CN109774395A - 可飞行电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可飞行电动汽车，包括电动汽车本体、涵道风扇螺旋桨和支撑部，所述涵道风扇螺旋桨安装于电动汽车轮毂上，所述涵道风扇螺旋桨与汽车轮毂之间设有电机提供动力，三者可一同翻转升降，实现汽车模式与飞行器模式的切换；所述支撑部安装于汽车底盘，可上下运动。本发明在轮毂上设置螺旋桨，通过轮毂与螺旋桨的翻转使电动汽车从汽车模式转化为飞行器模式，该飞行器模式为四轴飞行器模式，属于现有飞行器模式，本发明将四轴飞行器结合在电动汽车上，使汽车有更加广泛的应用，当遇到交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，可将模式切换为飞行器模式，以避开此类地形，减少路途波折，更加方便人们的交通出行。
Description
技术领域
本发明涉及飞行汽车技术领域，特别涉及可飞行电动汽车。
背景技术
现有的飞行汽车或者载人电动飞行器基本都是可折叠飞行器的状态， 或者以飞行器状态为主，汽车形式为辅。该类飞行汽车在汽车状态下具有体积大且形状特异、载客量小、行驶质量差的问题，不能完全应用在生活中。而在飞行器状态下存在普遍翼展小、气动阻力大、速度慢的缺陷，且为了保证飞行时间多采用燃油动力或者混合动力，集中的驱动系统复杂且成本高，改变行驶模式不灵活，任何一种模式相比小型飞机或者汽车都有明显劣势，无法成为一种接近主流的交通工具。
针对以上的问题，本发明的飞行汽车更以行驶状态下的汽车为主，只做短距离的飞行用以避开例如交通拥堵， 河流峡谷之类道路无法通过的地形等。由于现在的无刷电机及锂离子储能电池，以及自动化电动飞行控制系统的进步，采用分布式纯电驱动，具有驱动转换灵活、功率/重量比大、车体空间易于安排、操控灵活稳定等优势，配合轻量化的复合材料车身以及电磁可变性悬挂及阻尼系统，可以在行驶状态或者飞行状态都达到接近于汽车的质感和效率。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供可飞行电动汽车。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
可飞行电动汽车，包括电动汽车本体、涵道风扇螺旋桨和支撑部，所述涵道风扇螺旋桨安装于电动汽车轮毂上，所述涵道风扇螺旋桨与汽车轮毂之间设有电机提供动力，三者可一同翻转升降，实现汽车模式与飞行器模式的切换；所述支撑部安装于汽车底盘，可上下运动，在汽车模式与飞行器模式的切换时伸出，支撑整个电动汽车本体。
优选的，所述涵道风扇螺旋桨与电动汽车轮毂同轴安装，两者之间设有离合装置，实现轮毂与螺旋桨动力的切换。
优选的，所述离合装置包括电控离合器及行星齿轮减速器，共同安装在轮毂空心定位主轴上。
优选的，所述轮毂通过摆臂连接汽车内部支撑结构上，摆臂可绕汽车内部支撑结构的连接处转动，实现轮毂与螺旋桨的反转。
优选的，所述摆臂与支撑结构之间设有动力装置，推动摆臂的转动。
优选的，所述动力装置可以选用模式转换油缸或伺服电机，为摆臂的转动提供动力。
优选的，所述摆臂为C形摆臂，两端分别连接在主轴座与汽车内部支撑结构上。
优选的，所述摆臂上安装有避震器，减少汽车模式转换时产生的震动反应。
优选的，所述汽车内部支撑结构为横梁。
优选的，所述汽车模式与飞行器模式的动力来源通过储能电池提供，储能电池可采用锂离子电池、能量密度更高的氢燃料电池或者不可充放的金属锂空气电池。
优选的，所述涵道风扇螺旋桨与汽车轮毂之间电机为变频电机，四个电机独立控制，在飞行模式时，前后的电机采用不同的功率，使车身倾斜产生向前的动力。
优选的，所述支撑部为升降脚，用于汽车在飞行器状态下的支撑作用。
整个汽车采用轻量化的大尺寸碳纤维轮毂及轮毂内风扇以减轻飞行重量及行驶的簧下质量，行驶时与车轮一起旋转的风扇可对轮毂电机，传动系统及电池进行散热。
本发明所带来的有益效果是：在轮毂上设置螺旋桨，通过轮毂与螺旋桨的翻转使电动汽车从汽车模式转化为飞行器模式，该飞行器模式为四轴飞行器模式，属于现有飞行器模式，本发明将四轴飞行器结合在电动汽车上，使汽车有更加广泛的应用，其在大部分情况下以汽车模式存在，当遇到交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，可将汽车模式切换为飞行器模式，以避开此类地形，减少路途波折，更加方便人们的交通出行。
附图说明
图1-1、1-2、1-3是本发明汽车模式的三视图。
图2-1、2-2、2-3是本发明飞行器模式的三视图。
图3-1、3-2、3-3为本发明汽车模式转换为飞行器模式过程图。
图4是本发明轮毂与螺旋桨总成结构图。
图中标号：
1、螺旋桨；2、轮毂；3、升降脚；4、C形摆臂；5、避震器；6、模式转换油缸；7、轮毂与螺旋桨总成；8、横梁；9、电动马达；10、整流罩；11、空心定位主轴；12、离合装置；13、主轴座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一：
图1包括图1-1、1-2、1-3，为电动汽车状态图，图2包括图2-1、2-2、2-3，为电动汽车飞行状态图，由图1转换为图2的过程是将轮毂与螺旋桨总成7翻转，由竖直状态变换为水平状态，使轮毂与螺旋桨总成7呈水平状，此时电动汽车飞行器为四轴飞行器飞行状态，轮毂与螺旋桨总成7内安装有电动马达9，为轮毂2转动以及螺旋桨1的运动提供动力；
轮毂与螺旋桨总成7控制汽车与飞行器的动力转换，其通过C形摆臂4连接在横梁8的端部，C形摆臂4可绕横梁8端部的固定销转动，另一端固定在主轴座13上，实现轮轮毂与螺旋桨总成7的翻转动作；C形摆臂4与横梁8之间安装有模式转换油缸6，模式转换油缸6提供动力推动C形摆臂4的转动，使轮毂与螺旋桨总成7翻转；
轮毂与螺旋桨总成7包括螺旋桨1、轮毂2、离合装置12、空心定位主轴11和整流罩10，螺旋桨1安装在轮毂2外侧，两者共同安装在空心定位主轴11上，为同轴转动，空心定位主轴11安装在主轴座13上，螺旋桨1和轮毂2之间设有离合装置12，所述离合装置12包括电控离合器及行星齿轮减速器，用于轮毂2与螺旋桨1之间的动力转换，在飞行器状态下，离合装置12连接在螺旋桨1上，断开与轮毂2之间的连接，在汽车状态下，离合装置12连接轮毂2，带动轮毂2转动，断开与螺旋桨1的连接；螺旋桨1外侧安装有整流罩10；
电动汽车的底盘设有升降脚3，在切换模式时，升降脚3起到支撑作用，整个汽车采用轻量化的大尺寸碳纤维轮毂及轮毂内风扇以减轻飞行重量及行驶的簧下质量，行驶时与车轮一起旋转的风扇可对轮毂电机，传动系统及电池进行散热；
C形摆臂4上安装有避震器5，减少汽车转换模式时产生的震动；
同时，在电动汽车上安装无人驾驶模式系统，保证汽车在飞行器状态下可自动飞行，减少操作难度，该无人驾驶模式系统可采用现有无人机驾驶模式；
模式转换过程如下：
正常状态下，电动汽车以汽车模式在路上行驶，当遇到交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，需要将模式切换为飞行器模式，以避开此类地形，减少路途波折，此时，先将升降脚3放下，支撑起整个车体，后通过模式转换油缸6推动C形摆臂4，使其绕横梁8上的定位销转动，将轮毂与螺旋桨总成7旋转至水平状态，同时切换离合装置12，使其连接在螺旋桨1上，并与轮毂2分离，离合装置12内设电机9，带动螺旋桨1转动，形成四驱系统，此时的飞行器为一架四轴飞行器；
当车身总重为500kg时，四个轮毂电机的功率各为50KW，总计200KW，可将整个车身抬起；
当汽车模式切换为飞行器模式后，该飞行器的飞行模式为四轴飞行器，通过调节每个轴的动力分配和转速使飞行器的姿态发生变化从而进行前后左右飞行或者转向；
汽车模式与飞行器模式的动力来源通过储能电池提供，储能电池可采用锂离子电池、能量密度更高的氢燃料电池或者不可充放的金属锂空气电池。锂电子电池为最常见的储能电池，充电速度快，应用范围广；能量密度更高的氢燃料电池或者不可充放的金属锂空气电池虽不可像锂离子电池方便高效的充放电，但具有更高的能量密度，可以有效减轻飞行器的重量，降低功率需求，提升续航里程；而补充电力来提高续航能力的方式可以补充氢燃料或者更换电池模块的方法，也可采用光伏发电来维持电池的电量，光伏板可设置在汽车顶部，在光照充足的情况下采集光能，来保证储能电池的电量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.可飞行电动汽车，其特征在于，包括电动汽车本体、涵道风扇螺旋桨和支撑部，所述涵道风扇螺旋桨安装于电动汽车轮毂上，所述涵道风扇螺旋桨与汽车轮毂之间设有电机提供动力，三者可一同翻转升降，实现汽车模式与飞行器模式的切换；所述支撑部安装于汽车底盘，可上下运动，在汽车模式与飞行器模式的切换时伸出，支撑整个电动汽车本体。
2.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述涵道风扇螺旋桨与电动汽车轮毂同轴安装，两者之间设有离合装置，实现轮毂与螺旋桨动力的切换。
3.根据权利要求2所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述离合装置包括电控离合器及行星齿轮减速器，共同安装在轮毂空心定位主轴上。
4.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述轮毂通过摆臂连接汽车内部支撑结构上，摆臂可绕汽车内部支撑结构的连接处转动。
5.根据权利要求4所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述摆臂与支撑结构之间设有动力装置，推动摆臂的转动。
6.根据权利要求5所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述动力装置可以选用模式转换油缸或伺服电机。
7.根据权利要求4所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述摆臂为C形摆臂，两端分别连接在主轴座与汽车内部支撑结构上。
8.根据权利要求4所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述摆臂上安装有避震器。
9.根据权利要求4所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述汽车内部支撑结构为横梁。
10.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述汽车模式与飞行器模式的动力通过储能电池提供。
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