術(shù)的不同類型的干燥或潮濕路面而確定極限角和相應(yīng)的極限速度。傳統(tǒng)來(lái)說(shuō)，輪胎在具有相對(duì)較高抓著力系數(shù)(例如大約1.0)的柏油或浙青路面上以及具有相對(duì)較低抓著力系數(shù)(大約0.1至0.2)的拋光混凝土路面上進(jìn)行測(cè)試。20°至45°之間的優(yōu)選最大角度調(diào)節(jié)范圍可以對(duì)于兩輪車輛(如自行車)的典型的O至40km/h之間的速度來(lái)測(cè)試輪胎在最常見的路面上的橫向抓著力。還有利的是，防摔裝置的安全輪的中心放置在距離車輛的中平面一定距離處，從而使得安全輪的中心描繪圓形軌跡，所述圓形軌跡的中心與車輛重心的圓形軌跡的中心同軸，且所述圓形軌跡的半徑不大于車輛重心的圓形軌跡的半徑。輪中心在橫向方向上相對(duì)于車輛中平面的這種定位確保車輛的重心投影位于車輛的中平面的基線(所述基線基本上經(jīng)過(guò)車輛的前后輪胎的地面接觸點(diǎn))與安全輪的地面接觸點(diǎn)之間，這通過(guò)圍繞縱向方向旋轉(zhuǎn)而防止車輛-駕駛者全體傾斜，并因此防止車輛-駕駛者全體摔倒。有利地，安全輪的外徑至少等于安裝至兩輪車輛的輪胎的外徑的一半。該特征可以限制安全輪的中心與車輛的中平面之間的距離，并因此用以減少防摔裝置的橫向輪跡，并改進(jìn)安裝有這種防本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2010.10.15 FR 10584251.用于安裝有輪胎的兩輪車輛(I)的防摔裝置(2)，所述車輛的重心(G)以速度V圍繞中心為O且半徑為R的圓形軌跡移動(dòng)，含有重心(G)的車輛的中平面(P)和與所述軌跡相切的豎直平面(XZ)形成外傾角(C)，所述外傾角(C)隨著所述車輛的速度V而增加，并可在零角度與極限角(Clim)之間變化，超過(guò)所述極限角(Clim),則失去所述輪胎的橫向抓著力，從而導(dǎo)致所述車輛摔倒，所述防摔裝置(2)側(cè)向附接至相對(duì)于軌跡的所述車輛的內(nèi)側(cè)，從而當(dāng)所述速度V增加時(shí)，將所述外傾角(C)限制為嚴(yán)格大于所述極限角(Clim)的最大角度(Cmax)，其特征在于，所述防摔裝置(2)包括中心(G1)的安全輪(3)、用于調(diào)節(jié)所述最大角度(Cmax)的工具(4 )和在所述安全輪(3 )與所述車輛(I)之間的連接工具(5 )，所述安全輪(3 )的中平面(P1)沿著位于地面之上的直線與所述車輛的中平面(P)相交，并形成與所述最大角度(Cmax)相差至多5°的角度(a)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于兩輪車輛(I)的防摔裝置(2)，其特征在于所述最大角度(Cmax)為至少10°且至多60°，優(yōu)選為至少20°且至多45°。3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項(xiàng)所述的用于兩輪車輛(I)的防摔裝置(2)，其特征在于，所述安全輪(3)的中心(G1)放置在距離所述車輛(I)的中平面(P) —定距離(L)處，從而使得所述安全輪(3)的中心(G1)描繪圓形軌跡，所述圓形軌跡的中心(O1)與所述車輛重心(G)的圓形軌跡的中心(O)同軸，且所述圓形軌跡的半徑(R1)不大于所述車輛的重心(G)的圓形軌跡的所述半徑(R)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的用于兩輪車輛(I)的防摔裝置(2)，其特征在于，將所述安全輪(3)的中心(G1)基本上放置在豎直平面(YZ)中，所述豎...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：Y·波坦，E·杜蘭德，D·博拉東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：米其林集團(tuán)總公司，米其林研究和技術(shù)股份有限公司，
類型：
國(guó)別省市：