CN109562691B - 轮总成 - Google Patents

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Abstract

一种轮总成，包括附接模块、马达模块、电池模块以及轮子。所述轮子围绕所述轮子的旋转轴线可旋转地联接到所述附接模块。所述附接模块具有多个联接元件，并且所述马达模块和所述电池模块各自可释放地联接到所述联接元件中的一个。所述轮子绕着所述附接模块、所述马达模块和所述电池模块延伸。所述马达模块和所述电池模块在沿着所述旋转轴线的方向上相同地成形。

Description

轮总成
背景技术
许多车辆和装置包括轮子并依靠人力来推进。示例包括婴儿车、轮椅、踏板车、自行车、垃圾箱、独轮手推车、割草机等等。这些装置中的一些也具有带动力的版本，诸如自推进式割草机。这些装置中的一些体积庞大并且不便于运输。
附图说明
图1是轮总成的透视图。
图2是轮总成的分解图。
图3A是轮总成的附接模块的透视图。
图3B是附接模块的另一个透视图。
图4是附接模块的电连接件。
图5是轮总成的马达模块。
图6是轮总成的电池模块。
图7是轮总成的轮子。
图8是附接有轮总成的婴儿车。
图9是附接有轮总成的踏板车。
图10是附接有轮总成的轮椅。
图11是包含轮总成的壳体的透视图。
图12是并入有图11的壳体和图1的轮总成的模块化组件。
图13是并入有图11的壳体和图1的轮总成的另一个模块化组件。
技术领域
本发明涉及一种轮总成，所述轮总成是模块化和可互换的以允许用户出于不同目的而使用马达模块和电池模块的不同组合。轮总成可以将无动力的轮式装置变为带动力的轮式装置。轮总成是紧凑的并且易于运输。
发明内容
一种轮总成包括：附接模块，所述附接模块具有多个联接元件；马达模块和电池模块，所述马达模块和电池模块各自可释放地联接到联接元件中的一个；以及轮子，所述轮子围绕轮子的旋转轴线可旋转地联接到附接模块并且绕着附接模块、马达模块和电池模块延伸，其中马达模块和电池模块在沿着旋转轴线的方向上相同地成形。
多个联接元件可以包括至少三个联接元件。
轮总成还可以包括第二马达模块和第二电池模块中的一个，所述第二马达模块和第二电池模块中的一个可释放地联接到联接元件中的一个并且在沿着旋转轴线的方向上与马达模块和电池模块相同地成形。
附接模块、马达模块和电池模块各自可以包括弯曲表面，所述弯曲表面相对于旋转轴线在径向上面向外侧并且围绕旋转轴线沿周向延伸，并且其中弯曲表面组合地包围旋转轴线。
每个联接元件可以包括锥形狭槽和设置在狭槽中的电连接件。
马达模块可以包括辊子，所述辊子具有与轮子接触的驱动表面。
附接模块可以包括控制单元，所述控制单元通过联接元件与马达模块和电池模块电连通。
马达模块和电池模块各自可以包括弯曲表面，所述弯曲表面相对于旋转轴线在径向上面向外侧，并且围绕旋转轴线沿周向延伸。
附接模块可以包括连接器，所述连接器被配置为可释放地连接到车辆的轮毂。
附接模块可以围绕旋转轴线限定孔，并且其中轮子包括与孔可旋转地接合的主轴。
轮子可以包括围绕主轴的空腔，所述空腔接纳附接模块、马达模块和电池模块。
一种轮总成套件包括：轮子，所述轮子具有空腔；壳体，所述壳体包括腔室，所述腔室被配置为接纳轮子；附接模块，所述附接模块被配置为围绕旋转轴线可旋转地联接到轮子并且具有多个联接元件；以及马达模块和电池模块，所述马达模块和电池模块各自被配置为可释放地联接到联接元件中的一个并且装配在空腔内，其中如果联接到附接模块，则马达模块和电池模块在沿着旋转轴线的方向上相同地成形。
壳体可以包括与附接模块的联接元件相同的多个联接元件。
壳体的多个联接元件可以包括至少三个联接元件。
轮总成套件还可以包括细长构件，所述细长构件被配置为可释放地联接到联接元件中的一个，其中壳体包括被配置为接纳细长构件的第二腔室。
壳体可以包括第二腔室，所述第二腔室被配置为接纳马达模块和电池模块中的一个。
轮总成套件还可以包括第二壳体和第二轮子。
壳体可以包括与附接模块的联接元件相同的多个联接元件。
多个联接元件可以包括至少三个联接元件。
轮总成套件还可以包括第二马达模块和第二电池模块中的一个，所述第二马达模块和第二电池模块中的一个被配置为可释放地联接到联接元件中的一个并且如果联接到附接模块，则在沿着旋转轴线的方向上与马达模块和电池模块相同地成形。
具体实施方式
参考附图，其中贯穿若干视图，相同的标记表示相同的部件，轮总成30包括附接模块32、马达模块34、电池模块36以及轮子38。轮子38围绕轮子38的旋转轴线R可旋转地联接到附接模块32。附接模块32具有多个联接元件40，并且马达模块34和电池模块36各自可释放地联接到联接元件40中的一个。轮子38绕着附接模块32、马达模块34和电池模块36延伸。马达模块34和电池模块36在沿着旋转轴线R的方向上相同地成形。
马达模块34和电池模块36的模块化和可互换性允许用户出于不同目的而使用马达模块34和电池模块36的不同组合。轮总成30可以将无动力的轮式装置变为带动力的轮式装置。轮总成30是紧凑的并且易于运输。结合附接模块32、马达模块34和电池模块36使用的术语“模块”指代包括壳体、联接元件40、壳体中的电子器件等的硬件部件。
参考图3A及图3B，附接模块32可以具有中心段42和延伸段44。附接模块32被配置为围绕旋转轴线R可旋转地联接到轮子38。特别地，附接模块32围绕旋转轴线R限定孔46。孔46可以设置在中心段42中。在旋转轴线R的方向上，中心段42可以具有方形形状，其中方形形状的一侧附接到延伸段44或与之形成单一工件，并且其中方形形状的三侧形成从旋转轴线R径向地引导的面48。附接模块32具有多个联接元件40，例如至少三个联接元件40。联接元件40可以设置在中心段42的面48上。
每个联接元件40可以包括狭槽50或舌状物52以及设置在狭槽50中或舌状物52上的电连接件54。狭槽50可以接纳舌状物52。狭槽50和/或舌状物52可以是锥形的，使得在舌状物52被接纳在狭槽50中时，狭槽50和舌状物52可以摩擦配合的方式彼此接合。除了锥形物之外，或在所述锥形物的替代方案中，狭槽50可以包括例如推锁或摩擦止动装置，以阻止舌状物52从狭槽50移除。可选地，联接元件40可以包括用于阻止舌状物52从狭槽50移除的任何可释放的附接机构。在附图中，例如，附接模块32包括多个舌状物52，并且马达模块34和电池模块36各自包括狭槽50。可选地，附接模块32可以包括狭槽50和/或舌状物52的任何组合，并且马达模块34和电池模块36可以包括用于接合附接模块32的狭槽50和/或舌状物52的狭槽50和/或舌状物52的任何组合。
参考图4，电连接件54可以包括多个触点92。例如，电连接件54可以包括四个触点92，两个触点92用于信号输入和输出，并且两个触点92用于电力输入和输出。
参考图3A及图3B，附接模块32可以包括控制单元96。控制单元96可以设置在附接模块32的延伸段44中。控制单元96可以电连接到联接元件40的电连接件54。如果马达模块34和电池模块36附接到联接元件40，则控制单元96可以通过联接元件40与马达模块34和电池模块36电连通。
控制单元96可以包括处理器和存储器。存储器包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且存储指令，所述指令可由处理器执行来执行包括本文描述的那些的各种操作。
控制单元96可以采用包括但绝不限于以下版本和/或种类的多个计算机操作系统中的任一个：福特
Figure GDA0001961370890000063
应用、App链接/智能装置链接中间件(AppLink/Smart DeviceLink middleware)、
Figure GDA0001961370890000061
汽车操作系统、Microsoft
Figure GDA0001961370890000062
操作系统、Unix操作系统(例如，由California的Oracle Corporation of Redwood Shores发行的
Figure GDA0001961370890000064
操作系统)、由New York的International Business Machines of Armonk发行的AIX UNIX操作系统、Linux操作系统、由California的Apple Inc.of Cupertino发行的Mac OSX和iOS操作系统、由Canada的Blackberry,Ltd.of Waterloo发行的BlackBerry OS以及由Google Inc.和Open Handset Alliance开发的Android操作系统、或由QNX软件系统提供的的
Figure GDA0001961370890000065
CAR信息娱乐平台。
如上所述存储在存储器上的计算机可执行指令可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释，所述编程语言和/或技术单独地或组合地包括，但不限于：JavaTM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。这些应用中的一些可以在虚拟机，诸如Java虚拟机、Dalvik虚拟机等等上编译和执行。一般而言，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，从而执行包括本文描述的过程中的一个或多个的一个或多个过程。这类指令和其他数据可以使用各种计算机可读介质来存储和传输。
计算机可读介质(其也可以被称为处理器可读介质)包括参与提供可以由控制单元96(例如，控制单元96的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非临时性(例如，有形)介质。这种介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘和其他持久性存储器。易失性介质可以包括例如构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这类指令可以由一种或多种传输介质传输，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包含包括联接到计算机20的处理器的系统总线的导线。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存储芯片或盒式磁带，或计算机可从中进行读取的任何其他介质。
数据库、数据储存库或本文描述的其他数据存储可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机构，包括分层数据库、文件系统中的文件组、呈专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个这种数据存储被包括在采用了诸如上文提及那些之一的计算机操作系统的计算装置内，并且经由网络以各种方式中的任一种或多种来访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行存储程序的语言之外，RDBMS还采用结构化查询语言(SQL)，诸如上文提及的PL/SQL语言。
在一些示例中，系统元件可以被实施为一个或多个计算装置(例如，服务器、个人计算机等)、存储在与所述一个或多个计算装置相关联的计算机可读介质(例如，磁盘、存储器等)上的计算机可读指令(例如，软件)。计算机程序产品可以包括存储在计算机可读介质上的用于执行本文描述的功能的这类指令。
附接模块32可以包括连接器94，所述连接器94被配置为可释放地连接到车辆的轮毂(下文进一步描述车辆的示例)。连接器94可以具有与联接元件40相同的配置，或连接器94可以具有与联接元件40不同的配置。
参考图5，马达模块34被配置为可释放地联接到附接模块32的联接元件40中的一个。马达模块34可以包括用于与附接模块32的舌状物52接合的狭槽50。
马达模块34可以包括DC马达56、齿轮箱58和辊子60。DC马达56可以电连接到舌状物52上的电连接件54。DC马达56可以机械地连接到齿轮箱58，使得DC马达56驱动齿轮箱58。齿轮箱58机械地连接到辊子60，并且齿轮箱58将来自DC马达56的输入运动转换为使辊子60旋转的输出运动。辊子60可以调进和调出马达模块34。当辊子60从马达模块34伸出时，辊子60可以具有与轮子38接触的驱动表面62。
参考图6，电池模块36被配置为可释放地联接到联接元件40中的一个。电池模块36可以包括用于与附接模块32的舌状物52接合的狭槽50。电池模块36包括多个电池单元64。电池单元64可以是锂离子电池单元，或电池单元64可以是用于为车辆行驶提供动力的任何合适类型，例如，镍-金属氢化物电池、铅酸电池或超级电容器。
参考图7，轮子38可以围绕旋转轴线R可旋转地联接到附接模块32。特别地，轮子38可以包括与孔46可旋转地接合的主轴66。轮子38可以绕着附接模块32、马达模块34和电池模块36延伸。特别地，轮子38可以包括围绕主轴66的空腔68，所述空腔68接纳附接模块32、马达模块34和电池模块36。轮子38可以包括轮辋70和绕着轮辋70延伸的轮胎72，或轮子38可以形成为单一工件。
当联接到附接模块32时，马达模块34和电池模块36的外表面在沿着旋转轴线R的方向上相同地成形。换言之，马达模块34在沿着旋转轴线R的方向上的轮廓或投影具有与电池模块36在沿着旋转轴线R的方向上的轮廓或投影相同的二维形状。换句话说，在马达模块34和电池模块36的周界上的在沿着旋转轴线R的方向上并围绕旋转轴线R沿周向延伸的表面相同地成形。更特别地，马达模块34和电池模块36各自可以在所有外表面上(除了辊子60之外)相同地成形。以此方式，马达模块34和电池模块36可以彼此互换。附接模块32的延伸段44可以在沿着旋转轴线R的方向上与马达模块34和电池模块36相同地成形。附接模块32、马达模块34和电池模块36各自被配置为装配在轮子38的空腔68内。
附接模块32、马达模块34和电池模块36各自可以包括弯曲表面74，所述弯曲表面74相对于旋转轴线R在径向上面向外侧，并且围绕旋转轴线R沿周向延伸。弯曲表面74可以组合地包围或部分地包围旋转轴线R。附接模块32、马达模块34和电池模块36的弯曲表面可以是相同的，即，可以具有相同的半径和相同的弧长。
附接模块32、马达模块34和电池模块36是模块化的并且可以不同组合组装在轮子38中。在附接模块32在中心段42的面48上包括三个联接元件40的配置中，轮总成30可以包括一个、两个或三个马达模块34或电池模块36的组合。例如，轮总成30可以包括附接模块32、马达模块34、电池模块36以及第二马达模块34和第二电池模块36中的一个。轮总成30可能在轮子38中仅包括附接模块32和电池模块36，这在附接模块32从附接有附接模块32的车辆接收电力的配置中可能是有用的。轮总成30可以在轮子38中包括附接模块32、一个马达模块34和一个电池模块36，这可能是针对相对较轻质使用的配置。轮总成30可以在轮子38中包括附接模块32、一个马达模块34和两个电池模块36，这可能是针对相对较长里程使用的配置。轮总成30可以在轮子38中包括附接模块32、两个马达模块34和一个电池模块36，这是针对相对较高扭矩使用的配置。
参考图8至图10，轮总成30可以附接到各种轮式车辆或装置。例如，如图8所示，轮总成30可以附接到婴儿车76。轮总成30可以使婴儿车76向前推进，从而使个人不必提供人力推进。在另一个示例中，如图9所示，轮总成30可以附接到踏板车78，从而使踏板车78机动化。在另一个实例中，如图10所示，轮总成30可以附接到轮椅80，从而使轮椅80的乘员不需要使用臂力来推进轮椅80，让另一个人推动轮椅80，或者购买或运输可能昂贵或笨重的电动轮椅。
可选地或另外地，参考图11，轮总成30可以被包括在套件中。套件可以包括一个或两个壳体82和存放在壳体82中的其他部件。
每个壳体82包括腔室84，所述腔室84被配置为接纳轮子38。腔室84可以具有直径略大于轮子38的直径的圆形形状。壳体82可以包括第二腔室86，所述第二腔室86被配置为接纳下文描述的细长构件90。壳体82可以包括第三腔室88，所述第三腔室88被配置为接纳马达模块34和电池模块36中的一个。两个壳体82可以附接或紧固在一起以容纳存放在腔室84、86、88内的部件。壳体82可以是矩形棱柱的形状，或可以具有另一种形状。壳体82可以包括设置在外表面上的多个联接元件40。联接元件40可以具有与附接模块32的联接元件40相同的配置。壳体82可以具有至少三个联接元件40。例如，壳体82可以在壳体82的两侧上具有带有狭槽50和电连接件54的三个联接元件40，并且在壳体82的另外两侧上具有带有舌状物52和电连接件54的三个联接元件40。
细长构件90可以被配置为可释放地联接到联接元件40中的一个。例如，细长构件90可以在两端中的每一端上包括联接元件40。联接元件40可以包括狭槽50或舌状物52和电连接件54。细长构件90的联接元件40可以具有与附接模块32的联接元件40相同的配置。细长构件90可以具有如图11至图13所示为弯曲的或直的细长形状。
套件中的部件可以组装成模块化组件。例如，如图12所示，两个轮总成30经由连接器附接到一个壳体82的两侧上的联接元件40，并且两个细长构件90将另一个轮总成30附接到壳体82的第三侧。在另一个示例中，如图13所示，两个壳体82纵向地附接在一起，并且两个轮总成30附接到两个壳体82中的一个的两侧，并且一个轮子38经由一个细长构件90附接到另一个壳体82的一侧。
已经以说明性方式描述了本公开，并且将理解，已经使用的术语意图在本质上是描述性的字词而不是限制性的。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的其他方式来实践。

Claims (20)

1.一种轮总成，所述轮总成包括：
附接模块，所述附接模块包括中心段和延伸段，所述中心段具有方形形状，所述方形形状的一侧附接到所述延伸段或与所述延伸段形成单一工件，所述方形形状的另外三侧形成从旋转轴线径向地引导的面，所述附接模块具有多个联接元件，所述联接元件设置在所述中心段的所述面上；
马达模块和电池模块，所述马达模块和所述电池模块各自可释放地联接到所述联接元件中的一个；以及
轮子，所述轮子围绕所述轮子的旋转轴线可旋转地联接到所述附接模块，并且绕着所述附接模块、所述马达模块和所述电池模块延伸；其中
所述马达模块和所述电池模块在沿着所述旋转轴线的方向上相同地成形，所述附接模块的所述延伸段在沿着所述旋转轴线的方向上与所述马达模块和所述电池模块相同地成形。
2.如权利要求1所述的轮总成，其中所述多个联接元件包括至少三个联接元件。
3.如权利要求2所述的轮总成，所述轮总成还包括第二马达模块和第二电池模块中的一个，所述第二马达模块和所述第二电池模块中的所述一个可释放地联接到所述联接元件中的一个并且在沿着所述旋转轴线的所述方向上与所述马达模块和所述电池模块相同地成形。
4.如权利要求3所述的轮总成，其中所述附接模块、所述马达模块和所述电池模块各自包括弯曲表面，所述弯曲表面相对于所述旋转轴线在径向上面向外侧并且围绕所述旋转轴线沿周向延伸，并且其中所述弯曲表面组合地包围所述旋转轴线。
5.如权利要求1所述的轮总成，其中每个联接元件包括锥形狭槽和设置在所述狭槽中的电连接件。
6.如权利要求1所述的轮总成，其中所述马达模块包括辊子，所述辊子具有与所述轮子接触的驱动表面。
7.如权利要求1所述的轮总成，其中所述附接模块包括控制单元，所述控制单元通过所述联接元件与所述马达模块和所述电池模块电连通。
8.如权利要求1所述的轮总成，其中所述马达模块和所述电池模块各自包括弯曲表面，所述弯曲表面相对于所述旋转轴线在径向上面向外侧并且围绕所述旋转轴线沿周向延伸。
9.如权利要求1所述的轮总成，其中所述附接模块包括连接器，所述连接器被配置为可释放地连接到车辆的轮毂。
10.如权利要求1所述的轮总成，其中所述附接模块围绕所述旋转轴线限定孔，并且其中所述轮子包括与所述孔可旋转地接合的主轴。
11.如权利要求10所述的轮总成，其中所述轮子包括围绕所述主轴的空腔，所述空腔接纳所述附接模块、所述马达模块和所述电池模块。
12.一种轮总成套件，所述轮总成套件包括：
轮子，所述轮子具有空腔；
壳体，所述壳体包括被配置为接纳所述轮子的腔室；
附接模块，所述附接模块包括中心段和延伸段，所述中心段具有方形形状，所述方形形状的一侧附接到所述延伸段或与所述延伸段形成单一工件，所述方形形状的另外三侧形成从旋转轴线径向地引导的面，所述附接模块被配置为围绕旋转轴线可旋转地联接到所述轮子并且具有多个联接元件，所述联接元件设置在所述中心段的所述面上；以及
马达模块和电池模块，所述马达模块和所述电池模块各自被配置为可释放地联接到所述联接元件中的一个并且装配在所述空腔内；其中
如果联接到所述附接模块，则所述马达模块和所述电池模块在沿着所述旋转轴线的方向上相同地成形，所述附接模块的所述延伸段在沿着所述旋转轴线的方向上与所述马达模块和所述电池模块相同地成形。
13.如权利要求12所述的轮总成套件，其中所述壳体包括与所述附接模块的所述联接元件相同的多个联接元件。
14.如权利要求13所述的轮总成套件，其中所述壳体的所述多个联接元件包括至少三个联接元件。
15.如权利要求12所述的轮总成套件，所述轮总成套件还包括细长构件，所述细长构件被配置为可释放地联接到所述联接元件中的一个，其中所述壳体包括被配置为接纳所述细长构件的第二腔室。
16.如权利要求12所述的轮总成套件，其中所述壳体包括第二腔室，所述第二腔室被配置为接纳所述马达模块和所述电池模块中的一个。
17.如权利要求12所述的轮总成套件，所述轮总成套件还包括第二壳体和第二轮子。
18.如权利要求17所述的轮总成套件，其中所述壳体包括与所述附接模块的所述联接元件相同的多个联接元件。
19.如权利要求12所述的轮总成套件，其中所述多个联接元件包括至少三个联接元件。
20.如权利要求19所述的轮总成套件，所述轮总成套件还包括第二马达模块和第二电池模块中的一个，所述第二马达模块和所述第二电池模块中的所述一个被配置为可释放地联接到所述联接元件中的一个，并且如果联接到所述附接模块，则在沿着所述旋转轴线的所述方向上与所述马达模块和所述电池模块相同地成形。
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