CN102874232A - 一种具有自主动力的汽车原地转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有自主动力的汽车原地转向装置，包括底座、设置在底座上的旋转盘及滚筒组；旋转盘上设有两组滚筒槽，每组滚筒槽包括四个槽，滚筒组包括四个滚筒，四个滚筒分别一一对应安设在四个槽内或者正下方；滚筒组与旋转盘间传动连接有传动机构；旋转盘上设置有控制其单次旋转预设角度后锁定的锁盘单元，锁盘单元电性连接有一锁盘控制单元；整个装置利用车轮原地转动的自主动力，驾驶员只需作类似一般驾驶的操作，操作过程简易方便，安全可靠，装置设置在地面上，供经过的需要转向的车辆使用，每一汽车无需单独配置一装置，不会给汽车增重或增加成本等各种负担，为汽车的原地转向带来了一种新途径。

Description

一种具有自主动力的汽车原地转向装置

技术领域

本发明涉及一种供汽车原地转向的装置，具体是指一种具有自主动力的汽车原地转向装置。

背景技术

汽车为现代人们生活不可或缺的一种交通工具，为人们的出行带来极大的便利，汽车在行使中难免会碰到在狭小空间内原地转向（特别是调头）操作，特别是在车流量较大的胡同或居住区内，不仅转向调头不便，也会造成一定的车辆拥堵问题。针对所述问题，目前的解决方案是在汽车上安装有供汽车原地转向的辅助装置，传统辅助装置其存在自动化程度低、操作辅助、携带不方便缺点，随着技术发展，所述传统辅助装置存在的缺点有得到一定改善，然而在操作中仍然需要提升整个汽车，需要另外启动动力源，而且不可避免需要进行异于普通驾驶的操作，在一定程度上加重了驾驶员操作及成本负担；而且在汽车上直接添设辅助装置，不可避免加重了汽车自身重量及行使负担；另外，目前汽车原地转向需要一辆汽车配置一辅助装置，而实际中需要进行原地转向操作的，通常只发生在特定区域的某些路段，其还存在一定的成本浪费问题。

有鉴于此，本发明人针对现有汽车原地转向技术中存在的问题进行了深入研究，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自主动力的汽车原地转向装置，独立于汽车设置在道路上，驾驶经过的汽车只需靠车轮自主动力驱动，即可实现原地转向操作，具有结构简单、操作方便、安全实用、不会给汽车增添各种负担等优点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种具有自主动力的汽车原地转向装置，主要包括底座、设置在底座上的旋转盘及滚筒组；该旋转盘上设有滚筒槽组，该滚筒槽组包括与汽车四个车轮对应的前后两两设置的四个槽，该四个槽贯通上述旋转盘的上下表面，上述滚筒组包括四个滚筒，该四个滚筒分别一一对应安设在上述滚筒槽组的四个槽内或者正下方；上述滚筒组与上述旋转盘间适配传动连接有随所述滚筒组的滚动以带动所述旋转盘转动的传动机构；上述旋转盘上设置有控制其单次旋转预设角度后锁定的锁盘单元，该锁盘单元电性连接有一控制其锁盘动作的锁盘控制单元。

上述传动机构包括二主动轮、一从动轮、一主锥齿轮及一从锥齿轮；上述滚筒组构成前后两两设置的两对滚筒，上述二主动轮分别与所述两对滚筒呈水平同轴传动连设，上述从动轮设置在上述二主动轮间并对应相互啮合，上述主锥齿轮和上述从动轮采用一连盘杆件作水平同轴传动连设，所述连盘杆件与上述旋转盘相连动，上述从锥齿轮与上述主锥齿轮相互啮合，并且该从锥齿轮的中心固定轴接有一竖直延伸的固定在上述底座上的中心杆件。

上述底座上设置有圆环形滑轨，上述旋转盘的下侧面固设有与所述圆环形滑轨相对应的圆筒状支撑体，所述传动机构包围在该圆筒状支撑体内，该圆筒状支撑体上开设有供上述连盘杆件的外端穿入并活动架设的安装孔，所述圆筒状支撑体的下端部设置有与圆环形滑轨相匹配的滑动件。

上述圆筒状支撑体的外径与所述旋转盘的直径相等。

上述滚筒槽组设有两组，在上述旋转盘上呈左右并排设置，上述滚筒组设有两组，该两组滚筒组的八个滚筒分别一一对应安设在上述两组滚筒槽组的八个槽内或者正下方。

上述两组滚筒组共用一传动机构，该传动机构包括四主动轮、二从动轮、二主锥齿轮及一从锥齿轮；上述二滚筒组构成前后两两设置的四对滚筒，上述四主动轮分别与所述四对滚筒呈水平同轴传动连设，则上述四主动轮呈左右两两设置的二对主动轮，上述二从动轮分别设置在上述二对主动轮间并对应相互啮合，相应的上述主锥齿轮和上述从动轮分别采用一连盘杆件作水平同轴传动连设，所述二连盘杆件间采用一连接环活动套接而保持在同一直线上，并且所述二连盘杆件均与上述旋转盘相连动，上述从锥齿轮均与上述二主锥齿轮相互啮合，并且该从锥齿轮的中心固定轴接有一竖直延伸的固接在底座上的中心杆件。

上述锁盘控制单元包括设在上述二滚筒组上的重力传感单元、设在上述旋转盘上的红外传感单元及声控单元，上述重力传感单元、红外传感单元、声控单元及锁盘单元串联构成一闭合回路。

上述红外传感单元设置有若干个，沿上述旋转盘的周沿均匀分布。

上述锁盘单元为一电磁铁，上述旋转盘上开设有供所述电磁铁的衔铁活动穿插的限位孔。

所述旋转盘的预设角度为180度，对应限位孔设有两组，分别设在上述旋转盘同一径向的两端处。

采用上述方案后，本发明一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其设在汽车常需要原地转向的特定路段的路面上，使用（举转向调头为例，对应预设旋转角度为180度）时，汽车驰入旋转盘，前后四个车轮陷在滚筒槽组上，并且四个车轮分别与四个槽内的滚筒组适当紧贴接触，此时，由锁盘控制单元感应并控制锁盘单元，由锁盘单元解除对旋转盘的旋转限制，之后驾驶员操作使汽车车轮转动，由于汽车车轮陷于滚筒槽内，汽车车轮只在滚筒槽内原地转动而不带动汽车前行或后退，从而带动滚筒组旋转，经由传动机构最终带动旋转盘旋转（旋转180度后锁盘单元恢复锁盘），由此旋转盘上的汽车实现原地转向调头；当然当预设旋转角度为其他角度时，实现对应角度的转向。整个装置利用车轮原动转动的自主动力，驾驶员只需作类似一般驾驶的操作，操作过程简易方便，安全可靠，装置设置在地面上，供经过的需要转向的车辆使用，每一汽车无需单独配置一装置，不会给汽车增重或增加成本等各种负担，为汽车的原地转向带来了一种新途径。

附图说明

图1是本发明装置第一较佳实施例的俯视图；

图2是本发明装置第一较佳实施例旋转盘、滚筒组与汽车车轮配合的结构示意图；

图3是本发明装置滚筒组与主齿轮的传动连接示意图；

图4是本发明装置第一较佳实施例传动机构（未包括主齿轮）的结构示意图；

图5是本发明装置第二较佳实施例的俯视图；

图6是本发明装置第二较佳实施例传动机构（未包括主齿轮）的结构示意图；

图7是本发明装置闭合回路的原理简图；

图8是本发明装置闭合回路的工作流程图。

标号说明

旋转盘        1     滚筒槽组      11

限位孔        12    滚筒组        2

传动机构      3     主动轮        31

从动轮        32    主锥齿轮      33

从锥齿轮      34    连盘杆件      35

连接套        351   连接环        36

中心杆件      37    重力传感单元  4

红外传感单元  5     衔铁          6

车轮          7     底座          8

圆环形滑轨    81    圆筒状支撑体  9

滑动件        91

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-8所示为本发明涉及的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其应用中是设在汽车常需要原地转向的特定路段的路面上，主要包括底座8、设置在底座8上的旋转盘1、滚筒组2、传动机构3、锁盘控制单元及锁盘单元。

本发明的第一较佳实施例，如图1-4所示，滚筒组2设有两组，对应旋转盘1上的滚筒槽组11设有两组，可供两辆汽车同时做转向。所述旋转盘1，为一圆盘结构，于该圆盘结构上左右并排地设有两组滚筒槽组11，两组滚筒槽组11以旋转盘1的中心点为中心对称设置，每组滚筒槽组11包括前后两两设置的四个槽，其排布方式与汽车的四个车轮相对应，两组滚筒槽组11的八个槽分别贯通旋转盘1的上下表面。所述二滚筒组2各包括四个滚筒，二滚筒组2的八个滚筒分别一一对应安设在两组滚筒槽组11的八个槽内或者正下方，所述各滚筒与各对应滚筒槽的安设位置以如下标准为准：当汽车的四个车轮7刚好分别陷在所述一组滚筒槽组11的四个槽内，此时各车轮7与对应设于滚筒槽内或滚筒槽正下方的滚筒适当紧贴接触（如图2所示）。

所述传动机构3，其传动连接在所述二滚筒组2与旋转盘1之间，当滚筒组2转动时，借由传动机构3齿轮传动，能够实现旋转盘1的适当旋转。作为传动机构3的一较佳实施例，参见图1-4，其为一齿轮传动机构，包括有四主动轮31、二从动轮32、二主锥齿轮33及一从锥齿轮34；所述二滚筒组2构成前后两两设置的四对滚筒，四主动轮31分别与所述四对滚筒呈水平同轴传动连设，则四主动轮31呈左右两两设置的二对主动轮；二从动轮32分别对应设置在二对主动轮31间，并且每对主动轮31分别与对应的从动轮32相互啮合（参见图1）；所述二主锥齿轮33并排设于二从动轮32的内侧，相对应的一主锥齿轮33和一从动轮32各采用一连盘杆件35作水平同轴传动连设，二连盘杆件35沿同一直线上延伸设置，它们间连设有一连接环36，该连接环36与二连盘杆件35均为活动套接，由此连接环36实现二连盘杆件35自转的情况下，确保了二连盘杆件35的延伸方向始终保持在同一直线上；另外二连盘杆件35经由连接套351与旋转盘1的背面相连设，所述连接套351与连盘杆件35为活动套接；所述从锥齿轮34水平设于二主锥齿轮33的下方，且二主锥齿轮33分别与从锥齿轮34相互啮合；从锥齿轮34的中心固定轴接有一竖直延伸的中心杆件37，该中心杆件37固定在底座8上。

传动机构3的传动原理如下：由汽车车轮7带动，一滚筒组2对应向前滚动，对应的二主动轮31随之旋转，从而带动一从动轮32旋转，对应的主锥齿轮33随之旋转，由于中心杆件37及其上的从锥齿轮34固定不动，由此主锥齿轮33在从锥齿轮34上绕该从锥齿轮34作爬行旋转，由于连接环36对二主锥齿轮33保持同一直线上延伸的限位，由此带动二主锥齿轮33均绕该从锥齿轮34作爬行旋转，则二连盘杆件35相当于绕中心杆件37旋转，最终带动连设在连盘杆件35上的旋转盘1作旋转。

为了便于旋转盘1、传动机构3在所述底座8上活动安装作用，其一较佳实施例如图2所示，底座8上设置有圆环形滑轨81，旋转盘1的下侧面固设有与圆环形滑轨81相对应的圆筒状支撑体9，该圆筒状支撑体9将滚筒组2、传动机构3及锁盘单元包围在内，圆筒状支撑体9上开设有若干个安装孔，用于供连盘杆件35的二外端、各滚筒组2中心轴的外端穿入并活动架设，各滚筒组2中心轴的内端同样可活动架设在底座8另外增设的连接架上，以增强整个传动系统稳固可靠性。所述圆筒状支撑体9的下端部设置有与圆环形滑轨81相匹配的滑动件91，该滑动件91可以为滑轮或者滚珠。再有，所述圆筒状支撑体9的外径与旋转盘1的直径相等，二者连接并安装后构成一相对密闭的结构，传动机构3罩于其内，外观比较好看，并且能够防止路面垃圾进入而影响传动机构3工作的可靠性。

为了使二连盘杆件35的转动更为稳定，所述中心杆件37上套设有一外缘横截面呈横卧U型的环形凹槽，所述二连盘杆件35的端部对应延伸至环形凹槽内。所述连接环36嵌设在所述环形凹槽内，运作中连接环36绕环形凹槽转动。为了防止由于车轮7可能转速太快而使旋转盘1旋转过快，于底座8或旋转盘1上还可设有控制保护单元，当滚筒组2或旋转盘1高于预设转速情况下，经由控制保护单元控制，对旋转盘1进行锁死以停止旋转，由此确保本发明装置优异的安全使用性。

作为本发明的第二较佳实施例，如图5-6所示，滚筒组2只设置一组，对应旋转盘11上只设一组滚筒槽组11，传动机构3包括二主动轮31、一从动轮32、一主锥齿轮33、一从锥齿轮34、一连盘杆件35及中心杆件37，它们传动连接方式类似上述第一较佳实施例的传动机构，这里不做详细累述，其中一不同之处在于，第二实施例中，对应一主锥齿轮33，只设置一根连盘杆件35，并且不需要设置连接环36。该第二较佳实施例，每次可供单辆汽车作转向，具体实现原理类似上述第一较佳实施例，这里同样不做详细累述。

当然，上面第一较佳实施例中，两组滚筒组共用一传动机构3，当然还可以使两组滚筒组各用一传动机构，另外不管第一较佳实施例还是第二较佳实施例，它们所述的传动机构都不仅限于较佳实施例中的齿轮传动机构，其还可以为皮带传动机构等等，而且齿轮传动机构也不仅限于给出的实施方案，只要能够借由汽车车轮的滚动带动滚筒组及旋转盘1旋转即可。

所述锁盘控制单元，其为一组传感控制单元，包括有重力传感单元4、红外传感单元5及声控单元（图中未示出），所述重力传感单元4，其安装在二滚筒组2上，用于感应滚筒组2所承受的重力，当感应到汽车的重量时，重力传感单元4导通；所述红外传感单元5，其较佳地设于若干个，沿旋转盘2的周沿均匀分布，当感应到汽车完全进入旋转盘1内时，红外传感单元5导通；声控单元设于旋转盘1上，当感应到汽车的鸣笛声时，声控单元导通；锁盘单元，其用于对旋转盘1单次旋转一预设角度（例如180度）后锁定；如图7，所述重力传感单元4、红外传感单元5、声控单元及锁盘单元的电磁铁串联构成一闭合回路；参见图8，初始时，锁盘单元处于限制旋转盘1旋转状态，当重力传感单元4、红外传感单元5和声控单元均感应到相关信息并满足条件后，闭合回路导通，锁盘单元得电工作，解除对旋转盘1的限制，旋转盘1能够作旋转动作，当旋转盘1转过180度后，锁盘单元恢复锁定旋转盘1限制其旋转状态。

这里需要说明的是，较佳实施例中，所述锁盘控制单元结构较为简单，和锁盘单元一起构成为一简单的具有三重保护的闭合控制电路，当然对该三重保护的闭合控制电路进行进一步细化，以增强这个装置控制的可靠性，例如可以通过增加芯片控制模块，对重力传感单元4、红外传感单元5和声控单元的对应各参数进行限定，例如声控单元，可以设定声音在一定分贝、持续一定时间（例如2秒）下，才对应启动，等等。当然所述闭合控制电路还可以设计成其他任意形式，只要能够方便并可靠控制锁盘单元对旋转盘进行精确锁定及解锁操作即可，由此对所述锁盘控制单元进行的适当变化，比如增加或减少保护重数，每重保护方式进行任意组合及变换等等，皆视为不脱离本发明的保护范畴。

所述锁盘单元，其一简易实施例，为一电磁铁（可以为盘式或者螺管式电磁铁等等），此电磁铁可通过支架固定于底座8上，并位于旋转盘1的下方，该电磁铁具有活动的衔铁6，所述旋转盘1上开设有供所述衔铁6插置的限位孔12，限位孔12设置的组数根据所述旋转预设角度而定，例如当旋转180度时，所述限位孔12可以设有在同一径向上的两组（此时电磁铁可以对应设置两组），当电磁铁未动作时，各衔铁6自然伸至对应一组限位孔12内进行限位，此时旋转盘1被锁定不能旋转，反之，当电磁铁动作，衔铁6被吸持而下移并退出限位孔12，此时旋转盘1解除锁定能够旋转，传动机构3开始工作，带动汽车（和旋转盘1）转动，此时驾驶员已停止鸣笛，锁盘控制单元的回路就会断开，电磁铁断电，衔铁6被释放，但此时旋转盘1还未转到另一限位孔12的位置，电磁铁的衔铁6被旋转盘的底部顶持而保持收缩状态，当旋转盘1转到另一限位孔12的位置（旋转180度）时，衔铁6对应弹性恢复向上弹起，恰好嵌入另一组限位孔12内，由此实现旋转盘1锁定。当然，倘若预设角度可以为其他任意角度，设置对应的若干组限位孔12即可。

使用时，汽车驰入旋转盘1，汽车的四个车轮7陷在一滚筒槽组11的四个槽上，此时各车轮7与对应各槽内的各滚筒适当紧贴接触，此时，由红外传感单元5感应汽车完全进入旋转盘1，由滚筒组2上的重力传感单元4感应滚筒组2所承受的重力，以确保汽车的到位，驾驶员鸣笛并由声控单元感应，待所述三个单元均满足条件后，闭合回路导通，电磁铁得电动作，衔铁6被往下吸持，解除旋转盘1限制，之后驾驶员操作使汽车车轮在滚筒槽内原地转动（汽车不前行或后退），从而带动滚筒组2旋转，经由传动机构3最终带动旋转盘1旋转，旋转180度后，衔铁6恢复对旋转盘1锁盘，由此旋转盘1上的汽车实现了原地转向调头。

这里需要特别说明的是，当供单辆汽车作转向时，其只需利用旋转盘的一组滚筒槽组11，本发明旋转盘1上设置两组滚筒槽组11，一方面是为了结构对称更稳固，并且充分利用空间，另一方面，两组滚筒槽组11对应能够供两辆汽车同时转向，当两辆汽车同向并行需要作同向调头时，其中一辆汽车的车轮作正向原地转动，另一辆汽车的车轮作反向原地转动，当两辆汽车反向并行作反向调头时，两辆汽车的车轮均作正向原地转动，当然两辆同时调头时，不管同向还是反向，两辆车的车轮转速要相等或相近。再有，本发明转向装置，根据需要可以简单叠加设置滚筒槽组及滚筒组的组数，例如设置四组情况，对应应用在四字路口的多方向旋转。当然，本案在实际应用中，为了确保整个结构，特别是传动机构的可靠稳定，对个部件结构可作进一步的配合限制，例如圆筒状支撑体可以设计有足够的刚性厚度，以确保整个传动机构的稳定性，为了适应不同车型的车轮，所述滚筒槽组11可以根据实际选一个最佳的尺寸，为了避免滚筒与车轮打滑，对滚筒的材质可以作进一步优化限定等等。

综上，本发明汽车原地转向装置，汽车转向中不用被提升到一定高度，巧妙地利用了车轮原地转动的自主动力，驾驶员只需作类似一般驾驶的操作，操作过程简易方便，安全可靠，装置设置在地面上，供经过的需要转向的车辆使用，每一汽车无需单独配置一装置，不会给汽车增重或增加成本等各种负担，为汽车的原地转向带来了一种新途径。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：主要包括底座、设置在底座上的旋转盘及滚筒组；该旋转盘上设有滚筒槽组，该滚筒槽组包括与汽车四个车轮对应的前后两两设置的四个槽，该四个槽贯通上述旋转盘的上下表面，上述滚筒组包括四个滚筒，该四个滚筒分别一一对应安设在上述滚筒槽组的四个槽内或者正下方；上述滚筒组与上述旋转盘间适配传动连接有随所述滚筒组的滚动以带动所述旋转盘转动的传动机构；上述旋转盘上设置有控制其单次旋转预设角度后锁定的锁盘单元，该锁盘单元电性连接有一控制其锁盘动作的锁盘控制单元。

2.如权利要求1所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述传动机构包括二主动轮、一从动轮、一主锥齿轮及一从锥齿轮；上述滚筒组构成前后两两设置的两对滚筒，上述二主动轮分别与所述两对滚筒呈水平同轴传动连设，上述从动轮设置在上述二主动轮间并对应相互啮合，上述主锥齿轮和上述从动轮采用一连盘杆件作水平同轴传动连设，所述连盘杆件与上述旋转盘相连动，上述从锥齿轮与上述主锥齿轮相互啮合，并且该从锥齿轮的中心固定轴接有一竖直延伸的固定在上述底座上的中心杆件。

3.如权利要求1或2所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述底座上设置有圆环形滑轨，上述旋转盘的下侧面固设有与所述圆环形滑轨相对应的圆筒状支撑体，所述传动机构包围在该圆筒状支撑体内，该圆筒状支撑体上开设有供上述连盘杆件的外端穿入并活动架设的安装孔，所述圆筒状支撑体的下端部设置有与圆环形滑轨相匹配的滑动件。

4.如权利要求3所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述圆筒状支撑体的外径与所述旋转盘的直径相等。

5.如权利要求1所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述滚筒槽组设有两组，在上述旋转盘上呈左右并排设置，上述滚筒组设有两组，该两组滚筒组的八个滚筒分别一一对应安设在上述两组滚筒槽组的八个槽内或者正下方。

6.如权利要求5所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述两组滚筒组共用一传动机构，该传动机构包括四主动轮、二从动轮、二主锥齿轮及一从锥齿轮；上述二滚筒组构成前后两两设置的四对滚筒，上述四主动轮分别与所述四对滚筒呈水平同轴传动连设，则上述四主动轮呈左右两两设置的二对主动轮，上述二从动轮分别设置在上述二对主动轮间并对应相互啮合，相应的上述主锥齿轮和上述从动轮分别采用一连盘杆件作水平同轴传动连设，所述二连盘杆件间采用一连接环活动套接而保持在同一直线上，并且所述二连盘杆件均与上述旋转盘相连动，上述从锥齿轮均与上述二主锥齿轮相互啮合，并且该从锥齿轮的中心固定轴接有一竖直延伸的固接在底座上的中心杆件。

7.如权利要求1所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述锁盘控制单元包括设在上述二滚筒组上的重力传感单元、设在上述旋转盘上的红外传感单元及声控单元，上述重力传感单元、红外传感单元、声控单元及锁盘单元串联构成一闭合回路。

8.如权利要求7所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述红外传感单元设置有若干个，沿上述旋转盘的周沿均匀分布。

9.如权利要求1所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：上述锁盘单元为一电磁铁，上述旋转盘上开设有供所述电磁铁的衔铁活动穿插的限位孔。

10.如权利要求9所述的一种具有自主动力的汽车原地转向装置，其特征在于：所述旋转盘的预设角度为180度，对应限位孔设有两组，分别设在上述旋转盘同一径向的两端处。

Images