CN103481945A - 车辆和用于车辆的模块化驱动设备 - Google Patents

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Abstract

一种车辆和用于车辆的模块化的驱动设备。设备包括可绕中心轴线沿第一和第二方向旋转的车轮组件。车轮组件也可绕与中心轴线成横向的枢转轴线沿第三和第四方向枢转。设备包括电动机，其联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第一和第二方向旋转。设备包括制动装置，其联接到车轮组件，用于对车轮组件制动。设备包括联接到车轮组件的转向机构，用于让车轮组件沿第三和第四方向枢转。设备包括壳体，其接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以限定自容纳单元，用于附接到车辆和从车辆分离，以提供自容纳单元的可更换性。

Description

车辆和用于车辆的模块化驱动设备
技术领域
本发明涉及车辆和用于车辆模块化驱动设备。
背景技术
车辆通常用于运输司机和乘客到指定位置。车辆（例如卡车和小汽车）包括许多部件，以推进车辆。例如，一些车辆包括底盘（具有通过底盘支撑的发动机）和联接到底盘以用于让车辆运动的多个车轮。进而，一些车辆包括转向机构，所述转向机构通过底盘支撑且联接到车轮，用于让车辆转向。此外，这些车辆包括通过底盘支撑且联接到车轮的悬挂机构。另外，这些车辆包括驱动系统，其具有差速器、驱动轴等，这增加了车辆结构的复杂性。通常，这些部件分别附接到底盘且独立与彼此可从底盘移动。
发明内容
本发明提供一种车辆，其包括支撑结构和联接到支撑结构的车轮组件。车轮组件可绕中心轴线沿第一方向和与第一方向相反的第二方向旋转，用于让支撑结构向前和向后运动。车轮组件也可绕枢转轴线与中心轴线成横向地沿与第三方向相反的第四方向枢转，用于让支撑结构向左和向右运动。车辆进一步包括电动机，其联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第一和第二方向旋转。车辆还包括制动装置，其联接到车轮组件，用于对车轮组件制动。车辆还包括联接到车轮组件的转向机构，用于让车轮组件沿第三和第四方向枢转。车辆进一步包括壳体，其接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以限定可与支撑结构附接和分开的自容纳单元，用于提供自容纳单元的可更换性。
本发明还提供设备用于车辆的模块化驱动。设备包括车轮组件，其可绕中心轴线沿第一方向和与第一方向相反的第二方向旋转，用于让车辆向前和向后运动。车轮组件也可绕枢转轴线与中心轴线成横向地沿与第三方向相反的第四方向枢转，用于让车辆向左和向右运动。设备进一步包括电动机，其联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第一和第二方向旋转。设备还包括制动装置，其联接到车轮组件，用于对车轮组件制动。进而,设备包括联接到车轮组件的转向机构，用于让车轮组件沿第三和第四方向枢转。此外,设备包括壳体，其接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以限定自容纳单元，用于与车辆附接和分离，以提供自容纳单元的可更换性。
本发明进一步提供包括支撑结构的车辆。支撑结构包括沿纵向轴线彼此间隔开的前端和后端。车辆包括联接到支撑结构的车轮组件。车轮组件可绕中心轴线沿第一方向和与第一方向相反的第二方向旋转，用于让支撑结构向前和向后运动。车轮组件也可绕枢转轴线与中心轴线成横向地沿与第三方向相反的第四方向枢转，用于让支撑结构向左和向右运动。车辆还包括第一电动机，其联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第一和第二方向旋转。车辆进一步包括制动装置和转向机构，制动装置联接到车轮组件用于让车轮组件制动，转向机构联接到车轮组件用于让车轮组件沿第三和第四方向枢转。车辆还包括壳体，其限定空腔，所述空腔接收车轮组件、第一电动机、制动装置和转向机构，以限定可与支撑结构附接和分开的自容纳单元，用于提供自容纳单元的可更换性。车辆还包括联接到壳体支撑件，用于支撑自容纳单元。支撑件设置在壳体外部且可与自容纳单元同时与支撑结构附接和分开。支撑件包括安装在其上的第一轨道，用于在壳体绕枢转轴线枢转期间沿支撑件引导壳体。壳体包括安装到空腔外部的壳体的第二轨道，从而第二轨道和壳体同时绕枢转轴线枢转。第二轨道与第一轨道协作，用于在壳体绕枢转轴线枢转期间沿第一轨道引导第二轨道。转向机构包括嵌齿轮和第二电动机，所述嵌齿轮与第一轨道协作，所述第二电动机联接到嵌齿轮，用于让嵌齿轮沿第一轨道运动，以让壳体独立于支撑件绕枢转轴线壳体枢转。车辆进一步包括悬挂机构，所述悬挂机构设置在壳体的空腔中，以进一步限定自容纳单元。悬挂机构包括震动吸收装置，其联接到车轮组件和壳体，用于缓冲支撑结构沿枢转轴线的运动。车轮组件包括联接到第一电动机的毂和附接到毂的轮胎。响应于第一电动机的促动，毂和轮胎同时沿第一和第二方向可绕中心轴线旋转。转向机构让轮胎沿与纵向轴线成横向的第三方向枢转到第一位置和沿与纵向轴线成横向的第四方向枢转到第二位置。转向机构还让轮胎枢转到基本上平行于纵向轴线的中间位置，以呈现约0°的角度。轮胎可以沿第三方向以约0°到约90°的第一角度相对于中间位置绕枢转轴线枢转到第一位置。轮胎还可以沿第四方向以约0°到约-90°的第二角度相对于中间位置绕枢转轴线枢转到第二位置。车辆还包括控制系统，所述控制系统设置在壳体的空腔中，以进一步限定自容纳单元。控制系统与第一和第二电动机、和制动装置通信用于控制第一和第二电动机、制动装置促动。转车辆进一步包括附接到支撑结构的电池，用于将电流供应到第一和第二电动机、制动装置、和控制系统。壳体、车轮组件、第一和第二电动机、制动装置、转向机构、悬挂机构、和控制系统绕枢转轴线沿第三和第四方向独立于支撑件彼此同时枢转。
附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
附图说明
图1是车辆和模块化驱动设备的示意性透视图，模块化驱动设备处在第一模式。
图2是另一车辆和模块化驱动设备的示意性透视图，模块化驱动设备处在第一模式。
图3是模块化驱动设备和联接构件的示意性分解透视图，模块化驱动设备处在第二模式。
图4是模块化驱动设备和联接构件的示意性透视图，模块化驱动设备处在第一模式。
图5是模块化驱动设备的示意性截面图。
图6是处在第一位置的轮胎和自容纳单元的示意性透视图。
图7是处在第二位置的轮胎和自容纳单元的示意性透视图。
图8是处在中间位置的自容纳单元的示意性俯视图。
图9是处在第一位置（实线）和处在另一第一位置（虚线）的自容纳单元的示意性俯视图。
图10是处在第二位置（实线）和处在另一第二位置（虚线）的自容纳单元的示意性俯视图。
具体实施方式
参见附图，其中相同的的附图标记几幅图中指示相同的部件，车辆20和用于车辆20的模块化驱动设备22被大致示出。车辆20可以具有任何合适的构造，例如如图1所示的小汽车；卡车；商务车，例如半挂车；摩托车，如图2所示；小型摩托车（scooter）；三轮车辆；等。车辆20将被首先描述且模块化的驱动设备22将在后文进一步描述。
参见图1和2，车辆20包括部件，例如支撑结构24，支撑结构24包括沿纵向轴线30彼此间隔开的前端26和后端28。通常，支撑结构24的前端26对应于车辆20的前端且支撑结构24的后端28对应于车辆20的后端。支撑结构24可支撑要被运输的司机；乘客（一个或多个）；载荷，例如商品/物品；等。部件可进一步限定框架、底盘、平台、车身、支架、立柱或任何其他合适的部件，以支撑模块化的驱动设备22、司机、乘客（一个或多个）、载荷，等。
转向图3-5，车辆20进一步包括联接到支撑结构24的车轮组件32。车轮组件32可沿第一方向和与第一方向相反的第二方向绕中心轴线34旋转，用于让支撑结构24向前和向后运动。简单地说，在车轮组件32沿第一和第二方向旋转时车辆20向前和向后运动。例如，在车轮组件32沿第一方向旋转，车辆20和支撑结构24向前运动，且在车轮组件32沿第二方向旋转时，车辆20和支撑结构24向后运动。应理解上述例子仅是出于展示的目的且第一和第二方向可颠倒。
车轮组件32也可绕与中心轴线34成横向的枢转轴线36、沿第三方向和与第三方向相反的第四方向枢转，用于让支撑结构24向左和向右运动。简单地说，在车轮组件32沿第三和第四方向枢转时车辆20向左和向右运动。例如，在车轮组件32沿第三方向枢转时，车辆20和支撑结构24向左运动，且在车轮组件32沿第四方向枢转时，车辆20和支撑结构24向右运动。应理解上述指导性例子仅是出于展示的目的且第三和第四方向可颠倒。在一些实施例中，枢转轴线36垂直于中心轴线34。车轮组件32可同时地绕中心轴线34和枢转轴线36旋转。因此，例如，在车轮组件32同时地绕轴线和枢转轴线34、36旋转时，车辆20和支撑结构24可向前或向后运动同时向左或向右旋转。车轮组件32的部件将在后文进一步描述。
车辆20进一步包括联接到车轮组件32的电动机38(见图5)，用于让车轮组件32沿第一和第二方向旋转。从而电动机38的促动让车轮组件32，以让车辆20向前和向后运动。电动机38可包括从其延伸的轴，轴联接到车轮组件32且可绕中心轴线34旋转，用于让车轮组件32旋转。电动机38可包括用于让车轮组件32旋转的任何合适的部件（一个或多个），且电动机38的部件（一个或多个）将不进一步描述。在一些实施例中，电动机38是轮毂电动机（hub motor）。应理解，电动机38可以是任何合适的电动机或任何其他合适的电动机。电动机38进一步限定为第一电动机38且将被称为第一电动机38，如下文描述的。
车辆20还包括制动装置40(见图5)联接到，其联接到车轮组件32，用于对车轮组件32制动。例如，在车辆20运动时，制动装置40的促动使得车辆20的减速或停止其运动。作为另一例子，在车辆20静止时，制动装置40的促动防止车辆20开始运动。制动装置40可包括制动钳、制动垫、活塞和汽缸、转子、和/或任何其他合适的部件，用于让车辆20和支撑结构24减速/停止/防止其运动，且因此制动装置40的部件将不进一步描述。
车辆20进一步包括联接到车轮组件32的转向机构42，用于让车轮组件32沿第三和第四方向枢转。简单地说，转向机构42的促动让车轮组件32沿第三和第四方向枢转。从而转向机构42的促动让车轮组件32枢转，以让车辆20向左和向右运动。转向机构42的部件将在后文进一步描述。
转向轮44可被联接到到转向机构42，用于促动转向机构42。进而，转向柱46可联接在转向轮44和转向机构42之间，用于响应于转向轮44的运动而促动转向机构42。例如，在用户/司机旋转转向轮44时，转向柱46旋转，以促动转向机构42，所述转向机构让车轮组件32沿第三或第四方向枢转。应理解，转向轮44可以是任何合适的构造，例如如图1所示的车轮，如图2所示的把手杆，方向按钮，控制杆等。还应理解转向轮44和转向柱46可包括任何合适的部件，用于促动转向机构42，且转向轮44的部件和转向柱46将不被进一步描述。
车辆20还包括壳体48，其接收车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42，以限定可与支撑结构24或车辆20附接和分开的自容纳单元50，用于提供自容纳单元50的更换性。更具体地，壳体48限定接收车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42的空腔52，以进一步限定自容纳单元50。因此，自容纳单元50可与支撑结构24附接和分开，用于提供自容纳单元50的可更换性。简单地说，壳体48/自容纳单元50可附接到车辆20且壳体48/自容纳单元50可从车辆20分开。因此，壳体48/自容纳单元50在附接到车辆20或支撑结构24时处在第一模式，且壳体48/自容纳单元50在从车辆20或支撑结构24分离时处在第二模式。第一模式显示在图1、2、和4且第二模式显示在图3和5-10。仅出于展示的目的，壳体48/自容纳单元50的各种特征已经在图1、2和8-10去除。
壳体48、车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42可彼此同时绕枢转轴线36沿第三和第四方向枢转。由此，自容纳单元50可绕枢转轴线36沿第三和第四方向枢转。因此，在用户让转向轮44旋转时，壳体48、车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42同时绕枢转轴线36沿第三或其他方向一起枢转。简单地说，在用户让转向轮44旋转时，自容纳单元50沿第三或第四方向枢转。应理解，在车轮组件32沿第一或第二方向旋转时，壳体48、第一电动机38、制动装置40和转向机构42不沿第一或第二方向旋转。
参见图3-5，壳体48具有与空腔52背对的第一表面54和设置在空腔52中的第二表面56。通常，第二表面56对着壳体48的第一表面54。因此，第二表面56面对车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42。
车辆20可进一步包括联接到壳体48的支撑件58，用于支撑自容纳单元50。通常，支撑件58设置在壳体48外部。在一个实施例中，壳体48的第一表面54联接到支撑件58。应理解壳体48可在任何合适的位置附接到支撑件58。支撑件58可与自容纳单元50同时与支撑结构24或车辆20附接和分开。换句话说，支撑件58可与自容纳单元50同时与车辆20附接和分开。从而在支撑件58附接到车辆20或支撑结构24时壳体48/自容纳单元50处在第一模式，且在支撑件58从车辆20或支撑结构24分离时壳体48/自容纳单元50处在第二模式。
进而，壳体48、车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42可绕枢转轴线36、沿第三和第四方向且独立于支撑件58彼此同时枢转。换句话说，自容纳单元50可绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于支撑件58枢转。从而支撑件58不沿第三或第四方向枢转。此外，支撑件58不沿第一或第二方向旋转。
支撑件58具有选择性地附接到支撑结构24的第一侧60，且支撑件58具有联接到壳体48且与第一侧60相反的第二侧62。在一些实施例中，支撑件58限定大致半圆形的构造，从而支撑件58限定接收壳体48的空穴64。换句话说，自容纳单元50设置在空穴64中且可相对于支撑件58在空穴中沿第三和第四方向枢转。应理解，支撑件58可以是任何合适的构造且壳体48可以是与支撑件58协作的任何合适的构造。
支撑件58的第一侧60限定孔66，用于选择性地将自容纳单元50附接到支撑结构24。在一些实施例中，孔66进一步限定为多个孔66，它们彼此间隔开，用于选择性地将自容纳单元50附接到支撑结构24。在各种实施例中，孔66中的一个设置为穿过支撑件58的第一和第二侧60、62。在其他实施例中，多个孔66设置为穿过支撑件58的第一和第二侧60、62。应理解，代替孔66或除了孔66之外,支撑件58的第一侧60可包括紧固件（一个或多个），联接件（一个或多个）等，用于选择性地将自容纳单元50附接到支撑结构24。
在其中一个孔66设置为穿过支撑件58的第一和第二侧60、62两者，集线器68可被设置为穿过孔66，用于将自容纳单元50与车辆20电连接。在多个孔66设置为穿过支撑件58的第一和第二侧60、62时，集线器68可被设置为穿过任一孔66。替换地，在多个孔66设置为穿过支撑件58的第一和第二侧60、62时，一个集线器68可设置为穿过其中一个孔66且另一集线器68可被设置为穿过另一孔66。应理解，壳体48和支撑件58可被配置为与集线器68协作。例如，壳体48可限定一个或多个孔，用于接收集线器68。
车辆20可进一步包括联接构件70，所述联接构件70与支撑件58协作，以用于将支撑件58和自容纳单元50附接到车辆20。更具体地，联接构件70安装到支撑结构24。从而在支撑件58附接到联接构件70时壳体48/自容纳单元50处在第一模式，在支撑件58与联接构件70分离时壳体48/自容纳单元50处在第二模式。在一些实施例中，联接构件70可被设置在多个孔66中，用于将支撑件58附接到支撑结构24。在其他实施例中，联接构件70设置在一个孔66中，用于将支撑件58附接到支撑结构24。在各种实施例，联接构件70可限定为多个联接构件70，其中一个联接构件70设置在一个孔66中且另一联接构件70设置在另一孔66中。应理解，联接构件（一个或多个）70可以具有任何合适的构造和位置。例如，联接构件（一个或多个）70可以是紧固件（一个或多个）、联接件（一个或多个）、凸块（一个或多个）、钩（一个或多个）等。进一步应理解，在支撑件的第一侧60代替或除了孔（一个或多个）66以外利用紧固件（一个或多个）时，联接构件（一个或多个）70附接到第一侧60的紧固件（一个或多个）。联接构件70和支撑件58协作，从而自容纳单元50容易地可与车辆20或支撑结构24附接和分开。
如图5-7最佳所示的，支撑件58包括沿中间轴线76彼此间隔开的第一端72和第二端74，所述中间轴线与中央和枢转轴线34、36成横向。通常，中间轴线76基本上平行于纵向轴线30，如图1所示。应理解，中间轴线76可与纵向轴线30共面。还应理解，参见图2，纵向轴线30与中间轴线76对准，且因此仅纵向轴线30在图示出。孔（一个或多个）66设置在支撑件58的第一和第二端部72、74之间。支撑件58的第一侧60背对中间轴线76且支撑件58的第二侧62面对中间轴线76。
支撑件58包括安装在其上的第一轨道78(见图5-7)，用于在壳体48绕枢转轴线36枢转期间沿支撑件58引导壳体48。更具体地，第一轨道78安装到支撑件58的第二侧62，用于在壳体48绕枢转轴线36枢转期间沿支撑件58引导壳体48。第一轨道78设置在支撑件58的第一和第二端部72、74之间。在一些实施例中，第一轨道78限定大致半圆形构造，其与支撑件58的半圆形构造协作。应理解第一轨道78可具有任何合适的构造。
壳体48包括安装在其上的第二轨道80(见图5-7)，从而第二轨道80和壳体48同时绕枢转轴线36枢转。更具体地，第二轨道80在空腔52外部安装到壳体48，从而第二轨道80和壳体48同时绕枢转轴线36枢转。换句话说，第二轨道80安装到壳体48的第一表面54。第二轨道80与第一轨道78协作，用于在壳体48绕枢转轴线36枢转期间沿第一轨道78引导第二轨道80。通常，第二轨道80设置在第一轨道78中。第二轨道80、壳体48、和自容纳单元50绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于第一轨道78和支撑件58枢转。在一些实施例中，第二轨道80限定大致半圆形构造，其与第一轨道78的半圆形构造协作。应理解第二轨道80可具有任何合适的构造。
转向机构42包括嵌齿轮(cog)82,其与第一轨道78协作且第二电动机84联接到嵌齿轮82。第二电动机84联接到嵌齿轮82，用于让嵌齿轮82沿第一轨道78运动，以让壳体48绕枢转轴线36独立于支撑件58枢转。更具体地，第二电动机84的促动让嵌齿轮82旋转，这让嵌齿轮82沿第一轨道78运动从而壳体48绕枢转轴线36枢转。应理解，多于一个的嵌齿轮82可联接到第二电动机84。
第二电动机84可包括从其延伸的轴，轴联接到嵌齿轮82且可旋转，以让嵌齿轮82旋转。第二电动机84可包括用于让嵌齿轮82旋转的任何合适的部件（一个或多个），且第二电动机84的部件（一个或多个）将不进一步描述。应理解，第二电动机84可具有任何合适的电动机或任何其他合适的马达。进一步应理解，转向机构42可包括其他部件（一个或多个），以让壳体48/自容纳单元50相对于第一轨道78运动。
还参见图6和7，支撑件58的第二侧62包括在第一轨道78附近的齿条86。通常，齿条86设置在第一轨道78中且设置在支撑件58的第一和第二端部72、74之间。嵌齿轮82接合齿条86，以在第二电动机84的促动期间让壳体48独立于支撑件58运动。在一些实施例中，壳体48限定了开口88，嵌齿轮82的一部分设置为穿过开口88，用于接合支撑件58的齿条86。在各种实施例中，第二轨道80还限定开口88，从而嵌齿轮82的所述部分设置为穿过第二轨道80和壳体48的开口88，用于接合支撑件58的齿条86。
齿条86可包括彼此间隔开的多个止动部90，用于防止第一轨道78从第二轨道80脱离。更具体地，嵌齿轮82设置在止动部90之间，从而止动部90防止自容纳单元50从支撑件58脱开。在嵌齿轮82沿齿条86运动且与其中一个止动部90接合时，壳体48绕枢转轴线36沿该方向的进一步枢转被防止。其中一个止动部90可被设置为邻近支撑件58的第一端72而另一止动部90可设置为邻近支撑件58的第二端74。应理解，止动部90可具有任何合适的构造和位置。进一步应理解，第二电动机84可被配置为并入合适的止动部。
车辆20可进一步包括悬挂机构92，所述悬挂机构设置在壳体48的空腔52中，以进一步限定自容纳单元50。通常，悬挂机构92缓冲车辆20和支撑结构24沿枢转轴线36和/或与枢转轴线36成横向的运动。悬挂机构92可同时与壳体48绕枢转轴线36沿第三和第四方向枢转。因此，壳体48接收悬挂机构92。悬挂机构92绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于支撑件58与壳体48同时枢转。进而，悬挂机构92不沿第一和第二方向旋转。
悬挂机构92包括多个臂94，所述多个臂每一个联接到车轮组件32且附接到壳体48的第二表面56。臂94的其中一个端部附接到壳体48的第二表面56且臂94的另一端部附接到第一电动机38。臂94可通过任何合适的紧固件（一个或多个）、联接件（一个或多个）、凸块（一个或多个）、钩（一个或多个）、粘接剂（一个或多个）、焊接而被附接到壳体48的第二表面56。应理解臂94可具有任何合适的构造和位置。
悬挂机构92进一步包括震动吸收装置96，其联接到车轮组件32和壳体48，用于缓冲支撑结构24沿枢转轴线36的运动。换句话说，震动吸收装置96缓冲车辆20沿枢转轴线36的运动。应理解，震动吸收装置96可缓冲车辆20和支撑结构24与枢转轴线36成横向的运动。通常，震动吸收装置96设置在壳体48的空腔52且安装到壳体48。震动吸收装置96可通过任何合适的紧固件（一个或多个）、联接件（一个或多个）、凸块（一个或多个）、钩（一个或多个）、粘接剂（一个或多个）、焊接而被附接到壳体48等。
另外，震动吸收装置96可调整为改变缓冲的量。因此，震动吸收装置96可包括调整把手98和壳体48，其限定与空腔52相交的孔口100，用于接收震动吸收装置96。具体说，震动吸收装置96设置为穿过孔口100且进入空腔52，从而调整把手98设置在壳体48外部，用于提供对震动吸收装置96的容易调整。
震动吸收装置96可包括偏压构件102，例如弹簧。此外，震动吸收装置96可包括活塞组件。在一些实施例中，偏压构件102和活塞组件彼此协作。震动吸收装置96可限定为空气震动吸收装置且可包括任何其他合适的部件（一个或多个），用于缓冲车辆20和支撑结构24的运动。应理解，悬挂机构92可包括任何合适的部件（一个或多个），用于缓冲车辆20和支撑结构24的运动，且悬挂机构92的部件（一个或多个）将不进一步描述。
车轮组件32包括联接到第一电动机38的毂104和附接到毂104的轮胎106。从而毂104支撑轮胎106，且毂104的至少一部分与轮胎106同时绕中心轴线34沿第一和第二方向旋转。通常，第一电动机38联接到毂104，从而响应于第一电动机38的促动，毂104和轮胎106同时绕中心轴线34沿第一和第二方向旋转。因此，第一电动机38的促动让毂104旋转，这让轮胎106旋转，以让车辆20和支撑结构24向前、向后、向左或向右运动。由此，壳体48支撑一个驱动或被提供动力的车轮。在壳体48/自容纳单元50处在第二模式时，轮胎106与车辆20或支撑结构24分离。应理解，车轮组件32可包括任何合适的部件（一个或多个），用于让车辆20运动，且车轮组件32的部件（一个或多个）将不被进一步描述。
通常，转向机构42让轮胎106沿与纵向轴线30成横向的第三方向枢转到第一位置和沿与纵向轴线30成横向的第四方向枢转到第二位置。第一位置显示在图6和9中且第二位置显示在图7和10中。进而，转向机构42让轮胎106枢转到基本上与纵向轴线30平行的中间位置。因此，中间位置代表约0°的角度。中间位置在第一和第二位置之间且显示在图1、2、4、和8中。
轮胎106可以沿第三方向以约0°到约90°的第一角度相对于中间位置绕枢转轴线36枢转到第一位置。简单地说，轮胎106和车轮组件32可沿第三方向枢转到第一角度108，所述第一角度可以是约0°到约90°的任何角度，如图9所示。仅出于展示的目的，图9以虚线示出了在第一角度108为约1°时的自容纳单元50和以实线示出了在第一角度108为约90°时的自容纳单元50。
此外，轮胎106可以以约0°到约-90°的第二角度110沿第四方向相对于中间位置绕枢转轴线36枢转到第二位置。简单地说，轮胎106和车轮组件32可沿第四方向枢转到第二角度110，第二角度可以是约0°到约-90°的任何角度，如图10所示。仅出于展示的目的，图10以虚线示出了在第二角度110为约-1°时的自容纳单元50且以实线示出在第二角度110为约-90°时的自容纳单元50。应理解，第一和第二角度108、110可反过来，从而第一角度108可为约0°到约-90°且第二角度110可为约0°到约90°。
换句话说，转向机构42让轮胎106沿与中间轴线76成横向的第三方向枢转到第一位置且沿与中间轴线76成横向的第四方向枢转到第二位置。因此，转向机构42让轮胎106枢转的基本上平行于中间轴线76的中间位置。因此，中间位置代表约0°的角度。从而轮胎106可以沿第三方向以约0°到约90°的第一角度相对于中间位置绕枢转轴线36枢转到第一位置。如上所述，轮胎106和车轮组件32可沿第三方向枢转到第一角度108，所述第一角度可以是约0°到约90°的任何角度。另外，轮胎106可以以约0°到-90°的第二角度110沿第四方向相对于中间位置绕枢转轴线36枢转到第二位置。如上所述，轮胎106和车轮组件32可沿第四方向枢转到第二角度110，所述第一角度可以是约0°到约-90°的任何角度。应理解第一和第二角度108、110可与如上所述的相反。
参见图6，轮胎106和自容纳单元50沿第三方向枢转约90°，且参见图7，轮胎106和自容纳单元50沿第四方向枢转约-90°。因此，轮胎106可在第三和第四方向之间枢转最大约180°。相应地，壳体48和自容纳单元50可在第三和第四方向之间与轮胎106同时枢转最大约180°。从而自容纳单元50提供宽运动范围，其因此提供车辆20的宽运动或机动性范围。
向回参见图5，车辆20也可包括控制系统112，所述控制系统设置在壳体48的空腔52中，以进一步限定自容纳单元50。控制系统112可与壳体48同时绕枢转轴线36沿第三和第四方向枢转。因此，壳体48接收控制系统112。控制系统112同时与壳体48绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于支撑件58枢转。进而，控制系统112不沿第一和第二方向旋转。
控制系统112与第一电动机38、制动装置40和转向机构42通信，用于控制转向机构42、制动装置40、第一电动机38的促动。更具体地，控制系统112与第一和第二电动机38、84和制动装置40通信，用于控制第一和第二电动机38、84、制动装置40促动。通常，控制系统112与集线器68电通信。在一些实施例中，控制系统112可以是线控系统（drive-by-wire controlsystem）。控制系统112可包括任何合适的部件（一个或多个），例如计算机芯片（一个或多个）等，用于控制各种电动机，装置，机构，组件等的促动且控制系统112的部件（一个或多个）将不被进一步描述。
壳体48、车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于支撑件58彼此同时枢转。因此，壳体48、车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112限定自容纳单元50。换句话说，壳体48、车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112可同时附接到支撑结构24且同时与支撑结构24分开。因此，自容纳单元50可与支撑结构24附接和分开，用于提供自容纳单元50的可更换性。因此，壳体48/自容纳单元50在附接到车辆20或支撑结构24时处在第一模式，且壳体48/自容纳单元50在从车辆20或支撑结构24分离时处在第二模式。
转到图1和2，车辆20可进一步包括附接到支撑结构24的电池114，用于将电流供应到第一和第二电动机38、84、制动装置40、和控制系统112。通常自容纳单元50与电池114电通信以将电流或功率供应到自容纳单元50。集线器68可提供从电池114到自容纳单元50的电连通。电池114可被限定为多个电池114，以提供电池组。应理解，任何合适的电池、电源、燃料电池、增程式电动车（EREV）等可用于提供电流/功率到第一和第二电动机38、84、制动装置40、控制系统112，和/或提供电流/功率到任何其他合适的电动机（一个或多个）、装置（一个或多个）、机构（一个或多个）、组件、控制器（一个或多个）。进一步应理解，电池114可以具有任何合适的构造且在任何合适的位置附接到车辆20。
转到模块化驱动设备22，该设备22包括许多如上所述的特征。具体说，模块化驱动设备22包括车轮组件32、第一电动机38、制动装置40、转向机构42、和壳体48，如上所述。模块化驱动设备22可进一步包括如上所述的支撑件58。此外，模块化驱动设备22可包括悬挂机构92和控制系统112，如上所述。模块化驱动设备22与电池114电通信，以供应电流或功率到如上所述的模块化驱动设备22，且可利用如上所述的集线器68。
因此，简短地说，壳体48接收车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42，以限定模块化驱动设备22的自容纳单元50，用于与支撑结构24附接和分开，以提供模块化驱动设备22的自容纳单元50的可更换性。更具体地，壳体48接收车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112，以进一步限定自容纳单元50。从而，车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92和控制系统112设置在模块化驱动设备22的壳体48的空腔52中。
壳体48、车轮组件32、第一电动机38、制动装置40和转向机构42绕枢转轴线36、沿第三和第四方向且独立于支撑件58彼此同时可枢转。更具体地，壳体48、车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112绕枢转轴线36沿第三和第四方向独立于支撑件58彼此同时枢转。进而，支撑件58、壳体48、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112不沿第一和第二方向旋转。
模块化驱动设备22在附接到车辆20或支撑结构24时处在第一模式且模块化驱动设备22在与车辆20或支撑结构24分离时处在第二模式。更具体地，在支撑件58附接到车辆20或支撑结构24时模块化驱动设备22处在第一模式，且在支撑件58与车辆20或支撑结构24分离时模块化驱动设备22处在第二模式。更具体地，在支撑件58附接到联接构件70时模块化驱动设备22处在第一模式，且在支撑件58与联接构件70分离时模块化驱动设备22处在第二模式。因此，联接构件70和支撑件58协作，从而模块化驱动设备可容易地与车辆20或支撑结构24附接和分开。
让模块化驱动设备22可与车辆20或支撑结构24附接和分开，这为模块化驱动设备22提供了用另一模块化驱动设备22更换和互换的可能性。因此，模块化驱动设备22提供通用构造，用于与利用设备22的许多车辆20容易地附接和分开。如果模块化驱动设备22需要维护，则模块化驱动设备22可与车辆20分离，这可提供用于维护设备22的更良好的工作环境。另外，如果模块化驱动设备22需要维护，则用户可请求用新的模块化驱动设备22更换模块化驱动设备22，而不用等候维护完成。此外，模块化驱动设备22提供车辆20的宽运动或机动性范围，因为自容纳单元50可在第三和第四方向之间与轮胎106同时枢转最大约180°。此外，通过自容纳车轮组件32、第一和第二电动机38、84、制动装置40、转向机构42、悬挂机构92、和控制系统112，模块化驱动设备22可简化或除去驱动系统的多余结构。
图2示出了车辆20，实施为摩托车，利用一个模块化驱动设备22和一个不被提供动力的车轮116。应理解，多于一个的模块化驱动设备22可被车辆20使用。例如，摩托车可利用另一模块化驱动设备22，代替不被提供动力的车轮116。作为另一例子，如果期望使用前轮驱动车辆20，如图1所示，两个模块化驱动设备22可被利用，一个模块化驱动设备22在车辆20的左前端26联接到支撑结构24且另一模块化驱动设备22在车辆20的右前端26联接到支撑结构24。此外，通过该前轮驱动例子，一对不被提供动力的车轮116可被利用，从而其中一个车轮116在车辆20的左后端28联接到支撑结构24而另一车轮116在车辆20的右后端28联接到支撑结构24。作为另一例子，如果需要使用四轮驱动车辆20，四个模块化驱动设备22可被利用。因此，许多车辆20可利用模块化驱动设备22。应理解，模块化驱动设备22可在任何合适的位置附接到车辆20/支撑结构24。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种车辆，包括:
支撑结构；
车轮组件，联接到支撑结构且能沿第一方向和与第一方向相反的第二方向绕中心轴线旋转，用于让支撑结构向前和向后运动，车轮组件能绕与中心轴线成横向的枢转轴线沿第三方向和与第三方向相反的第四方向枢转，用于让支撑结构向左和向右运动；
电动机，联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第一和第二方向旋转；
制动装置，联接到车轮组件，用于对车轮组件制动；
转向机构，联接到车轮组件，用于让车轮组件沿第三和第四方向枢转；和
壳体，接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以限定能与支撑结构附接和分开的自容纳单元，用于提供自容纳单元的可更换性。
2.如权利要求1所述的车辆，进一步包括支撑件，其联接到壳体，用于支撑自容纳单元，且支撑件被设置在壳体外部且能与自容纳单元同时与支撑结构附接和分开。
3.如权利要求2所述的车辆，其中壳体限定空腔，所述空腔接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以进一步限定自容纳单元，其中壳体、车轮组件、电动机、制动装置和转向机构能绕枢转轴线沿第三和第四方向独立于支撑件而彼此同时枢转。
4.如权利要求2所述的车辆，其中支撑件具有选择性地附接到支撑结构的第一侧，支撑件具有联接到壳体且与第一侧相反的第二侧，且支撑件包括安装到支撑件第二侧的第一轨道，用于在壳体绕枢转轴线枢转期间沿支撑件引导壳体。
5.如权利要求4所述的车辆，其中壳体包括安装在其上的第二轨道，从而第二轨道和壳体同时绕枢转轴线枢转，且第二轨道与第一轨道协作，用于在壳体绕枢转轴线枢转期间沿第一轨道引导第二轨道。
6.如权利要求1所述的车辆，其中壳体限定空腔，所述空腔接收车轮组件、电动机、制动装置和转向机构，以进一步限定自容纳单元，其中壳体、车轮组件、电动机、制动装置和转向机构能绕枢转轴线沿第三和第四方向彼此同时枢转，且其中壳体具有与空腔背对的第一表面和设置在空腔中的第二表面。
7.如权利要求6所述的车辆，进一步包括悬挂机构，所述悬挂机构设置在壳体的空腔中，以进一步限定自容纳单元且绕枢转轴线沿第三和第四方向与壳体同时枢转，其中悬挂机构包括多个臂，每一个臂联接到车轮组件且附接到壳体的第二表面，且其中悬挂机构包括联接到车轮组件和壳体的震动吸收装置，用于缓冲支撑结构沿枢转轴线的运动。
8.如权利要求7所述的车辆，其中车轮组件包括毂和附接到毂的轮胎，电动机联接到毂，从而响应于电动机的促动，毂和轮胎绕中心轴线沿第一和第二方向同时旋转。
9.如权利要求8所述的车辆，其中支撑结构包括沿纵向轴线彼此间隔开的前端和后端，且其中转向机构让轮胎沿与纵向轴线成横向的第三方向枢转到第一位置且沿与纵向轴线成横向的第四方向枢转到第二位置，转向机构将轮胎枢转到基本上平行于纵向轴线的中间位置，以呈现约0°的角度，且轮胎能沿第三方向以约0°到约90°的第一角度相对于中间位置绕枢转轴线枢转到第一位置，且轮胎能沿第四方向以约0°到约-90°的第二角度相对于中间位置绕枢转轴线枢转到第二位置。
10.如权利要求6所述的车辆，进一步包括控制系统，所述控制系统设置在壳体空腔中，以进一步限定自容纳单元且能绕枢转轴线沿第三和第四方向与壳体同时枢转，且控制系统与电动机、制动装置和转向机构通信，用于控制电动机、制动装置和转向机构的促动。
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