CN106828442A - 备用驱动装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种备用驱动装置及车辆，在车辆尾部安装的备用驱动装置，包括：主架体，用于所述备用驱动装置在车辆车架尾部的安装；转动机构，以主架体为机架，且该转动机构包括一端通过转轴装配于机架的转臂，以及驱动转臂转动的驱动装置，其中转轴的轴线平行于车辆的横向而水平布设；轮胎总成，直接或者间接的装配于转臂的另一端；以及驱动总成，用于轮胎总成的驱动。依据本发明用于提高车辆的通过能力，并且操作相对方便。

Description

备用驱动装置及车辆

技术领域

本发明涉及一种应用于车辆的备用驱动装置，以及使用该备用驱动装置的车辆。

背景技术

目前所有车辆，都会面临着因车轮陷于湿滑泥泞和陡坡等复杂路况导致四轮打滑或者扭矩不够而失去驱动力的境况，传统的自救方式主要通过脱困板、气囊、千斤顶、绞盘等辅助设施脱困，这些辅助设施在使用时需要乘车人员下车临时安装，而例如陡坡、沟坎、雪地、泥沙、泥泞道路等复杂环境中安装上述辅助设施，非常不利于人员的安全。

车辆自主脱困是目前车辆脱困研究的主要方向，例如中国专利文献CN105799664A，其公开了一种用于机动车辆自主脱困的系统，其原理是利用汽车底盘上增加的车身升起系统，在车辆陷入例如砂石之地后，顶托而使底盘升起一定高度，之后使用旋转系统将机动车打滑轮胎带离打滑路线。其车身升起系统仅用于将底盘托起一定高度，然后依靠行驶系使车辆脱困，然而在这种条件下，底盘被托起会导致行驶系与地面的摩擦力减小，使车辆处于一种更加严重的不可控状态。

车辆的脱困能力还与车辆的通过能力相关，目前车辆为加强车辆的通过能力普遍采用四轮驱动结构（简称四驱，是越野车的标准配置），由于四驱以上的车辆结构复杂，成本昂贵，较少使用。

中国专利文献CN105235666A中，公开了一种车俩脱困系统，具体表现为对既有的车辆制动系统进行改动，当车辆陷入困境时，使得各个车轮的制动不一致，具体是使被困车轮处于制动状态，而未被困的车轮则具有驱动力，从而使被困车轮不再转动，不会越陷越深，而未被困的车轮则具有驱动力，而能够把车辆推出被困区域。然而，稍有驾驶经验的人都会明白，车辆四轮刹车系统需要刹车均衡，尽可能避免偏刹，偏刹容易造成车辆在刹车时产生两侧驱动能力不一致的情况，即左右轮系在相同时间内行使的距离不同，使车辆向行使少的一侧偏斜，而使车辆处于变向不可控状态，进而，车辆不可控的变向容易导致事故发生。显而易见的是，在湿滑的路段上，该类车辆脱困系统非常容易产生左右摆动的行进姿态。尤其是，例如，假定左边两个车轮被困，这类脱困系统会产生这样的驱动方式，左边的两个车轮所制动，右边的两个车轮驱动，会产生车辆的原地打转，而有可能导致车辆陷入更加不可控的境地。

中国专利文献CN105730416A公开了一种车辆脱困自救装置，实现利用机动车轮的动力输出进行驱动，使车辆在轮胎与地面的摩擦力无法让车辆脱困的情况下，直接转换成绳索的牵引力而进行自救，从而使车辆轻松脱困。如前所述，该类脱困装置需要在车辆陷入困境后临时在车轮上安装，当例如陷入泥泞之中时，其安装本身就会遇到很多困难，甚至是不可能，例如整个轮子轮轴以下全部陷入泥泞之中，此时这类脱困装置的安装即出现一种不能实现的状态。

中国专利文献CN303068817S则公开了一张车辆脱困板，其使用方法是将脱困板填入打滑的车轮下，提供具有一定支撑能力和摩擦能力的与车轮接合的接合面，以使车辆脱困。脱困板一旦使用，其回收往往会比较困难，尤其是在泥泞的场景中，脱困板的回收受泥泞本身和碾压的影响，回收会比较困难。

中国专利文献CN202063119U，公开了一种车辆脱困器，实现当车辆陷于坑道，泥沙地内而受困时，用车载起升装置(如千斤顶、气垫等)将车辆起升到适当高度，再将该脱困器置于受困车轮承重轴的下方，调整高度合适后用锁销锁定支撑架，然后卸除起升装置，移动车辆，使车辆脱离受困地带。当遇到特殊路面时，将可折叠式垫板置于脱困器滚轮下方，帮助车辆脱离困境。该类脱困装置也如前述的脱困装置相似，需要临时安装，不可避免的会受到受困环境的影响。尤其是，需要车载起升装置辅助，然而，在车辆受困的很多环境中并不适合车载起升装置的使用，例如泥沙等支撑力比较弱的环境。

中国专利文献CN102828479A提出了活动车轮的概念，具体表现为活动车轮总成，其通过两个臂节将活动车轮伸出到车辆车体的一侧，并且活动车轮总成还配有支腿，使得所述车轮改变高度位置和横向位置。这种活动车轮总成在车辆碰到障碍的情形下有利于调节车轮位置，从而便于车辆脱困。然而，向一侧悬伸的活动车轮，其旋臂相对较长，因此其实际的支撑能力非常有限，并且向一侧偏置会导致车架载荷不均衡。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种备用驱动装置，用于提高车辆的通过能力，并且操作相对方便。同时，本发明还提供了一种使用该备用驱动装置的车辆。

依据本发明的实施例，提供了一种备用驱动装置，包括：

主架体，用于所述备用驱动装置在车辆车架尾部的安装；

转动机构，以主架体为机架，且该转动机构包括一端通过转轴装配于机架的转臂，以及驱动转臂转动的驱动装置，其中转轴的轴线平行于车辆的横向而水平布设；

轮胎总成，直接或者间接的装配于转臂的另一端；以及

驱动总成，用于轮胎总成的驱动。

上述备用驱动装置，可选地，在转臂上设有减震结构；或

驱动装置的传动链上配有减震结构。

可选地，所述转轴构造为所述驱动装置的输出轴；

相应地，转臂垂直于输出轴装配。

可选地，所述驱动装置包括：

链传动机构，其中所述输出轴为该链传动机构的一个链轮轴；

直线驱动机构，驱动方向平行于链传动机构链圈的一链边；以及

弹性总成，用于直线驱动机构的输出端与所述链边的连接。

可选地，所述直线驱动机构为油缸；

而所述弹性总成为弹簧总成，该弹簧总成的相应于弹簧的两端配有一对弹簧座，一弹簧座承接于油缸的推杆，另一弹簧座连接于相应的链边。

可选地，两弹簧座各设有一对轴线平行于油缸推杆轴线的导套，对内两导套关于油缸推杆的轴线对称；相应地，弹簧套在油缸的外部；

在机架上设有对导套导引的导柱。

可选地，所述链传动机构配有链条的张紧装置，并且该张紧装置用于链边与弹性总成所连接的链边相对

可选地，用于轮胎总成与转臂连接的结构包括：

旋转臂，与转臂垂直并向转臂的侧面悬伸或通过转动副在转臂的轴向接续转臂；

转角驱动装置，设置在转臂上，且输出端连接旋转臂，用于驱动旋转臂绕转臂轴线的转动；以及

转角控制结构，以约束旋转臂绕转臂轴线转动的转角。

可选地，驱动总成具有：

第一安装结构：驱动总成的输入部件位于车辆的车架上或者所述主架体上，所述转臂和所述转轴，以及所述旋转臂均具有中心轴孔，各中心轴孔依序连通，依序连通的中心轴孔用于驱动总成与轮胎总成间的驱动部分的安装；

第二安装结构：驱动总成安装在转臂上，转臂和旋转臂均具有中心轴孔，两中心轴孔连通，用于驱动总成与轮胎总成间的驱动部分的安装；或

第三安装结构：驱动总成安装在旋转臂上，驱动总成与轮胎总成直接配装。

可选地，位于中心轴孔内的驱动总成部分为传动轴，传动轴间通过锥齿轮的啮合实现连接。

可选地，啮合的两锥齿轮中作为主动锥齿轮的齿轮轴在主动锥齿轮所在轴端配装有一辅助限位轴；

所述辅助限位轴的轴径小于所连接齿轮轴的轴承，且从连洁端轴向延伸的末端通过轴承支撑在相应的中心轴孔内。

可选地，所述转角驱动装置包括：

芯轴，回转地安装在所述转臂上，回转轴线与转臂轴线相同，且该芯轴与旋转臂固定连接；

芯轴驱动装置，固定安装在转臂上，输出端连接芯轴驱动装置；

其中，所述芯轴为空心轴。

可选地，所述芯轴驱动装置包括：

蜗轮，以所述芯轴为涡轮轴；

蜗杆，与所述蜗轮啮合；以及

电机总成，驱动连接蜗杆。

可选地，所述转角控制结构包括：

限位锁止环，设置在旋转臂与转臂转动连接的结构上；

电动推杆，用于采样限位锁止环的位置，并电连接转角驱动装置。

依据本发明的实施例，还提供了一种在车架尾部装配有前述备用驱动装置的车辆。

上述车辆，可选地，每一车辆设有两个备用驱动装置，在车辆的尾部左右对置。

可选地，两备用驱动装置的转轴共用一个驱动总成。

依据本发明的实施例，在车架后端常备备用驱动装置，通过转动机构，可以将轮胎总成放下或者收起，作为机构要素，其放下或者收起的控制端可以联集到驾驶室，方便操作，即便是手动收放，也因为机构要素部分已经安装在车架上，其操作难度也会大幅下降。并且为轮胎总成配置驱动总成，可以当做备驱，从而在放下时增加驱动能力，提高车辆的通过性。

附图说明

图1为一实施例中转臂驱动机构俯视状态剖视结构示意图。

图2为一实施例中转臂驱动机构主视结构示意图。

图3为一实施例中第一传动轴与第二传动轴的配合结构示意图。

图4为一实施例中第二传动轴-第三传动轴-轮轴传动链结构示意图。

图5为一实施例中备用驱动装置转臂下放状态示意图。

图6为另一实施例中第二传动轴-第三传动轴-轮轴传动链结构示意图。

图7为备用驱动装置工作状态主视结构示意图。

图8为相应于图7的左视结构示意图。

图9为备用驱动装置一种收起状态主视结构示意图。

图10为相应于图9的左视结构示意图。

图11为旋转变化状态示意图。

图12为备用驱动装置再一种收起状态示意图。

图中：1.固定板，2.油缸，3.弹簧推动板，4.弹簧，5.链条推动板，6.导套，7.导柱，8.固定支架，9.辅助限位轴，10.轴承，11.轴承，12.轴套，13.连接座，14.锥齿轮，15.第一传动轴，16.主链轮，17.张紧轮，18.链条，19.副链轮。

20.连接体，21.转臂。

22.前端盖，23.后端盖，24.轴承，25.第二传动轴。

26.轮胎，27.轮毂，28.轮轴，29.第三传动轴，30.限位锁止环，31.电动推杆，32.蜗轮，33.芯轴，34.芯轴基座，35.蜗杆，26.电机，37.旋转臂基座，38.输出齿轮，39.辅助限位轴，40.压紧块，41.输入齿轮，42.旋转臂。

43.驱动电机，44.电机轴，45.电机架，46.输出直齿轮，47.输入直齿轮。

48.主传动轴，49.动力装置，50.车辆。

具体实施方式

结合本发明的实施例，详细说明本发明，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能视为对本发明的限制。

本发明中，需要说明的是，术语“上”，“下”，“左，右”，“内，外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”，“第二”等词语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体结构；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，对于车辆50，其基础的参考系在其底盘上，底盘的车架基于行驶系而具有明确的前后、左右，并且对于设有梁的车架，前后方向设置的梁称为纵梁，左右方向设置的梁称为横梁。除非有附加的说明，在下文中所做的描述以基础的参考系为基准。

对于备用驱动装置上轮胎总成收起时在车辆50上的状态，可见于附图9和10所示的第一状态，第一状态下，轮胎26的轮轴28的轴线在车辆50的纵向。而在附图12所示的第二状态，轮胎26的轮轴28的轴线在车辆50的横向。此外，可以理解的是，附图12所示的第二状态还可以是附图9和10所示的第一状态的中间状态。

由前述的第一状态和第二状态所表征的收起状态变换到如图7所示的放下状态，需要经过以下步骤：

第一状态下转臂21转动到位，到位大致是水平或者与水平面成较小的角度，当与水平面成一角度时，应当与水平面的下侧成角，并且角度最好不大于45度。优选转臂21能够转动到水平状态。

对于转动到水平状态的控制，一方面可以采用驱动转臂21的驱动装置的转角控制来实现，在优选的实施例中，则采用止点控制，例如图1中油缸2的止点进行控制，在此条件下，转角控制准确，且不存在特定的转角控制机构，传动环节较少，可维护性比较好。

当第一状态变换成转臂21的水平状态时，轮胎的轴线竖直，需要借助于如图4所示的旋转臂42的驱动，使旋转臂42转动到竖直状态，或者与铅垂线成一定角度，该角度应小于15度。

对于第二状态的变换过程，可以只考虑如图1所示的连接座13，连接座13与转臂21固定连接，只需要将其变换到水平，或者与水平面的下侧成一定角度即可。

此外，如果仅仅是脱困，备用驱动装置可以不配置的减震结构，而如果作为驱动部分，则最好为配置减震结构。对于减震结构的配置，其减震不一定直接配置在轮胎总成侧，还可以在例如转臂21的驱动装置传动链上。注：专利的传动链不是链传动机构中的链条，而是机械传动中的各个环节的总成。

为实现上述的状态变换过程，依据说明书附图所示的优选的实施例及其替代实施例对备用驱动装置的结构描述如下：

首先是备用驱动装置的主架体部分，对于车辆50而言，如上图7~12所示，其承载的主体结构是车架（图中未示出，但本领域的技术人员应当理解，车架是车辆50底盘的主体架构，是车辆上刚度和强度最大的部件），主架体只有依附于车架，才具有足够的承载能力。

主架体是备用驱动装置的基础构架，以下简称主架体，也是备用驱动装置的基体部分。

主架体在图1中是其中的固定支架8和固定板1形成的总成，该总成基于所在为的位置匹配的固定在车辆50车架的尾部。

图1中的上下方向与车辆50的前后方向相适应，固定板1所在侧为主架体与车辆50的连接侧，固定支架8所在侧是转臂21所在侧，其中的连接座13用于转臂21的连接。

图1中未示出固定支架8与固定板1的连接，但两者应当组配成一个整体，也是图中链传动机构的机架部分。固定支架8和固定板1通过连接架或者板连接成一个整体，整体上，主架体采用焊接结构，对于其中的以用于其他部件在主架体上安装的部分可以采用可拆连接。

图中，固定板1可以采用焊接结构安装在车架上，也可以采用可拆连接结构安装在车架上。

在如图1所示的实施例中，是转臂21的驱动部分，可以理解为转臂动力机构，该转臂动力机构依托图1中所示的固定板1和固定支架8安装，其中在固定板1侧设置副链轮19，在固定支架8侧设置主链轮16，适配两个链轮配装链条18，形成链圈。

图1中所示的传动链机构的传动比由于不考虑实际的传动关系，因此，优选1:1的传动比，如此一来，链圈的两个链边与两个链轮的连心线平行，并且与车架的纵向平行。

此外，传动链机构1：1的传动比有利于其他结构的设置，例如油缸2、导柱7的设置。

图1中，主链轮16的链轮轴构成转臂21的转轴，当主链轮16转动时，其链轮轴的转角会产生变化。在图1所示的实施例中，链传动机构除了使转臂21转动到位外，在轮胎26使用时，链传动机构还用于承载车辆50的部分载荷，链传动机构属于重载传动机构，可以满足这种应用。

此外，链传动机构中的链条18属于挠性件，具有一定的缓冲能力，适应车辆50行驶过程中的减震。

图1中还给出了专门的减震结构，对此，下文会有详细的描述，在此暂不赘述。

图1中所示的转套12的部分结构用作主链轮16的链轮轴，转套12实质是一种管轴，即管状件构成的轴，其配有一对轴承11，用于将其安装在固定架8上。

转套12配装有连接座13，以用于与转臂21连接，因需承载扭矩，因此，连接座13与转套12间需要有周向定位，例如两者通过键进行连接。

以上涉及两个要素，一是以转套12配合连接座13所连接的转臂21绕绕转套12轴线转动的要素，转臂21不需要回转，只需要在给定的角度范围内摆动，称为摆动要素。另一个要素是摆动要素的驱动要素，据以实现的结构是链传动机构，链传动机构还提供一定量的缓冲能力。此外，还涉及到了减震要素和原动要素，减震要素体现在图1和图2中的弹簧组件上，原动要素则是图中所示的油缸2。

对于转臂21，形成摆动，应具备一个转轴，如图1中所示的转套12，转轴的轴线在图2中比较清晰的看出，应平行于车辆50的横向设置，换言之，转臂21的摆动，是在竖直面内的摆动，及用于将如图9所示的轮胎26从备胎状态下放到位。

当在一台车辆50上配置有两个备用驱动装置时，两个备用驱动装置的所对应的各一个转臂21可以构造为双摇杆机构中的两个摇杆，双摇杆机构是丝杆机构的一种，其驱动可以采用例如齿轮齿条机构驱动，摇杆的转轴（在平面四连杆机构中可以理想化为铰轴）构造为齿轮轴。

转臂21摆动的驱动在图1和图2中是通过链传动机构配合油缸2实现，可以理解的是，摆动是转动的一种形式，而转动是机械领域最基础的运动形式之一，实现起来相对比较容易。除链传动机构的链轮轴外，还可以采用其他挠性件的传动机构，例如同步带传动机构。

在非挠性件传动机构中，可以选择平行四边形机构中的双摇杆机构，主架体构成平行四边形机构的机架，两个摇杆构造为转臂21的部分结构，再提供一个连杆，用于两个转臂21中部的连接，构造双摇杆机构，双摇杆机构中的任一个摇杆均可以构成双摇杆机构的原动构件。

优选地，双摇杆机构中构成原动构件的摇杆，可以由摆动缸来提供，摆动缸输出连接转臂21，对于摆动缸，可以采用止点控制，例如提供90的摆动范围，通过摆动缸两个止点的控制，提供转臂21的两个状态，即收起状态和放下状态。

减震主要用于减少车辆50在运行中所产生震动对车辆结构的损伤，轮胎总成因普遍使用充气的橡胶轮胎，轮胎总成具有一定的减震能力，常规条件下，在轮胎总成处会设置悬架，构成悬架系统，进一步进行减震。

常规条件下，例如悬架配置在轮胎总成与车架之间，一般称为对轮胎总成减震，不过如前所述，其实质的减震是对车架及车架上所安装部件的减震，一般而言，将减震称为对轮胎总成的减震，并不影响对实质减震对象的理解。

在备用驱动装置中，配置悬架系统相对困难，如若配置，可以在图4所示的结构中，在轮轴28的轴座与转臂21之间设置，尤其是在单独使用转臂21，而不使用旋转臂42的实施例中。

轮胎总成在图4所示的结构中，由轮轴28，装设在轮轴28上的轮毂27，以及配装于轮毂27上的轮胎26组成。通常，轮胎26包括胎体和轮辋，轮辋与轮毂固定连接，进而与轮轴固定安装，因此，轮胎总成的动力引入通常是通过轮轴28引入。减震应当避免对轮胎总成的驱动总成的干涉，并且对于传动，传动精度相对比较重要，尤其是齿轮传动，齿顶间隙和齿侧间隙的少量变化，都会造成传动环境变得非常恶劣，而在图5所示的结构中，三个传动轴之间以及第三传动轴29与轮轴28之间，全都是采用齿轮传动，需要避免减震结构对驱动总成的影响。因此，在优选的实施例中，减震被配置在用于驱动转臂21绕转套12轴线转动的机构中，即被配置在转动机构中。

此外，在前文中指出，如果备用驱动装置仅用于脱困，减震结构属于可选，备用驱动装置依靠自身传动链各个环节的机械阻尼和缓冲提供一定量的缓冲。

如果备用驱动装置被当做增加的驱动轮系，则需要配置减震结构。在此条件下，减震结构被配置在驱动装置的传动链上。这里的驱动装置是指驱动转臂21转动的驱动装置，而传动链则是机械领域中传动环节依序构成的传动总成，而不是链传动机构。

转臂21转动的驱动装置，例示的传动链可见于附图1所示的结构中，图中，安装在固定板1上的油缸2，通过作为减震结构的弹性总成连接到链传动机构链条18的一边，油缸2的伸缩，会让链边移动一定距离，从而使转套12转动确定的角度，转套12通过连接座13连接转臂21。传动链的弹性总成提供减震，是油缸2直线推动的中介环节。

图中可见，弹性总成配有一对弹簧座，在图1中表示为弹簧推动板3，该弹簧推动板3与油缸1的输出构件连接，领一弹簧座是链条推动板5，该链条推动板5与链条18的一个链边连接，两个弹簧座之间设置弹簧4，如此一来，油缸2作用于弹簧推动板3上的力经由弹簧4作用于链条推动板5，链条推动板5则推动链条18动作。当油缸2推出到止点位置，链条18的移动最大量，弹簧4受到较小的压缩，当震动传来时，弹簧4会受到进一步的压缩吸能，从而起到减震作用。

图1中所示的弹簧4是压缩弹簧，并且是一种圆柱弹簧，圆柱弹簧在初始状态将油缸2纳入其中，使弹性总成在油缸2的轴向相对比较紧凑。而在一些实施例中，可以采用劲度系数比较高的碟簧，弹簧座的配置可以不必向图1中所示的结构那样复杂，所占用的油缸2轴向的尺寸相对较小，于此实施例中，可以仅保留链条推动板5，在链条推动板5与油缸2的输出部件间设置碟簧组件。

关于油缸2，在图1所示的结构中，其推杆与固定板1连接，缸体的下端与弹簧推动板3连接，油缸2的输出部件即为缸体。

如果是碟簧结构，所占据的油缸2的轴向长度相对较小，油缸2的缸体可以固定在固定板1上，推杆通过碟簧组件与链条推动板5连接。

此外，关于油缸2的空间占用，还需要考虑链轮的公称直径，在于主链轮16的转角由链条18的移动距离所确定，较大的主链轮16的公称直径需要较大的链条18的移动相匹配，因此，应选用较小的主链轮16公称直径。不过主链轮16的公称直径较小时，所提供的驱动能力会非常弱，有需要相对较大的公称直径，两者是互斥的，本领域的技术人员可以基于此，选择合适大小的主链轮16。

弹性总成不适宜设置在链条18上，尽管链条18是挠性件，但若存在弹性，则容易造成脱链。

对于例如链条18的直线驱动，油缸2是最优的选择，油缸2的功率密度比较大，只需要占据比较小的空间。

气缸的选择相对较差，气缸的功率密度比较小，且不适于常备，气体压缩泵在车辆50上的配置相对困难。

对于油缸2，加以配置的液压泵个体较小，且液压在车辆50上往往有更多的应用，而不会产生较大的浪费。

直线驱动的再一种优选结构是丝母丝杠机构，图1中的链条推动板5可以由丝母通过弹性总成驱动。

其他类型的直线驱动机构效果相对较差，不推荐使用。

转臂21在图2中可见，可通过连接座13与转套12连接，图2中可以比较清楚的看出，转臂21与连接座13之间通过螺栓进行连接。对于连接座13，优选与转套12焊接的结构。

对于越野车，自重一般都在1.5吨以上，作为备用驱动装置的主支撑结构，转臂21需要有1.5以上的安全系数，大致需要有三四百公斤以上的承载能力，本领域的技术人员可以据此进行转臂21及其连接结构的设计。

对于作为转轴的转套12，其与主链轮16的连接关系，在一些实施例中，转套12可以作为与主链轮16一体的结构，在优选的实施例中，转套12余主链轮16之间采用可拆的连接结构。具体地，对于主链轮16在转套12上的周向定位，可见于附图1上部右端，主链轮16套装在图中转套12的右端，然后通过键进行连接。对于主链轮16在转套12上的轴向定位，在主链轮16的左端可以采用轴肩进行定位，在其右端可以采用压紧螺母、挡圈或者端盖进行定位。

链轮轴一般都是一种悬伸距离比较小的悬伸结构，图中转套12也是这种结构，除悬伸的部分外，其余部分通过一对轴承11安装在固定支架8预设的座孔上。两轴承11间留有一定的距离，以用于连接座13在转套12上的装配，并提供转臂21适当的装配空间。

基于前述的一对轴承11间的空间设置，链传动机构被配置在如图1所示的右边，那么左边的空间可用于安装如图1中所示的油缸2部分，以及用于减震的弹簧组件。

图1中，转套12的轴向与车辆50车架的横向平行，在转臂21装配结构占据转套12轴向一定空间的条件下，图中相应于该一定空间的下放空间可以用于对弹性总成进行配置。

具体地，在图1和2所示的结构中，为弹性总成配置一套导引部件，图1中，固定支架8包括为标号8所直接指引的横向架，该横向架与固定板1平行，然后在横向架与固定板1间设置一对导柱7。图中，链条推动板5和弹簧推动板3均设有用于导引于所述导柱7的导套6，从而可以保持弹簧4在作动条件下弹力提供的方向稳定性。

此外，在一些实施例中，弹簧4可以把油缸2作为弹簧导柱，而不必设置独立的导柱7，于此结构中，弹簧4套装在油缸2缸体的外部，受缸体的导引。

图1中，固定支架8的横向架还可以安装其他附件，例如对链条18进行张紧的张紧轮17。

关于张紧轮17，通过对链条18的张紧，使被链条推动板5连接的链边保持与链条推动板5推动方向平行的状态，减少附加载荷的产生。

需要进一步保证的，张紧轮17不能设置在链条推动板5所连接的链边，而应设置在与该链边相对的链边。

目前关于车辆50的备胎在车辆上的状态，大部分将备胎放在车辆后备箱下面的预设空间里，而对于越野车，备胎则大部分被设置在车辆50的后部。图10示出了一种状态，即轮胎26的轮轴28在车辆50的纵向，图12则示出了另一种状态，轮轴28在车辆50的横向。对于前者，独立的转臂21可以满足放下与收起的状态转换，而对于后者，还需要在增加一个要素，体现在转臂21与轮胎总成连接的结构上。

具体地，如图4和图5所示，用于轮胎总成与转臂21连接的结构包括：

旋转臂42，与转臂21垂直并向转臂21的侧面悬伸，赋予旋转臂42一定的转角，一般是90度，从而可以在转臂21下放到位后，再进行轮胎26姿态的调整，使轮胎26的姿态与车架上安装的轮胎的姿态一致。

加以配置的，旋转臂42需要被配置为能够绕转臂21的轴线转动，需要对其转动有可靠地转角控制，进而配置转角驱动装置，就该转角驱动追查设置在转臂21上，其输出端连接旋转臂42，用于驱动旋转臂42绕转臂21轴线的转动。

加以对应的，配置转角控制结构，以约束旋转臂42绕转臂21轴线转动的转角。

此外，旋转臂42还可以通过芯轴与转臂21所形成的转动副在旋转臂42的轴向接续，在此条件下，需要轮胎总成的轴线与旋转臂42的轴线垂直。

旋转臂42的引入，会增加轮胎总成的驱动总成的布设难度，图5给出得了一实施例中驱动总成相对完整的传动链，图6则给出了另一实施例中驱动总成包含动力部件在内相对完整的结构。

先描述传动链配置的优选结构，图1、3~6中可见，包括转套12、转臂21、旋转臂42均是管轴结构，管轴内具有相对较大的空间，可以用于传动链的安装。

传动链的主体以传动轴通过齿轮组连接的形式，传动轴通过轴承安装在管轴内，齿轮组在管轴垂直连接的部位采用锥齿轮进行传动。

图5中，传动链以三个传动轴为核心，具体是从转套12的管轴结构接入的第一传动轴15，用于中间传动并位于转臂21管轴内的第二传动轴25和位于旋转臂42内以用于中间传动的第三传动轴29，这三条传动轴依序通过锥齿轮进行连接。

图中可见，轴承采用方框+对角线的简化画法，各传动轴与相应管轴通过轴承安装在管轴内。

管轴在端头通过端头齿轮箱进行连接，齿轮箱内有一对锥齿轮，结构相对简单，润滑也相对容易。

在图1所示的结构中，锥齿轮14的啮合需要一定的空间，与锥齿轮14匹配啮合的锥齿轮可见于附图5的上端，为了保持锥齿轮啮合条件下具有可靠的支撑，第一传动轴15作为锥齿轮14的齿轮轴，其轴端悬空，通过一辅助限位轴9续接第一传动轴15，从而避免第一传动轴15安装有锥齿轮14的端部悬空。

图1中，辅助限位轴9的右端与第一传动轴15的左端固定连接，连接结构可以采用方轴头进行连接或者其他类型的型面联接结构，也可以采用轴孔的键连接结构。

辅助限位轴9的轴端通过轴承10安装在固定支架8预设的轴承座孔。

辅助限位轴9需要承载的载荷相对较小，其轴径选择也应当较小，一方面用于节省材料，另一方面则尽可能避免其设置对齿轮啮合的干涉。

辅助限位轴9的轴径大约是第一传动轴15轴径的一半。

如图4所示的结构中，第二传动轴25在设置有输出齿轮38的轴端配有辅助限位轴39。

在图4所示的结构中，配有一个与旋转臂42固定连接的芯轴33，芯轴33在图4所示的结构中通过轴承安装在转臂21的下端，能够绕自身轴线自转。与芯轴33固定连接并与芯轴33轴线垂直的旋转臂42可以带动轮胎总成转动给定的角度，此角度如前所述，大致是90度。

旋转臂42与芯轴33使用螺栓固定连接，此外，图4是还为芯轴33配有旋转臂基座37，旋转臂基座37用于芯轴33与旋转臂42的连接。

对于旋转臂42的驱动，图4中采用蜗轮蜗杆机构进行驱动，其中蜗轮蜗杆机构的蜗轮32与芯轴33固定连接，例如采用键连接实现蜗轮32与芯轴33的连接，键连接优选平键连接。

在一些实施例中，涡轮32与芯轴33通过螺栓固定连接。

蜗轮蜗杆机构通过电机36拖动，电机36可以配置减速箱，电机36安装在转臂21固定连接。

蜗杆35与电机36或者电机拖动的减速箱连接，蜗杆35与涡轮32之间在是垂直轴之间的传动，效率相对较低，对于减震部分，配置在链传动机构侧。

电机36的旋转拖动芯轴33绕转臂21的轴线转动，芯轴33与旋转臂基座37的在图4中所示的下端通过螺栓固定连接，旋转臂基座37下部左侧与旋转臂42之间通过螺栓固定连接，（旋转臂42可随芯轴33围绕转臂21的轴线旋转）。

在图6所示的实施例中，是为轮胎总成配置有独立的驱动装置的示例，图中，在转臂21上装设有驱动电机43，该驱动电机43通过电机架45安装在转臂21的侧面，然后通过直齿轮与第二传动轴25连接。

此外，图6所示的实施例中的驱动电机43还可以理解为是旋转臂42的驱动装置，图中的输入直齿轮47通过花键与芯轴33连接，然后输入直齿轮47与驱动电机43的输出齿轮38啮合。

关于旋转臂42绕转臂21轴线的转角控制，在一些实施例中，如果电机36可以提供精确地转角控制，则其余的环节可以省略，例如采用步进电机，通过步数精确地控制旋转臂42的转角。如果采用普通的异步电机，则需要额外的约束，在图中使用锁止环30与电动推杆31配合的结构。所述的限位锁止环30与旋转臂基座37之间采用花键连接，限位锁止环30可沿旋转臂基座37轴向滑动，所述电动推杆31与旋转臂基座37固定连接，电动推杆31的推杆与限位锁止环30固定连接，电动推杆31的动作可以使限位锁止环30沿芯轴基座轴向运动，限位锁止环30与芯轴33可以啮合，实现对芯轴33相对旋转臂基座37的锁止旋转。

第三传动轴29以旋转臂42为外壳，通过轴承安装在旋转臂的管壳内，旋转臂42作为壳体设有轮胎总成的轮轴28的座孔，用于轮轴28在旋转臂42上的装配。

轮胎26与轮毂27的法兰通过螺栓固定连接，轮胎26可随旋转臂42绕转臂21的轴线旋转。

车辆50上可以配有一个备用驱动装置，也可以配有两个，当配有两个时，其在车架后部的左右两边对置。

车辆50的备用驱动装置在工作时（放下）及收起时的位置及状态变化，可见于附图7~12，图中详细描述整个工作状态的配合及传动方式，如果收起状态是图12所示的状态，则转臂21放下，使轮胎总成处于工作状态即变换完成。如果收起状态是图9所示的状态，则转臂21下放到位，然后旋转臂42转动到位，使轮胎总成处于工作状态。

在图8中，于车辆50尾部的中部设有动力装置49，该动力装置49可以是独立的驱动装置，也可以与车辆50的行驶系联动的驱动装置。

在动力装置49内部的传动机构通过分动箱把车辆50动力传输到两个备用驱动装置的轮胎总成，图中，通过转传动轴48与第一传动轴15的联轴器连接，实现对轮胎总成动力的接入。

Claims (17)

1.一种备用驱动装置，其特征在于，包括：

主架体，用于所述备用驱动装置在车辆车架尾部的安装；

转动机构，以主架体为机架，且该转动机构包括一端通过转轴装配于机架的转臂，以及驱动转臂转动的驱动装置，其中转轴的轴线平行于车辆的横向而水平布设；

轮胎总成，直接或者间接的装配于转臂的另一端；以及

驱动总成，用于轮胎总成的驱动。

2.根据权利要求1所述的备用驱动装置，其特征在于，在转臂上设有减震结构；或

驱动装置的传动链上配有减震结构。

3.根据权利要求2所述的备用驱动装置，其特征在于，所述转轴构造为所述驱动装置的输出轴；

相应地，转臂垂直于输出轴装配。

4.根据权利要求3所述的备用驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

链传动机构，其中所述输出轴为该链传动机构的一个链轮轴；

直线驱动机构，驱动方向平行于链传动机构链圈的一链边；以及

弹性总成，用于直线驱动机构的输出端与所述链边的连接。

5.根据权利要求4所述的备用驱动装置，其特征在于，所述直线驱动机构为油缸；

而所述弹性总成为弹簧总成，该弹簧总成的相应于弹簧的两端配有一对弹簧座，一弹簧座承接于油缸的推杆，另一弹簧座连接于相应的链边。

6.根据权利要求5所述的备用驱动装置，其特征在于，两弹簧座各设有一对轴线平行于油缸推杆轴线的导套，对内两导套关于油缸推杆的轴线对称；相应地，弹簧套在油缸的外部；

在机架上设有对导套导引的导柱。

7.根据权利要求4所述的备用驱动装置，其特征在于，所述链传动机构配有链条的张紧装置，并且该张紧装置用于链边与弹性总成所连接的链边相对。

8.根据权利要求1~7任一所述的备用驱动装置，其特征在于，用于轮胎总成与转臂连接的结构包括：

旋转臂，与转臂垂直并向转臂的侧面悬伸或通过转动副在转臂的轴向接续转臂；

转角驱动装置，设置在转臂上，且输出端连接旋转臂，用于驱动旋转臂绕转臂轴线的转动；以及

转角控制结构，以约束旋转臂绕转臂轴线转动的转角。

9.根据权利要求8所述的备用驱动装置，其特征在于，驱动总成具有：

第一安装结构：驱动总成的输入部件位于车辆的车架上或者所述主架体上，所述转臂和所述转轴，以及所述旋转臂均具有中心轴孔，各中心轴孔依序连通，依序连通的中心轴孔用于驱动总成与轮胎总成间的驱动部分的安装；

第二安装结构：驱动总成安装在转臂上，转臂和旋转臂均具有中心轴孔，两中心轴孔连通，用于驱动总成与轮胎总成间的驱动部分的安装；或

第三安装结构：驱动总成安装在旋转臂上，驱动总成与轮胎总成直接配装。

10.根据权利要求9所述的备用驱动装置，其特征在于，位于中心轴孔内的驱动总成部分为传动轴，传动轴间通过锥齿轮的啮合实现连接。

11.根据权利要求10所述的备用驱动装置，其特征在于，啮合的两锥齿轮中作为主动锥齿轮的齿轮轴在主动锥齿轮所在轴端配装有一辅助限位轴；

所述辅助限位轴的轴径小于所连接齿轮轴的轴承，且从连洁端轴向延伸的末端通过轴承支撑在相应的中心轴孔内。

12.根据权利要求8所述的备用驱动装置，其特征在于，所述转角驱动装置包括：

芯轴，回转地安装在所述转臂上，回转轴线与转臂轴线相同，且该芯轴与旋转臂固定连接；

芯轴驱动装置，固定安装在转臂上，输出端连接芯轴驱动装置；

其中，所述芯轴为空心轴。

13.根据权利要求12所述的备用驱动装置，其特征在于，所述芯轴驱动装置包括：

蜗轮，以所述芯轴为涡轮轴；

蜗杆，与所述蜗轮啮合；以及

电机总成，驱动连接蜗杆。

14.根据权利要求8所述的备用驱动装置，其特征在于，所述转角控制结构包括：

限位锁止环，设置在旋转臂与转臂转动连接的结构上；

电动推杆，用于采样限位锁止环的位置，并电连接转角驱动装置。

15.一种在车架尾部装配有如权利要求1~14任一所述的备用驱动装置的车辆。

16.根据权利要求15所述的车辆，其特征在于，每一车辆设有两个备用驱动装置，在车辆的尾部左右对置。

17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，两备用驱动装置的转轴共用一个驱动总成。