WO2024252044A1 - Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal - Google Patents
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Definitions
- the present invention applies to those carts whose frame has two front idle wheels and two fixed motorized rear wheels, so that they have a single direction of advance and a single center of rotation when stopped, where a driver located behind the cart grabs a handlebar to make it turn.
- said cart comprises, articulated behind the cart, a rolling platform with two wheels of fixed geometry, thus configuring a motorized articulated vehicle.
- the driver rides on the rolling platform that is separated from the car.
- the articulation between the car and the rolling platform allows the vehicle to be folded so that it can be used in pedestrian mode with electric assistance to facilitate pushing.
- the present invention involves an optimization of a vehicle comprising a cart with a frame having two front idle wheels, two fixed motorized rear wheels - so that they have a single direction of advance and a single center of rotation when stopped - and a fixed handlebar set back from the motorized wheels; and also comprising a rolling platform having a tread area and two wheels of fixed geometry, which is positioned behind the cart to which it is attached by means of a combined joint; said platform can be used either unfolded, rolling on the ground to transport the driver, or retracted, to allow pedestrian use of the cart.
- said combined joint has two and a half degrees of freedom, one in yaw, which allows turning when driving it; another also in pitch, which on the one hand allows changes in level and going up and down curbs, and on the other hand lifting the platform until it is collected under the handlebars in a stable position; and finally it has an extra degree of freedom by deformation, necessarily restricted to allow a certain movement, mainly elastic, of relative rolling between both main elements of the vehicle, that is, a certain torsion that allows absorbing both asymmetrical irregularities of the terrain and any change of level undertaken obliquely, but in such a way that said torsion generates a force opposite to the relative rolling movement between the car and the rolling platform, thus contributing to an anti-rollover support.
- This restricted degree of freedom will preferably be formed by a silentblock-type flexible joint.
- the rigidity of this flexible joint contributes to the stability of the vehicle in curves for use in road traffic, since it allows the weight of the driver on the rolling platform to contribute to the anti-rollover support of the cart, normally loaded, in curves.
- the use of two idle wheels at the front of the cart, one on each side, is equally important.
- Handlebar height [1050,1250]; it must be necessary and sufficient so that the handlebar grip is comfortable both when walking and when riding on the rolling platform.
- Handlebar setback [220,270]; long enough to walk behind the cart without kicking or stepping on it, and to accommodate the folded dolly under the handlebars without disturbing the driver, and short enough so that when turning in road traffic mode, the handlebars do not move significantly to the opposite side, forcing the driver to reach to the outside of the turn and being adversely affected by the centrifugal force involved.
- Width of the tread area on the platform [410,450]; so that the legs are not too close together as this would be detrimental to stability, but there is enough space to accommodate suitable wheels and their corresponding brake systems, and all this without exceeding the total width of the cart.
- FIG-1 shows a front perspective view of a mixed-use motorized articulated vehicle for road and pedestrian traffic; comprising a delivery cart (1) and a folding dolly (2). This figure represents said motorized articulated vehicle in the deployed platform configuration.
- Fig-2 shows a rear perspective view of the mixed-use motorized articulated vehicle for road and pedestrian traffic corresponding to Fig-1. On it, the area corresponding to the combined articulation between the cart and the platform is marked as detail A.
- FIG-3 corresponds to said detail A in enlarged view.
- FIG-4A and FIG-4B show side views of the mixed-use motorized articulated vehicle for road and pedestrian traffic of FIG-1 in its two corresponding states of use.
- FIG-5A and FIG-5B show two plan views of the FIG-1 mixed-use motorized articulated vehicle for road and pedestrian traffic in its two corresponding states of use, the first corresponds to its straight driving, and the second shows a high degree of yaw on the rolling platform, as would correspond to a tight turn.
- a motorized articulated vehicle for mixed use for road and pedestrian traffic is proposed, preferably for delivery and last mile tasks.
- the present invention involves an optimization of a vehicle comprising a cart (1) whose frame has two front idle wheels (121, 122), two fixed motorized rear wheels (111, 112) - so that they have a single direction of advance and a single center of rotation when stopped - and a fixed handlebar (13) set back with respect to the motorized wheels (111, 112); and also comprises a rolling platform (2) that has a tread area (FPP) and two wheels (201, 202) of fixed geometry, positioned behind the cart (1) to which it is attached by means of a combined joint (3).
- Said rolling platform (2) can be used unfolded, rolling on the ground to transporting a driver, or collected in a stable position and secured by fixing means (321) to allow pedestrian use of the vehicle.
- Said fixing means (321) are located below the handlebar of the cart (1) at a sufficient distance to prevent the driver from having to bend down or exert significant effort in the operation of ensuring use in pedestrian mode, when the rolling platform (2) adopts its stowed position.
- said fixing means (321) are made up of a simple plate that is manually pivoted laterally.
- Said combined joint (3) presents freedom of turn in pitch (according to axis A3Y) by means of a transverse pivot axis (JY), which on the one hand allows the vehicle to cope with changes in level and go up and down curbs, and on the other hand to raise the rolling platform (2) to collect it under the handlebar (13) until reaching a stable position, forward with respect to said axis (A3Y) so as not to fall due to its weight; in addition, linked to the transverse pivot axis (JY), it has a vertical pivot axis (JZ) that allows turns to be made when driving it in road traffic mode, which gives it a degree of freedom of yaw (according to axis A3Z); and furthermore, linked to the vertical pivot axis (JZ) it has a deformable element (JX) of the silentblock type that allows a certain swing between the carriage (1) and the rolling platform (2), that is, a certain torsion according to the advance axis (AX3) of the rolling platform (2), which allows to
- the main measurements with a margin of ⁇ 5% are:
- hinges may be embodied by flexible joints... also the size, shape, location or orientation of the various components may be varied. Components shown directly connected or in contact with each other may have intermediate structures arranged between them. The functions of one element may be performed by two, and vice versa. Therefore, the scope of the invention should not be limited by the specific embodiment described, but by the appended claims.
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Abstract
Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal; formado por un carro (1) con dos ruedas locas (121, 122) delanteras y dos ruedas traseras motorizadas (111, 112) fijas y un manillar (13) fijo retrasado respecto de las ruedas motorizadas (111, 112); y por una plataforma rodante (2) que dispone de un área de pisado (FPP) y de dos ruedas (201, 202) de geometría fija, posicionada por detrás del carro (1) al que se une mediante una articulación combinada (3) que permite guiñada y cabeceo, que en modo de tráfico rodado se usa desplegada y en modo peatonal recogida, y permitiendo dicha articulación (3) el balanceo relativo entre el carro (1) y la plataforma rodante (2) mediante una deformación elástica contribuyendo a una sujección antivuelco.
Description
VEHÍCULO ARTICULADO MOTORIZADO DE USO MIXTO PARA TRÁFICO RODADO Y PEATONAL
La presente invención aplica a aquellos carros cuyo armazón dispone de dos ruedas locas delanteras y de dos ruedas traseras motorizadas fijas, de forma que disponen de una única dirección de avance y de un único centro de rotación en parado, donde un conductor situado detrás del carro agarra un manillar para hacerle girar. Además, dicho carro comprende, articulada por detrás del carro, una plataforma rodante con dos ruedas de geometría fija, configurando así un vehículo articulado motorizado.
En zonas de tráfico rodado -u otras donde este uso esté permitido aún con eventuales restricciones de velocidad- el conductor va subido en la plataforma rodante que es fraccionada desde el carro. En zonas peatonales, la articulación entre el carro y la plataforma rodante permite el plegado del vehículo para que pueda ser usado en modo peatonal con asistencia eléctrica para facilitar su empuje.
ESTADO DE LA TÉCNICA
En los últimos años, según el comercio on-line cobra más y más protagonismo, el reparto a domicilio ha crecido enormemente, y ya sea por contaminación o por el colapso del tráfico en los núcleos urbanos, prolifera el uso de carros de reparto, muy en particular para lo que se viene denominando “última milla” dónde los vehículos convencionales cada vez encuentran más dificultades de acceso.
Todavía gran parte de ese reparto sigue haciéndose con carritos y carretillas manuales con los que se puede llegar hasta la puerta del domicilio, pero según el comercio va más y más por esta vía, aumenta el interés por facilitar esta tarea mediante carros o vehículos con asistencia eléctrica. Los sistemas usados son de dos tipos, carros asistidos con motores cuando el conductor lo acompaña andando, y carros motorizados donde el conductor va subido en él, pero éstos, como los motocarros y patinetes de carga, normalmente -por legislación- no pueden ser manejados por aceras, o acceder al interior de edificios y sus ascensores.
Hay que comentar que en el estado de la técnica existen plataformas rodantes que se enganchan por detrás de un carro motorizado, ya se trate de una silla de ruedas o incluso de un cortacésped, como US4828282. Tales casos, de los que se pueden encontrar numerosos videos en internet, corresponden a plataformas de quita y pon para facilitar el transporte del conductor, y en tal caso se comportan como un vehículo con mejor
o peor dinámica de conducción, pero no optimizada como vehículo, y donde además para pasar a modo peatonal, hay que quitar de en medio la plataforma rodante.
Los problemas a resolver se centran pues en dos aspectos:
• La optimización dinámica del conjunto de un carro de carga motorizado de uso peatonal, conectado con plataforma rodante que transporta a un conductor, de forma que pueda circular a una velocidad significativamente mayor que en uso peatonal.
• Geometría del sistema completo y en particular de la articulación entre ambos componentes, que permitiendo dicha optimización facilite el cambio de modo entre ambos usos, de tráfico rodado a peatonal y viceversa.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención supone una optimización de un vehículo que comprende un carro cuyo armazón dispone de dos ruedas locas delanteras, de dos ruedas traseras motorizadas fijas -de forma que disponen de una única dirección de avance y de un único centro de rotación en parado-, y de un manillar fijo retrasado respecto de las ruedas motorizadas; y comprende además una plataforma rodante que dispone de un área de pisado y de dos ruedas de geometría fija, la cual se posiciona por detrás del carro al que se une mediante una articulación combinada; dicha plataforma bien puede usarse desplegada, rodando en el suelo para transportar al conductor, o recogida, para permitir el uso peatonal del carro.
Podría decirse que dicha articulación combinada presenta dos grados y medio de libertad, uno en guiñada, que permite realizar giros al conducirlo; otro también en cabeceo, que por un lado permite cambios de rasante y subir y bajar bordillos, y por otro lado levantar la plataforma hasta recogerla por debajo del manillar en una posición estable; y por último dispone de un grado de libertad extra por deformación, necesariamente restringido para permitir cierto desplazamiento, principalmente elástico, de balanceo relativo entre ambos elementos principales del vehículo, esto es, cierta torsión que permita absorber tanto irregularidades asimétricas del terreno como cualquier cambio de nivel acometido en oblicuo, pero de forma que dicha torsión genere una fuerza opuesta al desplazamiento de balanceo relativo entre el carro y la plataforma rodante, contribuyendo así a una sujeción antivuelco.
Este grado de libertad restringido estará preferentemente conformado por una junta flexible de tipo silentblock. La rigidez de dicha junta flexible contribuye a la estabilidad en curvas del vehículo para su uso de tráfico rodado, ya que permite que el peso del conductor sobre la plataforma rodante contribuya en la sujeción antivuelco del carro, normalmente cargado, en las curvas. En este aspecto, igualmente importante es el uso de dos ruedas locas al frente del carro, una a cada lado.
Además, han de darse ciertas medidas y proporciones que hacen posible tanto una conducción cómoda y segura del vehículo en el modo de tráfico rodado, como que el paso a modo peatonal sea simple y la posición que adopte la plataforma rodante una vez recogida sea estable hasta que pueda quedar asegurada por correspondientes medios de fijación.
Para ello consideraremos los ejes de referencia XYZ, siendo X la intersección con el suelo del plano vertical de simetría del carro, considerado en el sentido de avance; siendo Y el eje de rodadura en el suelo de las ruedas motorizadas del carro; y siendo Z la vertical hacia arriba.
Para el correcto funcionamiento del carro en ambos modos de conducción entran en juego numerosos factores cuyos efectos combinan con el resto. Los siguientes factores deben estar comprendidos en los siguientes rangos de medidas en milímetros (mm):
• Altura del manillar: [1050,1250]; pues ha de ser necesaria y suficiente como para que el agarre del manillar resulte cómodo tanto al andar como al ir subido en la plataforma rodante.
• Retraso del manillar: [220,270]; suficientemente largo para andar tras el carro sin darle patadas ni pisarlo, y para albergar bajo el manillar la plataforma rodante plegada sin molestar al conductor, y suficientemente corta como para que al girar en modo tráfico rodado, el manillar no se desplace significativamente al lado contrario, lo que obligaría al conductor a estirarse hacia el exterior de la curva y se vería perjudicado por la fuerza centrífuga correspondiente.
• Altura de la articulación combinada: [200,260]; para que, al plegar la plataforma rodante, ésta quede a una altura suficientemente cómoda como para ser sujetada y asegurada por el conductor sin tener que agacharse.
• Retraso de la articulación combinada: [90,140]; suficientemente corta como para garantizar la estabilidad del vehículo en recta a su máxima velocidad, acelerando y frenando, y suficientemente larga como para quedar más retrasada que la plataforma una vez replegada, de forma que permanezca arriba sin ser sujetada por el conductor mientras éste realiza alguna acción complementaria para asegurarlaen esa posición mediante correspondientes medios de anclaje.
• Retraso del área de pisado en la plataforma: [550,650]; para que la posición del conductor le permita manejar el manillar con seguridad y facilidad de manejo, tanto del manillar en sí, que dirige el carro, como de los correspondientes mandos de freno, aceleración, luces, intermitentes o bocina.
• Retraso del eje de las ruedas de la plataforma rodante: [600,700]; pues al quedar el eje de rodadura por detrás de la carga que supone el peso del conductor, parte de ese peso se transfiere al carro a través de la articulación combinada, de modo que ayuda a que las ruedas motrices en el carro tengan suficiente tracción cuando el carro va sin carga.
• Altura del área de pisado en la plataforma: [130,160]; interesaría tener aquí la menor altura posible para que el manillar no quede muy abajo cuando el conductor va subido en ella, pero exige una solución de compromiso pues debe asegurarse un nivel suficiente de amortiguación y calidad de rodadura en las ruedas traseras, así como una altura suficiente como para evitar pequeños obstáculos.
• Anchura total del carro: [615,715]; condicionada por el ancho de puertas más común por donde habrá que poder pasar holgadamente.
• Anchura del área de pisado en la plataforma: [410,450]; para que las piernas no vayan demasiado juntas pues ¡ría en contra de la estabilidad, pero haya espacio suficiente para alojar unas ruedas apropiadas y sus sistemas de freno correspondientes, y todo ello sin sobrepasar la anchura total del carro.
• Adelanto de ambos ejes de pivote correspondientes a las ruedas locas: [490,690]; pues condiciona la longitud del carro y la capacidad de carga aceptables, y estos factores condicionan la inercia manejable con este tipo de dirección con ruedas locas delanteras.
• Diámetro de ruedas motorizadas: [215,285]; para que teniendo un aceptable nivel de rodadura y un empuje suficiente dado un par motor moderado, tener además una altura contenida, maximizando el volumen y peso de la carga a transportar.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS
• FIG-1 muestra una vista en perspectiva frontal de un vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal; que comprende un carro (1) de reparto y una plataforma rodante (2) plegable. En esta figura se representa dicho vehículo articulado motorizado en configuración de plataforma desplegada.
• FiG-2 muestra una vista en perspectiva trasera de el vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal correspondiente a la FIG-1. Sobre ella se marca como detalle A la zona coorespondiente a la articulación combinada entre el carro y la plataforma.
• FIG-3 corresponde a dicho detalle A en vista ampliada.
• FIG-4A y FIG-4B muestran sendas vistas laterales del vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal de la FIG-1 en sus dos correspondientes estados de uso.
• FIG-5A y FIG-5B muestran dos vistas en planta del vehículo de la FIG-1 articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal en sus dos correspondientes estados de uso, la primera corresponde a su conducción en recta, y la segunda muestra un alto grado de guiñada en la plataforma rodante, como correspondería a un giro cerrado.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODO PREFERENTE DE REALIZACIÓN
Se propone un vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal, preferentemente para tareas de reparto y última milla. La presente invención supone una optimización de un vehículo que comprende un carro (1) cuyo armazón dispone de dos ruedas locas (121 , 122) delanteras, de dos ruedas traseras motorizadas (111 , 112) fijas -de forma que disponen de una única dirección de avance y de un único centro de rotación en parado-, y de un manillar (13) fijo retrasado respecto de las ruedas motorizadas (111 , 112); y comprende además una plataforma rodante (2) que dispone de un área de pisado (FPP) y de dos ruedas (201 , 202) de geometría fija, posicionada por detrás del carro (1) al que se une mediante una articulación combinada (3). Dicha plataforma rodante (2) bien puede usarse desplegada, rodando en el suelo para
transportar a un conductor, o recogida en una posición estable y asegurada por unos medios de fijación (321) para permitir el uso peatonal de vehículo.
Dichos medios de fijación (321) se ubican por debajo del manillar del carro (1) a una distancia suficiente como para evitar que el conductor tenga que agacharse o esforzarse de forma significativa en la operativa de asegurar el uso en modo peatonal, cuando la plataforma rodante (2) adopta su posición recogida. En una realización preferente dichos medios de fijación (321) están conformados por una simple pletina que manualmente se hace pivotar lateralmente.
Dicha articulación combinada (3) presenta libertad de giro en cabeceo (según eje A3Y) mediante un eje de pivote transversal (JY), que por un lado permite al vehículo afrontar cambios de rasante y subir y bajar bordillos, y por otro lado levantar la plataforma rodante (2) para recogerla por debajo del manillar (13) hasta alcanzar una posición estable, adelantada respecto de dicho eje (A3Y) para no caer por su peso; además, ligado al eje de pivote transversal (JY), dispone de un eje de pivote vertical (JZ) que permite realizar giros al conducirlo en modo de tráfico rodado, lo que le confiere un grado libertad de guiñada (según eje A3Z); y además, ligado al eje de pivote vertical (JZ) dispone de un elemento deformable (JX) de tipo silentblock que permite cierto balanceo entre el carro (1) y la plataforma rodante (2), esto es, cierta torsión según el eje de avance (AX3) de la plataforma rodante (2), que permita absorber tanto irregularidades asimétricas del terreno como cualquier cambio de nivel acometido en oblicuo.
En una realización preferente las medidas principales con un margen de ±5% son:
• Altura del manillar: Z = 1147 mm;
• Retraso del manillar: X-3 = 246 mm;
• Altura de la articulación combinada: X-3 =231 mm;
• Retraso de la articulación combinada: X3 = 115 mm;
• Retraso del área de pisado en la plataforma: XFPP = 600 mm;
• Retraso del eje de las ruedas de la plataforma rodante: X2 = 650 mm;
• Altura del área de pisado en la plataforma: XFPP = 144 mm;
• Anchura total del carro: LY1 = 665 mm;
Anchura del área de pisado en la plataforma: LYFPP = 430 mm;
• Adelanto de ambos ejes de pivote correspondientes a las ruedas locas: Xi2= 590 mm;
• Diámetro de ruedas motorizadas: Di= 254 mm. OTRAS FORMAS DE REALIZACIÓN
Respecto de la realización anteriormente descrita de la presente invención, otras modificaciones pueden emplearse sin apartarse del alcance de la presente invención como se define por las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, que alguna de dichas articulaciones, o todas ellas, fueran materializadas por junturas flexibles... también el tamaño, la forma, la ubicación o la orientación de los diversos componentes se pueden vahar. Los componentes que se muestran conectados directamente o en contacto entre sí pueden tener estructuras intermedias dispuestas entre ellos. Las funciones de un elemento pueden ser realizadas por dos, y viceversa. Por lo tanto, el alcance de la invención no debe estar limitada por la realización específica descrita, sino por las reivindicaciones adjuntas.
Claims
1 . Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal; que comprende un carro (1) cuyo armazón dispone de dos ruedas locas (121 , 122) delanteras, de dos ruedas traseras motorizadas (111 , 112) fijas -de forma que disponen de una única dirección de avance y de un único centro de rotación en parado-, y de un manillar (13) fijo retrasado respecto de las ruedas motorizadas (111 , 112); y comprende además una plataforma rodante (2) que dispone de un área de pisado (FPP) y de dos ruedas (201 , 202) de geometría fija, posicionada por detrás del carro (1) al que se une mediante una articulación combinada (3); donde dicha articulación combinada (3) presenta un grado de libertad en guiñada, según la vertical (A3Z), que permite realizar giros al conducirlo; y otro grado de libertad en cabeceo, según orientación transversal (A3Y), que por un lado permite afrontar cambios de rasante así como subir y bajar bordillos, y por otro lado levantar la plataforma rodante (2) hasta recogerla por debajo del manillar (13) en una posición estable, adelantada respecto de dicho eje (A3Y) para no caer por su peso; y donde dicha articulación combinada (3) permite además cierta torsión o movimiento de balanceo relativo entre el carro (1) y la plataforma rodante (2) que permita absorber tanto irregularidades asimétricas del terreno como cambios de nivel acometido en oblicuo; donde dicha torsión se logra principalmente por deformación elástica que genera una fuerza opuesta al desplazamiento de balanceo relativo entre el carro (1) y la plataforma rodante (2) contribuyendo así a una sujeción antivuelco.
2. Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal según la reivindicación 1 , donde dicha articulación combinada (3) presenta libertad de giro en cabeceo (según eje A3Y) mediante un eje de pivote transversal (JY); y ligado a dicho eje de pivote transversal (JY), dispone de un eje de pivote vertical (JZ) que le confiere un grado libertad de guiñada (según eje A3Z); y además, ligado al eje de pivote vertical (JZ) dispone de un elemento deformable de tipo silentblock que permite cierto balanceo relativo entre el carro (1) y la plataforma rodante (2), esto es, cierta torsión según el eje de avance (AX3) de la plataforma rodante (2).
3. Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal según la reivindicación 1 , considerando los ejes de referencia XYZ, donde el eje X corresponde a la intersección con el suelo del plano vertical de simetría del carro (1) en el
sentido de avance, el eje Y corresponde al eje de rodadura en el suelo de las ruedas traseras motorizadas (111 , 112), y el eje Z a la vertical hacia arriba; donde sus medidas principales en milímetros son:
• Altura del manillar: Z13 e [1050,1250];
• Retraso del manillar: X-3 e [220,270];
• Altura de la articulación combinada: X-3 e [200,260];
• Retraso de la articulación combinada: X3 e [90,140];
• Retraso del área de pisado en la plataforma: XFPP e [550,650];
• Retraso del eje de las ruedas de la plataforma rodante: X2 e [600,700];
• Altura del área de pisado en la plataforma: ZFPP e [130,160];
• Anchura total del carro: LY1 e [615,715];
• Anchura del área de pisado en la plataforma: : LYFPP e [410,450];
• Adelanto de ambos ejes de pivote correspondientes a las ruedas locas: X12 e [490,690];
• Diámetro de ruedas motorizadas: Di e [215,285];
4. Vehículo articulado motorizado de uso mixto para tráfico rodado y peatonal según la reivindicación 3, donde sus medidas principales con un margen de ±5% son:
• Altura del manillar: Z13 = 1147 mm;
• Retraso del manillar: X13 = 246 mm;
• Altura de la articulación combinada: X13 =231 mm;
• Retraso de la articulación combinada: X3 = 115 mm;
• Retraso del área de pisado en la plataforma: XFPP = 600 mm;
Retraso del eje de las ruedas de la plataforma rodante: X2 = 650 mm;
Altura del área de pisado en la plataforma: ZFPP = 144 mm;
• Anchura total del carro: LYi = 665 mm;
• Anchura del área de pisado en la plataforma: : LYFPP = 430 mm;
• Adelanto de ambos ejes de pivote correspondientes a las ruedas locas: Xi2= 590 mm;
• Diámetro de ruedas motorizadas: Di= 254 mm.
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