CN104973126B - 八功能汽车和实现各功能的方法及用于该车的伸缩轮总成 - Google Patents

Abstract

八功能汽车和实现各功能的方法及用于该车的伸缩轮总成,具有市售普通汽车的纵向行驶和转弯功能,还有摆头甩尾自转横行自救单端顶升六大功能,该车装有伸缩轮总成,当所有伸缩机构完全伸展到位时,各横向轮的轮轴线落在同一平面S之内,且该平面S与车的纵向对称平面平行或重合;各万向轮的着地点为垂足的地面垂直线与S平面平行。纵向轮系按现有技术实施纵向行驶功能和转弯功能;横向轮系在控制系统的控制下和在动力系统的驱动下实施既定动作,从而实现摆头甩尾自转横行自救单端顶升六大功能。一种用于所述多功能汽车的伸缩轮总成,包括伸缩机构及装于该伸缩机构下端的轮子,伸缩机构由多条连杆连接成的多连杆结构和直线电机以及轮架板组成。

Description

八功能汽车和实现各功能的方法及用于该车的伸缩轮总成

技术领域

本专利属陆用无轨机动车领域。

背景技术

现有市售普通汽车的功能只有两方面,就是纵向行驶和转弯。这两大功能是现有技术,本说明书不详述,本说明书将详述新增加在汽车上的六大功能。现有市售汽车的轮子在不偏转的情况下都是沿着汽车纵向滚动,故称为纵向轮。与纵向轮相对的是横向轮。本专利中把只能沿着汽车横向(与车纵向垂直的方向)滚动的轮子称为横向轮。可见,现有市售汽车并没有横向行驶功能。

纵向行驶是汽车最主要的功能,为了解决这个技术问题,汽车领域的技术人员采用了前束角,独立悬架,差速器等技术,保证了汽车在持续行驶和高速行驶和不同路况行驶时,整车具有最佳的力学性能,驾驶员具有极好的操控感。

转弯功能是汽车必不可少的功能,前纵向轮在转向机的带动下可偏转一定角度。以二桥四轮的车为例,为了解决这个技术问题,汽车领域的技术人员根据阿克曼转向几何学,采用了四轮绕同一瞬时圆心滚动的技术,保证在转弯的过程中,不管驾驶员如何打方向盘,四个轮子都作纯滚动的运动,没有滑移的成份。即是轮胎与地面只有滚动摩擦力,没有滑动摩擦力。这一点很重要,可避免轮胎的破坏性磨损,避免轮与车身之间各连接件的破坏性负荷,保证转弯时的顺畅和可控性。但是由于受机械结构的限制,也为了保证行驶的稳定性和可控性,汽车前轮的最大偏转角都没有超过45度。因此,汽车在水平地面上转弯时的瞬时圆心的水平投影落在汽车的水平投影之外,即四个轮的轮轴的轴线相交于一点,该点的水平投影落在汽车的水平投影之外。从而使整部汽车上各点的水平投影以该点的水平投影为圆心作圆周运动。借用地球绕地球外一点(太阳)转动称为公转的概念,本专利将现有汽车的这种转弯方式称为汽车的公转。除特别说明外,本专利所称地面都是指水平地面,且汽车的支承面都默认是水平地面。

与公转相对的是自转,本专利中,把汽车自转定义为:当汽车在水平地面作转向行驶运动,如果满足:以该车中部的某点的水平投影为圆心,该车其它各点的水平投影绕该圆心作圆周运动,就称该汽车的这种转向行驶运动为自转。所述汽车中部是指除汽车前部和汽车后部之外的部分。很显然,当一部汽车从车头正对北面变为正对南面,采用自转的方案,只需要直径大约为车长的空间就可以；而采用公转的方法将需要很大的转弯空间,现有市售的汽车,通常转弯直径超过二倍车长,如车长为4.8米的车,最小转弯直径达10米,这使汽车的掉头转弯很不方便。

显然,现有市售汽车并没有自转功能。

现有汽车也不具备甩尾功能,所谓甩尾,是指:当汽车在水平地面作转向行驶运动,如果满足:以该车前部的某点的水平投影为圆心,该车其它各点的水平投影绕该圆心作圆周运动,就称该汽车这种运动为甩尾。在赛车飘移运动中,是利用惯性和急刹车相结合来实现的,结果是造成轮胎滑移的破坏性磨损和机件的强相互作用力的破坏性负荷以及产生刺耳的巨大噪声,且司机需经特殊训练。本专利所述汽车前部是指汽车前桥之前的部分,或占全车长度五分之一的靠前端部分。

现有汽车也不具备摆头功能,所谓摆头,是指:当汽车在水平地面作转向行驶运动,如果以该车后部的某点的水平投影为圆心,该车其它各点的水平投影绕该圆心作圆周运动,就称该汽车这种运动为摆头。在赛车飘移运动中,摆头对车的损害与甩尾同理。本专利所述汽车后部,是指汽车后桥之后的部分或占全车长度五分之一的靠后端部分。

现有汽车也不具备自救功能,所谓自救功能,本专利是指汽车依靠自身的装置将整车抬升一定高度直到各纵向轮都升离地面,进而进行各种应急操作的的功能,应急操作包括维修和挪开纵向轮和将车撤退。因为很多时候汽车发生故障或险情,车身在高位状态就能维修或摆脱险境。

现有汽车也不具备单端顶升功能,所谓单端顶升功能,是指依靠安装于汽车靠一端的伸缩机构向下下压地面,靠地面的反作用力将汽车该端顶升,该端纵向轮离地；另一端仍由纵向轮支地,使车身与汽车支承面处于不平行状态的功能。

发明内容

1，一种八功能汽车,具有市售普通汽车四部分,即车身、底盘、动力机构和电气设备,底盘包括最少二个车桥四个纵向轮及其转向系,其特征是:该车设置有二个或二个以上的横向轮,最靠车前端的横向轮称为前横向轮,最靠车后端的横向轮称为后横向轮,在前横向轮和后横向轮中间的横向轮称为中间横向轮,前横向轮位于车前部,后横向轮位于车后部；各横向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接即:各横向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架；所述汽车前部是指车前桥之前的部分或占全车长度五分之一的靠前端部分,汽车后部是指汽车后桥之后的部分或占全车长度五分之一的靠后端部分；

当连接各横向轮的各伸缩机构完全伸展到位时,各横向轮的轮轴线落在同一平面S之内,且该平面S与车的纵向对称平面平行或重合；

所述前横向轮和后横向轮两个横向轮有各自独立的伸缩机构,前横向轮和后横向轮不共用一个伸缩机构；前横向轮和后横向轮各自独立与一个驱动机构连接,前横向轮和后横向轮不共用一个驱动机构,每个驱动机构驱动与它连接的横向轮转动和反向转动；

在所述平面S两边,每边最少设置有一个万向轮,各万向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接,即各万向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架；所述每个万向轮的伸缩机构是该轮子专用的或与其它轮子共用的伸缩机构,所述其它轮子是指其它横向轮或万向轮；

当上述所有伸缩机构从完全收缩状态同时向下伸展时,安装于伸缩机构下端的各横向轮和各万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,各横向轮和万向轮共同承担车的重量，汽车原有的纵向轮升离地面，这时以各万向轮的着地点为垂足的地面垂直线与S平面平行；当上述所有伸缩机构从完全伸展状态向上收缩时,汽车下降,纵向轮随着下降接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,汽车恢复现有市售普通汽车的状态。

驾驶员通过控制电开关来控制伸缩机构的工作和停止,也通过电开关来控制各横向轮的动力装置工作和停止以及各横向轮的正反转；电开关固定安装在架驶室或制成遥控器形式；上述机构的总和称为第二轮系，第二轮系不承担纵向行驶和正常转弯功能，从而避免增加复杂的控制轮子偏转的机构且可大大降低对伸缩轮总成的性能的要求；汽车的纵向轮及车桥及纵向轮的转向系的总和称为第一轮系,第一轮系不承担摆头甩尾横行自转自救单边顶升六大功能，从而避免增加车的簧下重量影响车的纵向行驶性能，第一轮系承担纵向行驶和纵向行驶时的正常转弯功能,所述上述机构的总和,包括:横向轮及其伸缩机构、驱动机构、控制机构；还包括万向轮及其伸缩机构、驱动机构、控制机构。

需要说明的是:伸缩机构(包括伸缩电机和轮架等)和安装于伸缩机构下方的轮子(包括横向轮或万向轮),以及两者各自的驱动机构,以及两者各自的连接件,合称为伸缩轮总成；伸缩机构下方设置前横向轮时,该伸缩轮总成称为前伸缩轮总成,也称为前横向轮的伸缩轮总成；后伸缩轮总成或后横向轮的伸缩轮总成的定义与此同理。伸缩机构处于完全伸展状态简称为伸缩机构伸展到位；伸缩机构处于完全收缩状态简称为伸缩机构收缩到位。

需要说明的是：当汽车满载停放于水平地面且伸缩轮总成完全收缩时，设，车轮最低点比车身底盘中央最低点低a厘米，伸缩轮总成最低点比车身底盘中央最低点低h厘米；当汽车被完全悬空水平吊起且纵向轮自由下垂且伸缩轮总成完全伸展时，设，车轮最低点比底盘中央最低点低A厘米，伸缩轮总成最低点比车身底盘中央最低点低H厘米。那么从权利要求1所述的“当上述各伸缩机构同时向下伸展时,安装于伸缩机构下端的各横向轮和各万向轮随着下降接触地面”可知,安装于伸缩机构下端的横向轮和万向轮需要下降才能接触到地面,也就是说,h＜a,只要满足h＜a即可,包括h＝0和h＜0的情况；从权利要求1所述的“并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车原有的纵向轮升离地面”可知,安装于伸缩机构下端的横向轮和万向轮能够继续伸展直到代替纵向轮支撑起整部车,也就是说H＞A。综合来说,就是制造伸缩轮总成时只要能满足h＜a且H＞A,这样的取值范围,就符合本专利的要求。

需要说明的是,本专利所涉及的用电设备的电源是取自随车的可充电池,可以与汽车的启动马达共用一个电池或单独设立一个可充电池。

2，该八功能汽车还可以具有以下特征:连接前横向轮的伸缩机构和连接后横向轮的伸缩机构最少有一个不处在前桥与后桥之间的位置。

需要说明的是:大多数汽车的前桥离汽车前脸装饰板都有一定距离,如小轿车。有的车的前轮紧挨着车前脸的,例如长安星卡SC1026S1人货车,这时,即使是在前桥后面接近前桥的位置,也在车长度的前五分之一的范围内,相对于整车来说也属于车的前部,对于这类车，横向轮及其伸缩机构可布置在车前桥之后靠近前桥的位置。

3,有二个万向轮位置是位于汽车纵向轮的前桥和后桥中间；且,当该二万向轮随伸缩机构的收缩而上升到最高位时,该二万向轮最低点都低于上述前桥和后桥中间的底盘的最低点,从而当汽车经过凹凸不平的路面时万向轮可滚过车身下凸起的路面而避免车底盘的刮蹭；当所述汽车是小轿车或SUV或小客车时,所述设置于汽车前后桥中间的两个万向轮,其所连接的伸缩机构是固定在车的B柱上或车的车架上。

需要说明的是,本点是本专利方案的一个下位概念的细分方案,可增强通过性,防高出的土堆或台阶刮蹭到底盘。在选择万向轮时优选的方案是球形万向轮。本专利万向轮是无连接动力的,分为普通万向轮和球形万向轮,普通万向轮的轮子呈圆盘状,轮子固定座上有随动转向结构；球形万向轮的轮子呈球形,可万向滚动,又称万向球。球形万向轮目前已形成专业化系列化的生产,例如江苏奇力球形万向轮直径不到10CM,重量只有1公斤却能荷重半吨。

4，本专利还可以增加以下特征：横向轮的驱动机构是置于轮毂内的轮毂电机,该横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,所述制动装置包括电磁刹车装置或轮毂内的蜗轮蜗杆传动装置；

或者，横向轮的驱动机构是置于轮毂外的直流减速电机,横向轮与直流减速电机的连接方式包括轴连接或皮带连接或链条连接,该直流减速电机带有霍尔元件,该直流减速电机也带有刹车装置,所述刹车装置包括常规的电机的电磁刹车装置或减速箱中的蜗轮蜗杆传动装置。

需要说明的是,一体轮作为轮毂电机和轮的结合体,是现有技术,目前已是专业化系列化生产,其将电机、霍尔元件、减速装置、制动装置安装于轮毂中,广泛应用于各种电动车。一体轮中的刹车装置常用的是断电刹停的电磁刹车装置。此外,其轮毂中也可增设蜗轮蜗杆传动机件,利用蜗轮蜗杆的自锁功能来起到停电即刹车的功能。

5,本专利所述伸缩机构可采用电动丝杆升降机构或直线电机伸缩机构；所述每个伸缩机构,在其行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作。

需要说明的是,本专利所称直线电机,是广义的直线电机,既包括狭义的直线电机(即由初级和次级代替旋转电机的定子和转子),也包括由传统旋转电机和减速箱和推杆集成在一起的直线推杆电机,直线推杆电机又称为推杆电机或电动推杆或电缸。目前这两类直线电机都已形成专业化系列化的生产,可在市场上买到各种所需规格的成熟产品。这里不再详述。

6,该八功能汽车的伸缩机构也可以采用现有市售的各种升降机构之一,可以是电动剪叉式升降机构或电动内螺纹套筒升降机构或液压传动伸缩机构；所述每个伸缩机构,在其行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作。

需要说明的是,上述各种伸缩机构是现有技术,已有众多厂家进行系列化专业化生产,现有市场中有多种规格和方案可直接采用。可直接用于本专利方案。或者，只需向厂家列明所需伸缩机构的参数:体积、电压、推力、伸缩范围、始末端固定孔,即可订购到所需的产品直接安装于车身或底盘,就象订购一个马达一样方便快捷而无需了解马达的具体结构。

7,该八功能汽车各横向轮之间的霍耳元件可用于转速同步控制装置,供选择性启用。

8,该八功能汽车还可以具有以下特征:当所述汽车是包含有机器箱和客箱和行李箱的三箱式小轿车时,设置于车的前伸缩轮总成完全收缩时可收纳于小轿车的机器箱中,而且设置于车的后伸缩轮总成完全收缩时可收纳于行旅箱中；当所述汽车是包含有机器箱和客箱的二箱式小轿车或SUV车时,设置于车的前伸缩轮总成完全收缩时可收纳于二箱式小轿车或SUV车机器箱中,而且设置于车的后伸缩轮总成完全收缩时可收纳于客箱中；

所述前伸缩轮总成的伸缩机构，包括两个固定于车架两侧的直线电机及电机与车架的固定加强杆，在所述直线电机的推杆的行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作；两推杆下端与一轮架板的两端分别铰接，轮架板下方居中安装有一个横向轮，轮架板下方横向轮两边各安装有一个万向轮，即前横向轮与两个万向轮共用一个伸缩机构，万向轮以S平面为对称平面对称分布；所述横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,所述制动装置是电磁刹车装置；

所述后伸缩轮总成的伸缩机构，包括一个固定于车架的直线电机及电机与车架的固定加强杆，在所述直线电机的推杆的行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作；该推杆下端与一轮架板固定连接，轮架板下方居中安装有一个横向轮，所述横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,该制动装置是电磁刹车装置；

上述两个万向轮和两个横向轮都不设偏转控制机构，所有横向轮都不能偏转；

所述各直线电机和轮毂电机的电开关集成为控制器，驾驶员通过控制电开关来控制伸缩机构的工作和停止,也通过电开关来控制各横向轮的动力装置的工作和停止以及各横向轮的正反转；电开关固定安装在架驶室或制成遥控器的形式，用电设备的电源是取自随车的可充电池。

9,上一段即第8条所述的八功能汽车还可以具有以下特征:前横向轮总成和后横向轮总成的每个直线电机改为两个并排的功率减半的直线电机等效替换；后伸缩轮总成的轮架板为长条形轮架板,所述两个直线电机伸缩端铰接于两架板两端,轮架板下方横向轮两边各安装一个万向轮，全车由两个横向轮和四个万向轮承重，全车由前后六个直线电机顶升。

10，本专利相同主题的另一种八功能车技术方案，是一种带辅助横向轮的八功能车，其特征是：具有权利要求1的特征，且：前横向轮之前和后横向轮之后加装有辅助横向轮，各辅助横向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接即:各辅助横向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架，当连接各辅助横向轮的各伸缩机构完全伸展到位时,各辅助横向轮的轮轴线落在平面S之内。

11，在一部汽车上实施纵向行驶、转弯和摆头、甩尾、自转、横行、自救、单端顶升八功能的方法,具有如下特征:

所述汽车具有权利要求1所述的特征；

使所述汽车实现摆头的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后，后横向轮保持刹住不滚动,其它各横向轮在电机驱动下同向滚动，以该刹停横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动，各万向轮随着绕该刹停横向轮作圆周运动；

使所述汽车实现甩尾的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后，前横向轮保持刹住不滚动,其它各横向轮在电机驱动下同向滚动，以该刹停横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动，各万向轮随着绕该刹停横向轮作圆周运动；

使所述汽车实现自转的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后在车子前半部分的各横向轮在电机驱动下同时向左或同时向右滚动,与此同时在车子后半部分的各横向轮在电机驱动下同时向相反方向滚动实现整车的自转；

使所述汽车实现横行的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后各横向轮同时向左或同时向右滚动实现整车的横行运动；

使所述汽车实现自救的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,进而进行划各种应急操作的功能,应急操作包括维修或挪开纵向轮或将车撤退,以利于车子在高位状态摆脱各种困境；所述将车撤退的方法包括多次交替使用摆头180度和甩尾180度,整车旋转着撤退；

使所述汽车实现单端顶升的方法是,前端或后端伸缩轮总成向下伸展到位,顶升汽车使该端纵向轮升离地面,另一端纵向轮着地分担车的重量,中间横向轮和其它万向轮的伸缩机构可处于不完全伸展状态来支地分担车的重量。

需要说明的是,由于有电磁刹车装置或蜗轮蜗杆自锁机构,当横向轮子着地时是处于刹停状态的,并不会产生滚动,只有人为对其供电才能操作横向轮滚动。

12，一种用于权利要求1的八功能汽车的伸缩轮总成,包括伸缩机构及装于该伸缩机构下端的轮子,其特征是,在车的两前纵梁或两后纵梁之上固接有两条立杆,两立杆之间固接有一条横杆,立杆与横杆之间固接有斜杆作为加强筋,立杆与各纵梁之间也固接有斜杆作为加强筋,上述所有立杆横杆斜杆构成多连杆结构；多连杆结构的一侧的两头各固接有一个直线电机,直线电机的伸缩杆朝下,伸缩杆下端连接有轮架,轮架包括框式的轮架,称为轮架框,或板式的轮架,称为轮架板,所述连接的方式包括铰接或固接；轮架板下面中间位置固接有一个横向轮,该横向轮是内置轮毂电机和电磁刹车装置的一体轮；该轮架下面一体轮两边各固接有N个无动力的万向轮,N为自然数。

需要说明的是:本专利按照1993年颁布的《中华人民共和国国家标准》(GB 3100-3102-93)《量和单位》(11-2.9)规定,自然数包括0这个数字。

有益效果

下表给出了本专利方案的部分技术特征及该特征对应的有益效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明第一个实施例中,各伸缩轮总成的位置布置图,是整车的俯视示意图(机箱盖和尾箱盖已拆除)。

图2是本发明第一个实施例中,各伸缩轮总成的位置布置图,是整车的仰视示意图。

图3是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的主视示意图(伸缩轮上收时)。

图4是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的主视示意图(伸缩轮下伸时)。

图5是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的侧视示意图(伸缩轮下伸时)。

图6是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的俯视示意图。

图7是本发明的第一个实施例中,后伸缩轮总成的立体示意图。

图8是本发明的第一个和第二个实施例中,作为横向轮的一体轮的内部结构示意图。

图9是本发明第一个实施例中,各伸缩轮总成伸展到位时汽车被顶起的侧面示意图。

图10是本发明第一个实施例中各伸缩轮总成伸展到位时汽车被顶起正面示意图。

图11是本发明第一个实施例中电器原理方框图。

图12是本发明第一个实施例中主电路图。

图13是本发明第一个实施例中控制面板按钮图。

图14是本发明的第一个实施例中,汽车作甩尾运动时各轮的运动情况分析示意图。

图15是本发明的第一个实施例中,汽车作摆头运动时各轮的运动情况分析示意图。

图16是本发明的第一个实施例中,汽车作自转运动时各轮的运动情况分析示意图。

图17是本发明的第一个实施例中,汽车作横行运动时各轮的运动情况分析示意图。

图18是本发明的第二个实施例中,两个万向轮的伸缩轮总成的位置的示意图。

图19是本发明第二个实施例中,各伸缩轮总成的位置布置图,是整车的仰视示意图。

图20是本发明的第二个实施例中,汽车作甩尾运动时各轮的运动情况分析示意图。

图21是本发明的第二个实施例中,汽车作自转运动时各轮的运动情况分析示意图。

图22是本发明的第三个实施例,与图4不同之处,是将直线电机改成减速电机加丝杆的组合且万向轮是球形万向轮。

图23是本发明的第四个实施例中,非承载式车身的汽车后伸缩轮总成的立体示意图(伸缩轮下伸时)。

图24是本发明第五个实施例中,非承载式车身多横向轮多万向轮的位置布置图,是整车的仰视示意图。

图25是本发明的甩尾功能的一个应用,即无须倒车驶入路边纵向停车位。

图26是本发明的甩尾功能的一个应用,即无须倒车驶入路边横向停车位。

图27是本发明的摆头功能的一个应用,即无须倒车驶出路边纵向停车位。

图28是本发明的摆头功能的一个应用,即停在死角的车无须倒车原地掉头。

图29是本发明的自转功能的一个应用,即窄路口无须反复进退车而原地自转驶入。

图30是本发明的横行功能的一个应用,即窄路会车且后无退路时(如堵车)横行避让。

图31是本发明的横行功能的一个应用,即无须倒车横行进入路边极窄的纵向停车位。

图32是本发明的单端顶升功能的一个应用,即斜坡停车防滑防溜示意图。

图中:

1,横向轮；2,万向轮；3,轮子固定座；4,伸缩轮总成；4a,前伸缩轮总成；4b,后伸缩轮总成；5,纵向轮；6,道旁树；7,轮架框；8,货车驾驶室；9,货车货箱；101,轮毂电机；102,减震弹簧；103,刹车配件K；201,球形万向轮；401,横杆；402,竖杆；403,连接竖杆与横杆的斜加强杆；404,连接竖杆与前纵梁的斜加强杆；405,直线电机；406,伸缩推杆；407,减速电机；408,丝杆；409,轮架板；501,后视镜；502,前纵梁；503,发动机；504,主变速箱；505,发动机和空调器散热器的风扇总成；506,后纵梁；507,后横梁；508,轿车B柱；509,客箱地板。

具体实施方式

本发明的第一个实施例是在一辆二桥四纵向轮的车上实施的,采用前后端各一个横向轮,前横向轮跟两个万向轮共用一个伸缩机构,前横向轮和两个万向轮成一直线排列,伸缩机构是采用直线电机伸缩机构。

参见图1,图2,本发明的第一个实施例中,在汽车的前端,设置一个横向轮1,且该横向轮位置,在车的纵向上,是居于前桥之前,在车的横向上是左右居中的。前横向轮及其伸缩机构总称为前伸缩轮总成4a,位于汽车的前端,固定于车前纵梁502。布置于散热风扇505之前,汽车前脸装饰板之后,后横向轮及其伸缩机构总称为后伸缩轮总成4b,位于汽车的后端,固定于后横梁507,后横向轮及其伸缩机构布置于行旅箱中。汽车为小轿车。前伸缩轮总成4a的具体结构参见图3至图6,后伸缩轮总成4b的具体结构参见图7。

图3是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的主视示意图(伸缩轮上收时)。图4是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的主视示意图(伸缩轮下伸时)。图5是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的侧视示意图(伸缩轮下伸时)。图6是本发明的第一个实施例中,前伸缩轮总成的俯视示意图。图中,在汽车左右前纵梁502上各焊接固定有一根竖杆402,在两根竖杆402之间焊接有一根横杆401,在竖杆402与横杆401之间焊接有斜向加强杆403,在竖杆402和前纵梁502之间焊接有斜向加强杆404,上述七根杆形成七连杆的龙门架结构,固定于车的前纵梁。又不影响其后的发动机和空调的散热器风扇总成的通风。两部直线电机405固定焊接于左右竖杆402,所述直线电机的伸缩杆406的伸展方向向下,两伸缩杆406的未端铰接在一条长条形板409的两头,该长条形板下方居中位置固定安装有一横向轮1,该横向轮1采用的是带有轮毂电机的一体轮,该长条形板409称为轮架板。综上所述,七连杆结构和直线电机和轮架板构成了伸缩机构,该伸缩机构和轮架板下面的横向轮合称为伸缩轮总成。本例中,轮架板的左右两端还各固定安装有一个万向轮2。两个万向轮2和横向轮1的最低点等高。也就是说两个万向轮与前横向轮共用一个伸缩机构。

图7是本发明的第一个实施例中,后伸缩轮总成4b的立体示意图。图中,直线电机405固定焊接于汽车的后端的横梁507,直线电机的伸缩杆406的伸展方向向下,伸缩杆406的未端固接有一方形板409,该板下方居中位置固定安装有一横向轮1,该横向轮1采用的是带有轮毂电机的一体轮,该方形板409称为轮架板。综上所述,直线电机及其紧固件和轮架板构成了伸缩机构,该伸缩机构和轮架板下面的横向轮合称为伸缩轮总成。

当所述直线电机405接通一个直流电源(称为正向电源)之后伸缩杆406向下伸展,安装于伸缩机构下端的横向轮1和万向轮2随着下降接触地面,并随着伸缩机构的继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,参见图4和图9和图10。当所述直线电机405接通反向电源之后伸缩杆406向上收缩,汽车下降,横向轮升离地面,直到轮架板贴近前纵梁下方碰触限位开关而停止,整个伸缩轮机构收纳于机器箱中。这时汽车下降,纵向轮接触地面,汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。正反向电源是相对概念,以一个直流电源为正向电源,跟它极性相反的另一个直流电源就是反向电源。

图8是一种作为横向轮的一体轮的内部结构示意图。图中,轮毂内设有轮毂电机101,减震弹簧102和刹车元件103。本发明的第一个和第二个和第三个和第四个实施例的横向轮都是该种一体轮。轮毂电机驱动横向轮转动和反向转动。前横向轮和后横向轮可在驾驶员的操控下同时同向转动或同时反向转动或单独转动。

图11是本发明第一个实施例中电器原理方框图,其中的中间继电器组也可用PLC代替。图12是本发明第一个实施例中主电路图,其中A1和A2是前伸缩机构的直线电机,合称为电机A,电机B是后伸缩机构的直线电机,M和N分别是前后横向轮的驱动电机,是置于轮毂中的轮毂电机。FU是保险丝,FR是过载保护器。KM是中间继电器的触点。图13是本发明第一个实施例中控制面板按钮图。该控制面版是安装于车内操控台上,也可以制成遥控器的形式方便驾驶员走出车外,对车的摆头甩尾自转横行自救单端顶升等六大功能进行遥控操作,视线更开阔。其中:

点按1号钮:KM1闭合,电机A正向运行,前伸缩机构向下伸展；直到碰触行程开关才停

点按2号钮:KM2闭合,电机A反向运行,前伸缩机构向上收缩；直到碰触行程开关才停

长按3号钮:KM5闭合,电机M正向运行,前横向轮向右滚动；直到松开本按钮才停

长按4号钮:KM6闭合,电机M反向运行,前横向轮向左滚动,直到松开本按钮才停

点按5号钮:KM3闭合,电机B正向运行,后伸缩机构向下伸展；直到碰触行程开关才停

点按6号钮:KM4闭合,电机B反向运行,后伸缩机构向上收缩；直到碰触行程开关才停

长按7号钮:KM7闭合,电机N正向运行,后横向轮向右滚动；直到松开本按钮才停

长按8号钮:KM8闭合,电机N反向运行,后横向轮向左滚动；直到松开本按钮才停

点按9号钮:KM1和KM3同时闭合,电机A和B同时正向运行,前后伸缩机构同时向下伸展；直到分别碰触行程开关才停

点按10号钮:KM2和KM4同时闭合,电机A和B同时反向运行,前后伸缩机构同时向上收缩；直到分别碰触行程开关才停

长按11号钮:KM5和KM7同时闭合,电机M和N同时正向运行；前后横向轮同时向右滚动；汽车向右横行,直到松开本按钮才停

长按12号钮:KM6和KM8同时闭合,电机M和N同时反向运行；前后横向轮同时向左滚动,汽车向左横行；直到松开本按钮才停

长按13号钮:KM5和KM8同时闭合,电机M正向运行同时电机N反向运行；前横向轮向右滚动后横向轮向左滚动,汽车顺时针自转；直到松开本按钮才停

长按14号钮:KM6和KM7同时闭合电机M反向运行同时电机N正向运行,前横向轮向左滚动后横向轮向右滚动,汽车逆时针自转；直到松开本按钮才停

点按15号钮:SB15断开,急停,切断整套系统的总电源,不管其它按钮是否接通,不管各电机处于何状态。

以上按下任一按钮,其它按钮自动松开。长按是指按下并保持按住,点按是指按下后马上松开。电机A是电机A1和电机A2的总称,以求表达简明易懂。

作为等同替换,按钮和中间继电器组也可用PLC来代替以实现控制。

图14是本发明的第一个实施例中,汽车作甩尾运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中,前后伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,前横向轮轮中心为O点,MN是前后横向轮共同的轮轴线,显然,O点是落在直线MN上的。当前横向轮处于刹车状态,后横向轮在其轮毂电机驱动下向车左侧方向滚动时,后横向轮就以O点为圆心,OB为半径,作圆周运动,两个万向轮就以O点为圆心,OA为半径作圆周运动。由于万向轮的万向性,两个万向轮的轴线都通过O点,且都是直线EF.因此两个万向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损。又由于后横向轮的轴线是MN,O点又在MN上,因此,后横向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。图中箭头表明了整车转动的方向。

图15是本发明的第一个实施例中,汽车作摆头运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中,前后伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,后横向轮轮中心为O点,MN是前后横向轮共同的轮轴线,当后横向轮处于刹车状态,前横向轮在其轮毂电机驱动下向车左侧方向滚动时,前横向轮就以O点为圆心,OB为半径,作圆周运动,两个万向轮也随着以O点为圆心,以轮的轮中心到O点为半径作圆周运动。由于万向轮的万向性,两个万向轮的轴线EF都自动调节成通过O点,因此两个万向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有滑动磨损。又由于前横向轮的轴线是MN,O点又在MN上,因此,前横向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。图中箭头表明了整车转动的方向。

图16是本发明的第一个实施例中,汽车作自转运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中,前后伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,MN是前后横向轮共同的轮轴线,两个万向轮的轮轴线为EF,当前横向轮1在其轮毂电机驱动下向车左侧方向滚动,同时后横向轮在其轮毂电机驱动下向车右侧方向滚动时,前后横向轮就以O点为圆心,以横向轮的轮中心到O点距离为半径,作圆周运动,O点为直线MN上的一点且在两横向轮中间。两个万向轮随着以O点为圆心,以万向轮的轮中心到O点为半径作圆周运动。由于万向轮的万向性,两个万向轮的轴线EF都自动调节成通过O点.因此两个万向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损。又由于O点为前后横向轮的轴线是MN上的一点,因此,前后横向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。图中箭头表明了整车自转的方向。

图17是本发明的第一个实施例中,汽车作横行运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中前后伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,当前后横向轮在其各自的轮毂电机驱动下同时等速向车左侧方向滚动时,整车就向左侧横向移动。图中箭头表明了整车的移动方向。这时,由于万向轮的万向性,两个万向轮的轴线EF都自动调节成与横向轮的轮轴线MN平行.因此两个万向轮和两个横向轮都是在地面作纯滚动前进的,与地面没有产生滑动磨损和滑移噪声。

接下来论述本发明的第二个实施例,本例特征是:万向轮有二个,其位置是,在汽车下方左右两侧各设置1个,且位于汽车纵向轮的前桥和后桥中间；且,当万向轮随伸缩机构的收缩而上升到最高位时,该万向轮最低点低于车箱地板,从而当汽车经过凹凸不平的路面时万向轮可滚过车身下凸起的路面而避免车底盘的刮蹭。各伸缩机构是采用直线电机伸缩机构。

图18是本发明的第二个实施例中,两个万向轮的伸缩轮总成的位置的示意图,图中是汽车的车架示意图,机器箱盖和行旅箱盖都盖上。图19是本发明的第二个实施例中,各伸缩轮总成的位置布置图,是整车的仰视示意图。本发明的第二个实施例与第一个实施例的不同之处是两个万向轮的位置不同。两个万向轮201不与前横向轮1共用一个是伸缩机构,而是各自有一个伸缩机构,且布置于车的左右两侧的B柱下方。具体是:在车的左B柱508的内侧,固定焊接有直线电机405,该直线电机的伸缩杆406向下穿过车地板,伸缩杆406的未端铰接或固接有一圆形轮架板409,该圆形轮架板下方居中位置固定安装有一球形万向轮201。综上所述,直线电机及其紧固件和轮架板构成了伸缩机构,该伸缩机构和轮架板下面的横向轮合称为万向轮伸缩轮总成。在车的右B柱内侧,也对称安装有同样的万向轮伸缩轮总成。

当所述直线电机405接通正向电源之后伸缩杆406向下伸展,安装于伸缩机构下端的球形万向轮201随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,并与前后端的横向轮一同将汽车正常行走时的纵向轮升离地面。当所述直线电机405接通反向电源之后伸缩杆406向上收缩,汽车下降,万向轮升离地面,直到轮架板409贴近车地板509下方碰触限位开关而停止,这时球形万向轮处于车地板509下方,前后纵向轮之间,这时纵向轮接触地面汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。且由于球形万向轮收起时其位置处于车地板下方前后纵向轮之间,故可防止车开过高低不平的路面时底盘被路面刮擦。

实施例二中前后横向轮的伸缩轮总成及设置同实施例一,此处不再重复叙述。

图20是本发明的第二个实施例中,汽车作甩尾运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中,前中后各伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,前横向轮1轮中心点为O点,MN是前后横向轮共同的轮轴线,显然,O点是落在直线MN上的。当前横向轮1处于刹车状态,后横向轮1在其轮毂电机驱动下向车左侧方向滚动时,后横向轮就以O点为圆心,OB为半径,作圆周运动,两个万向轮就以O点为圆心,以万向轮的轮中心点到O点的距离为半径作圆周运动。由于是球形万向轮,不管使两个球滚动的力来自哪个方向,球体都是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。又由于后横向轮的轴线是MN,O点又在MN上,因此,后横向轮1在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。图中箭头表明了整车转动的方向。本例中车作摆头运动时各轮的情况与此同理。

图21是本发明的第二个实施例中,汽车作自转运动时各轮的运动情况分析示意图。该图以车底的仰视图作分析。图中,前中后各伸缩机构都向下完全伸展到位,四个纵向轮被顶升离地,两横向轮和两万向轮着地支撑起整部车,MN是前后横向轮共同的轮轴线,前横向轮和后横向轮的轮轴线也是MN。当前横向轮1在其轮毂电机驱动下向车右侧方向滚动,同时后横向轮1在其轮毂电机驱动下向车左侧方向滚动时,前后横向轮就以O点为圆心,以横向轮轮心到O点距离为半径,作圆周运动,O点为直线MN上的一点且在两横向轮中间。两个万向轮也随着以O点为圆心,以万向轮的轮中心点到O点为半径作圆周运动。由于是球形万向轮,不管使两个球滚动的力来自哪个方向,球体都是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。又由于O点为前后横向轮的轴线是MN上的一点,因此,前后横向轮在作圆周运动时也是在地面作纯滚动前进的,没有与地面产生滑动磨损,也没有产生滑移噪声。图中箭头表明了整车自转的方向。

接下来论述本发明的第三个实施例,参见图22,本例不同于实施例一之处是:实施例一中的直线电机405改成减速电机407与丝杆408的组合,形成伸缩机构,丝杆充当伸缩杆,由减速电机和丝杆组合成的升降机构,是机械领域的固定组件,已形成系列化专业化的生产,且有固定的代码代表各种规格,可按需购买到各规格的成品。本例中还将第一个实施例中的普通万向轮改成球形万向轮,球形万向轮也称为万向球。本例后横向轮总成同第一个实施例。

接下来论述本发明的第四个实施例,本例是在大货车上的一个实施例,该货车是非承载式的车身。车前部左右居中的位置设置有一个横向轮及其伸缩机构,具体情况同实施例一,这里不再详述。前横向轮的左右各设置有一个万向轮,与前横向轮共用一套伸缩机构,具体情况也同实施例一,这里也不再详述。实施例四与实施例一不同之处在于,车后设置有一个横向轮和两个万向轮,参见图23,具体情况是:两部直线电机405固定焊接于车架的左右后纵梁506的外侧(当然也可以是内侧,此处是外侧),所述直线电机的伸缩杆406的伸展方向向下,两伸缩杆406的未端铰接在一条长条形轮架板409的两头,该长条形板下方居中位置固定安装有一横向轮1,该横向轮一采用的是带有轮毂电机的一体轮,该长条形板409称为轮架板。综上所述,两部直线电机及其紧固件和轮架板构成了伸缩机构,该伸缩机构和轮架板下面的横向轮合称为后横向轮的伸缩轮总成。本例中,轮架板的左右两端还各固定安装有一个万向轮2。两个万向轮2和横向轮1的最低点等高。也就是说两个万向轮与后横向轮共用一个伸缩机构。

本例之所以在车后端的伸缩机构增加两个万向轮,是为了用更多的轮子来分担车的重量。与此同理,可在汽车前桥和后桥之间,加设若干个伸缩机构,例如4个,每个伸缩机构下端安装有若干个万向轮,例如2个,这样就可以多增加8个万向轮来分担车子的重量,又不影响甩尾摆头自转横行自救局部抬升全部六大功能。

接下来论述本发明的第五个实施例,本例是在大货车上的另一个实施例,该货车是非承载式车身,是三桥10轮的载重大货车。图24是本例的整车的仰视示意图。图中从前到后依次设置了六个伸缩机构,在前横向轮之后的第二伸缩机构设置了第二横向轮,在后横向轮之前的第五伸缩机构设置了第三横向轮,共四个横向轮,每个横向轮都连接有驱动机构。第二和第三横向轮,对前后横向轮起助力作用；在各伸缩机构中共设置了10个万向轮。这样,当伸缩机构向下伸展到位各纵向轮升离地面后,全车的重量分配到14个轮子(4个横向轮和10个万向轮)去分担,对轮子强度的要求大大降低。而在自转时,靠前的两个横向轮可同时正向滚动,靠后的两个横向轮可同时反向滚动,四轮合力驱动车子运动。当作甩尾运动时,最前面的横向轮刹住不滚动,后面三个横向轮同时向左(或同时向右)滚动完成甩尾运动,两个中间横向轮对后横向轮起助力作用。同理,当作摆头运动时,最后面的横向轮刹车不滚动,前面三个横向轮同时向左(或同时向右)滚动完成摆头运动,两个中间横向轮对前横向轮起助力作用。

接下来论述本文实施例一中的汽车,在各种实际场合中的有益效果。

图25是本发明的甩尾功能的一个应用,即无须倒车驶入路边纵向停车位,本文所称纵向停车位是指车位的纵向与路沿平行,本文所称横向停车位是指车位的纵向与路沿垂直。图中,靠四个纵向轮正常行驶的小轿车在A位置,要停到路边C的位置,且C位置前后都已有汽车停靠,空间有限,这时可按以下步骤操作:第一步:向右打方向盘将车开到B的位置,再停车挂空档。第二步,控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止。第三步,单独启动后横向轮向车右侧滚动(前横向轮刹住不启动),随着后横向轮的滚动,以前横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动,车尾就被移进到停车位,整车也就停到C位置了。第四步,刹停后横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。

图26是本发明的甩尾功能的一个应用,即无须倒车驶入路边横向停车位。图中,路边横向停了四部车,在第三部车和第四部车之间有一个狭窄的空位,即C位置。靠四个纵向轮正常行驶的小轿车在A位置,要停到路边C的位置,这时可按以下步骤操作:第一步:停车挂空档。第二步,控制车前后端两个伸缩机构同时向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止。第三步,单独启动后横向轮向车左侧滚动(前横向轮刹住不启动),随着后横向轮的滚动,以前横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动,,直到整车进入B位置。第四步,刹停后横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。再从B位置直行驶入目标停车位。

图27是本发明的摆头功能的一个应用,即无须倒车驶出路边纵向停车位。图中,纵向停靠在路边A位置的车要驶离停车位,且前后都已有汽车停靠,空间有限,这时可按以下步骤操作:第一步:控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止,第二步,单独启动前横向轮向车左侧滚动(后横向轮刹住不启动),随着前横向轮的滚动,以后横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动,车头就被摆出停车位A了,整车的位置用B位置表示。第三步,刹停前横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。再从B位置直接开走。

图28是本发明的摆头功能的一个应用,即停在死角的车无须倒车原地掉头。图中,纵向停靠在路边A位置的车要驶离停车位,且前面有台阶,左边是路沿,路面宽度限,要求不倒车掉头驶离。这时可按以下步骤操作:第一步:控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止,第二步,单独启动前横向轮向车右侧滚动(后横向轮刹住不启动),随着前横向轮的滚动,以后横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动,直到整车旋转到B位置再到C位置,实现原地掉头。第三步,刹停前横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有的普通汽车的状态。再从C位置直接开走。

图29是本发明的自转功能的一个应用,即狭窄路口无须反复进退车而原地自转驶入。图中,在双向二车道上正常行驶的车要右转进入地下车库,需穿过步道,但步道上有障碍物使得路口狭窄,且后面车流接踵而来,没有足够场地可供反复进退车,这时可按以下步骤操作:第一步:向右打方向盘将车开到A的位置,再停车挂空档。第二步,控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止。第三步,同时启动前后横向轮,使前横向轮向车右侧滚动,后横向轮向车左侧滚动,随着前后横向轮的滚动,汽车作自转运动,直到整车到达B位置。第四步,刹停前后横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有的普通汽车的状态,再从B位置直行驶入地下车库。

图30是本发明的横行功能的一个应用,即窄路会车且后无退路时(如堵车)横行避让。图中,靠四个纵向轮正常行驶的小轿车行至A位置,迎面而来的靠四个纵向轮正常行驶的小轿车行至B位置,且后面都有车流紧跟其后,无法退车,路面狭窄。如何会车才能各自通过？这时A车可按以下步骤操作:第一步:停车挂空档。第二步,控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止。第三步,同时启动前后横向轮,使前后横向轮同时同速向车右侧滚动,随着前后横向轮的滚动,汽车整车作横行运动,直到最大程度的靠近右侧路沿,让出空间供对面来车通过。第四步,刹停前后横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有的普通汽车的状态,再继续正常行驶。当然,如果迎面来的车也有横行功能,也可各自向路边横行互让而后行。

图31是本发明的横行功能的一个应用,即无须倒车横行进入路边极窄的纵向停车位。图中,靠四个纵向轮正常行驶的小轿车在A位置,要停到路边C的位置,且C位置前后都已有汽车停靠,空间有限,这时可按以下步骤操作:第一步:直行将车开到B的位置,再停车挂空档。第二步,控制车前后端两个伸缩机构向下伸展,安装于伸缩机构下端的各横向轮和万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,汽车正常行走时的纵向轮升离地面,直到伸缩杆完全伸展到位触及行程开关而停止。第三步,同时启动前后横向轮,使前后横向轮同时同速向车右侧滚动,随着前后横向轮的滚动,汽车整车作横行运动,直到进入C位置。第四步,刹停前后横向轮,操控各直线电机的伸缩杆向上收缩,这时汽车下降,纵向轮接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,直到伸缩杆完全收缩到位触及行程开关而停止,汽车恢复现有市售的普通汽车的状态。

图32是本发明的单端顶升功能的一个应用,即斜坡停车防滑防溜示意图。汽车由着地的前面两个纵向轮和后面一个横向轮共同支撑,由于纵向轮的滚动方向和横向轮的滚动方向是垂直的,所以,当有纵向滑溜的趋势时,横向轮可起到阻止作用,当有横向的滑溜趋势时,纵向轮可起到阻止作用,采用单端顶升功能来停车,可有效防止车的滑溜。

综上所述,一体轮,直线电机,推杆电机都是现有技术,已实现系列化专业化的生产和销售,可直接按需要选用,因此其具体结构和原理无需详述。

本文各实施例中各电机的电磁刹车装置也叫断电刹车装置,已由一体轮生产厂家固装于一体轮中,只要对电机断电,电机就停转,本文各实施例采用了一体轮和具体的伸缩连接方案,但本专利不限于所述的例子,任何现有技术中的轮和其可伸缩连接机构只要符合本专利方案的要求都可利用来实施本专利方案。

本专利方案可用于对现有市售的只有第一轮系的汽车进行加装改造,也可应用于汽车制造厂的新车生产,将第一轮系和第二轮系连同整车一起制造完成。

Claims (13)

1.一种八功能汽车,具有市售普通汽车四部分,即车身、底盘、动力机构和电气设备,底盘包括最少二个车桥四个纵向轮及其转向系其特征是:该车设置有二个或二个以上的横向轮,最靠车前端的横向轮称为前横向轮,最靠车后端的横向轮称为后横向轮,在前横向轮和后横向轮中间的横向轮称为中间横向轮,前横向轮位于车前部,后横向轮位于车后部；各横向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接即:各横向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架；所述汽车前部是指车前桥之前的部分或占全车长度五分之一的靠前端部分,汽车后部是指汽车后桥之后的部分或占全车长度五分之一的靠后端部分；

当连接各横向轮的各伸缩机构完全伸展到位时,各横向轮的轮轴线落在同一平面S之内,且该平面S与车的纵向对称平面平行或重合；

所述前横向轮和后横向轮两个横向轮有各自独立的伸缩机构,前横向轮和后横向轮不共用一个伸缩机构；前横向轮和后横向轮各自独立与一个驱动机构连接,前横向轮和后横向轮不共用一个驱动机构,每个驱动机构驱动与它连接的横向轮转动和反向转动；

在所述平面S两边,每边最少设置有一个万向轮,各万向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接,即各万向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架；所述每个万向轮的伸缩机构是该轮子专用的或与其它轮子共用的伸缩机构,所述其它轮子是指其它横向轮或万向轮；

当上述所有伸缩机构从完全收缩状态同时向下伸展时,安装于伸缩机构下端的各横向轮和各万向轮随着下降接触地面,并随着伸缩机构继续伸展而下压地面,靠地面的反作用力将汽车顶升,各横向轮和万向轮共同承担车的重量，汽车原有的纵向轮升离地面，这时以各万向轮的着地点为垂足的地面垂直线与S平面平行；当上述所有伸缩机构从完全伸展状态向上收缩时,汽车下降,纵向轮随着下降接触地面,各横向轮和万向轮升离地面,汽车恢复现有市售普通汽车的状态；

驾驶员通过控制电开关来控制伸缩机构的工作和停止,也通过电开关来控制各横向轮的动力装置工作和停止以及各横向轮的正反转；电开关固定安装在架驶室或制成遥控器形式；

上述机构的总和称为第二轮系，第二轮系不承担纵向行驶和正常转弯功能，从而避免增加复杂的控制轮子偏转的机构；汽车的纵向轮及车桥及纵向轮的转向系的总和称为第一轮系,第一轮系不承担摆头甩尾横行自转自救单边顶升六大功能，从而避免增加车的簧下重量影响车的纵向行驶性能，第一轮系承担纵向行驶和纵向行驶时的正常转弯功能。

所述上述机构的总和,包括:横向轮及其伸缩机构、驱动机构、控制机构；还包括万向轮及其伸缩机构、驱动机构、控制机构。

2.根据权利要求1所述的八功能汽车,其特征是:连接前横向轮的伸缩机构和连接后横向轮的伸缩机构最少有一个不处在前桥与后桥之间的位置。

3.根据权利要求1所述的八功能汽车,其特征是:有二个万向轮位置是位于汽车纵向轮的前桥和后桥中间；且,当该二万向轮随伸缩机构的收缩而上升到最高位时,该二万向轮最低点都低于上述前桥和后桥中间的底盘的最低点,从而当汽车经过凹凸不平的路面时万向轮可滚过车身下凸起的路面而避免车底盘的刮蹭；当所述汽车是小轿车或SUV或小客车时,所述设置于汽车前后桥中间的两个万向轮,其所连接的伸缩机构是固定在车的B柱上或车的车架上。

4.根据权利要求1或2或3所述的八功能汽车,其特征是:横向轮的驱动机构是置于轮毂内的轮毂电机,该横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,所述制动装置包括电磁刹车装置或轮毂内的蜗轮蜗杆传动装置；

或者，横向轮的驱动机构是置于轮毂外的直流减速电机,横向轮与直流减速电机的连接方式包括轴连接或皮带连接或链条连接,该直流减速电机带有霍尔元件,该直流减速电机也带有刹车装置,所述刹车装置包括常规的电机的电磁刹车装置或减速箱中的蜗轮蜗杆传动装置。

5.根据权利要求1或2或3所述的八功能汽车,其特征是:所述伸缩机构采用电动丝杆升降机构或直线电机伸缩机构；所述每个伸缩机构,在其行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作。

6.根据权利要求1或2或3所述的八功能汽车,其特征是:所述伸缩机构采用现有技术的各种升降机构之一,现有技术的各种升降机构包括电动剪叉式升降机构和电动内螺纹套筒升降机构和液压传动伸缩机构；所述每个伸缩机构,在其行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作。

7.根据权利要求1或2或3所述的八功能汽车,其特征是:各横向轮装有霍耳元件用于转速同步控制装置,该装置可选择性启用。

8.根据权利要求1或2或3所述的八功能汽车,其特征是:当所述汽车是包含有机器箱和客箱和行李箱的三箱式小轿车时,设置于车的前伸缩轮总成完全收缩时可收纳于小轿车的机器箱中,而且设置于车的后伸缩轮总成完全收缩时可收纳于行旅箱中；当所述汽车是包含有机器箱和客箱的二箱式小轿车或SUV车时,设置于车的前伸缩轮总成完全收缩时可收纳于二箱式小轿车或SUV车机器箱中,而且设置于车的后伸缩轮总成完全收缩时可收纳于客箱中；

所述前伸缩轮总成的伸缩机构，包括固定于车架两侧的两个直线电机或两个电动丝杆升降机构,及电机或电动丝杆升降机构与车架的固定加强杆，在所述直线电机或电动丝杆升降机构的推杆的行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作；两推杆下端与一轮架板的两端分别铰接，轮架板下方居中安装有一个横向轮，轮架板下方横向轮两边各安装有一个万向轮，即前横向轮与两个万向轮共用一个伸缩机构，万向轮以S平面为对称平面对称分布；所述横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,所述制动装置是电磁刹车装置；

所述后伸缩轮总成的伸缩机构，包括一个固定于车架的直线电机及电机与车架的固定加强杆，在所述直线电机的推杆的行程的始端和末端都设有行程开关,以使伸缩机构伸展或收缩到预定位置时自动停止动作；该推杆下端与一轮架板固定连接，轮架板下方居中安装有一个横向轮，所述横向轮是集轮毂电机、霍尔元件、减速装置、制动装置于一体的一体轮,该制动装置是电磁刹车装置；

上述每个万向轮和每个横向轮都不设偏转控制机构，所有横向轮都不能偏转；

所述各直线电机和轮毂电机的电开关集成为控制器，驾驶员通过控制电开关来控制伸缩机构的工作和停止,也通过电开关来控制各横向轮的动力装置的工作和停止以及各横向轮的正反转；电开关固定安装在架驶室或制成遥控器的形式，用电设备的电源是取自随车的可充电池。

9.根据权利要求8所述的八功能汽车,其特征是:前横向轮总成和后横向轮总成的每个直线电机改为两个并排的功率减半的直线电机等效替换；后伸缩轮总成的轮架板为长条形轮架板,所述两个直线电机伸缩端铰接于两架板两端,轮架板下方横向轮两边各安装一个万向轮，全车由两个横向轮和六个万向轮承重，全车由前后六个直线电机顶升。

10.一种带辅助横向轮的八功能车，其特征是：具有权利要求1的所有特征，且：前横向轮之前和后横向轮之后加装有辅助横向轮，各辅助横向轮通过可向下伸展的伸缩机构与车身或与车架连接即:各辅助横向轮安装于伸缩机构的下端,伸缩机构安装于车身或车架，当连接各辅助横向轮的各伸缩机构完全伸展到位时,各辅助横向轮的轮轴线落在平面S之内。

11.在一部汽车上实施纵向行驶、转弯和摆头、甩尾、自转、横行、自救、单端顶升八功能的方法,其特征是:

所述汽车具有权利要求1所述的所有特征；

使所述汽车实现摆头的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后，后横向轮保持刹住不滚动,其它各横向轮在电机驱动下同向滚动，以该刹停横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动，各万向轮随着绕该刹停横向轮作圆周运动；

使所述汽车实现甩尾的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后，前横向轮保持刹住不滚动,其它各横向轮在电机驱动下同向滚动，以该刹停横向轮的着地点为垂足的地面垂直线成为转轴,整车绕该转轴转动，各万向轮随着绕该刹停横向轮作圆周运动；

使所述汽车实现自转的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后在车子前半部分的各横向轮在电机驱动下同时向左或同时向右滚动,与此同时在车子后半部分的各横向轮在电机驱动下同时向相反方向滚动实现整车的自转；

使所述汽车实现横行的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,然后各横向轮同时向左或同时向右滚动实现整车的横行运动；

使所述汽车实现自救的方法是,将各伸缩机构向下伸展到位,顶升汽车使各纵向轮升离地面,各横向轮和万向轮着地承担全车的重量,进而进行划各种应急操作的功能,应急操作包括维修或挪开纵向轮或将车撤退,以利于车子在高位状态摆脱各种困境；所述将车撤退的方法包括多次交替使用摆头180度和甩尾180度,整车旋转着撤退；

使所述汽车实现单端顶升的方法是,前端或后端伸缩轮总成向下伸展到位,顶升汽车使该端纵向轮升离地面,另一端纵向轮着地分担车的重量,中间横向轮和其它万向轮的伸缩机构可处于不完全伸展状态来支地分担车的重量。

12.一种用于权利要求1的八功能汽车的伸缩轮总成,包括伸缩机构及装于该伸缩机构下端的轮子,其特征是,在车的两前纵梁或两后纵梁之上固接有两条立杆,两立杆之间固接有一条横杆,立杆与横杆之间固接有斜杆作为加强筋,立杆与各纵梁之间也固接有斜杆作为加强筋,上述所有立杆横杆斜杆构成多连杆结构；多连杆结构的一侧的两头各固接有一个直线电机或电动丝杆伸缩机构,该直线电机或电动丝杆伸缩机构的伸缩杆朝下,伸缩杆下端连接有轮架,轮架包括框式的轮架,称为轮架框,或板式的轮架,称为轮架板,所述连接的方式包括铰接或固接；轮架板下面中间位置固接有一个横向轮,该横向轮是内置轮毂电机和电磁刹车装置的一体轮；该轮架下面一体轮两边各固接有N个无动力的万向轮,N为自然数。

13.根据权利要求12所述的伸缩轮总成,其特征是:所述伸缩轮总成的每个直线电机由两个并排的功率减半的直线电机等效替换；当所述伸缩轮总成是前横向轮的伸缩轮总成时，其位于汽车的发动机散热风扇之前,汽车前脸装饰板之后；当所述伸缩轮总成是后横向轮的伸缩轮总成时，其位于汽车备用胎卧位之后,汽车后保险杠之前；现有技术中,发动机前置的汽车的前脸装饰板也是进气格栅。