CN112622632A - 电动汽车侧行和原地转圈装置 - Google Patents

Abstract

本发明包括电动汽车的左右侧向行驶和原地左右转圈功能，使电动汽车行驶和停车更顺畅、快捷、安全。

Description

电动汽车侧行和原地转圈装置

技术领域：

本发明涉及新能源电动汽车技术领域，具体说就是一种对电动汽车和电动机的控制系统。

背景技术

在汽车领域，不管是电动汽车还是燃油汽车，都有一个弱点，一是汽车在行驶中需要超小半径转弯或者回头时，难以实现，二是汽车在停车时，由于受地方狭窄的限制，洗车进入指定的停车位置时，要反复的前进、倒退、停车、转弯再前进、再停车、再转弯、再…等一系列操作，熟练者尚且费时，初学者则更难了，停车后再启动撤出时又要经过复杂的操作，前进、倒退、停车、转弯再前进、再停车、再转弯、再…等，不仅浪费了时间，处理不好还可能擦撞其他汽车，甚至有时根本出不来，只能长叹无余。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术和装置的不足，提供一种电动汽车侧行和原地转圈的装置，我的发明专利“201610039781.4电动车用Halbach双转子自滑行宽调速永磁轮毂电动机”是专门为电动汽车电机而设计的，其外转子转动，中心轴不转动，它为电动汽车的侧行和原地转圈的实现创造了条件，提供了设计的空间。

不实现上述目的，本发明所提供的方案为：一种电动汽车侧行和原地转圈装置，它包括车轮竖向变横向及其恢复系统，车轮变向定位系统，电磁锁系统，自动限位系统和电子控制系统。

上述车轮竖向变横向及其恢复系统，是由辅电动机带动齿轮并通过转运臂带动车轮原地转动90°，为防止震动损坏转动轴，增加了辅助防震保护臂，这里使车轮转动的动力是电动机，当然也可以是气动或油动。

上述车轮变向定位系统，利用定位肩、定位背、防脱锁芯、锁芯凹槽等装置，保证了车轮转到90°或0°时牢固不滑脱。

上述电磁锁系统，使用了内壁非金属体直线轴承，利用磁场磁力线趋向最短距离的特点，增大了电磁锁的控制范围。

上述自动限位系统，充分利用行程开关控制电磁锁，利用红外线控制器和红外发射管及红外接收管控制辅电机，使限位实现自动化。

上述电子控制系统，由车主按动按钮开关，输入指令，由电脑指挥控制使汽车实现汽车右侧行、汽车左侧行、前轮右转圈、前轮左转圈、后轮右转圈、后轮左转圈、前后轮同用右转圈和前后轮同用左转圈。

附图说明

本发明有上幅图示

1、图1装置俯视示意图

2、图2装置平视示意图

3、图3电磁锁详解示意图

4、图4电脑控制示意图

图中标示为

1、边立柱，2、转动车轴，3、转动臂，4、静中心立柱，5-1 5-2、定位肩，6-1 6-2、防脱锁芯，7-1 7-2、定位背，8-1 8-2、行程开关，9-1 9-2、电磁锁， 10-1 10-2、红外发射管，11-1 11-2、锁芯凹槽，12、防震移动槽，13、防震移动轴，14、防震保护臂，15-1 15-2、红外线控制器，16、固定车轴，17、辅电动机，18、电动机齿轮，19、扇形齿轮，20、车轮和轮毂电动机，21、中心轴承，22、边轴承，23-1 23-1、红外接收管，24、非金属体直线轴承，25、非金属动柱，26、弹簧，27、外罩，28、铜导线线圈，29、铁动舌，30、垂直， 31、恢复，32、右侧行，33、左侧行，34、前后轮同用右转圈，35、前后轮同用左转圈，36、前轮右转圈，37、前轮左转圈，38、后轮右转圈，39、后轮左转圈，40、停止，41、前轮辅电机，42、后轮辅电机，43、前轮主电机，44、后轮主电机。

具体实施方式

下面对照附图，对本发明的具体实施方式及各系统、各部分、各装置之间的相互连接关系，各部分的作用和工作原理作进一步的说明：

如图1、图2、图3、图4所示，本发明的电动汽车侧行和原地转圈装置，它包括车轮竖向变横向及其恢复系统，车轮变向定位系统，电磁锁系统，自动限位系统和电子控制系统。

所述车轮竖向变横向及其恢复系统，它包括边立柱(1)、转动车轴(2)、转动臂(3)、静中心立柱(4)、防震转动槽(12)、防震移动轴(13)、防震保护臂(14)、辅电动机(17)、电动机齿轮(18)、扇形齿轮(19)、车轮和轮毂电动机(20)、中心轴承(21)、边轴承(22)，垂直(30)、和恢复(31)；转动车轴(2)通过静中主立柱(4)前后转动，转动臂(3)通过中心轴承(21)和边轴承(22)使转动车轴(2)转动，防震保护臂(14)是转动轴(2)的延伸，防震转动轴(13)在防震移动槽中移动，按动垂直(30)，辅电动机(17)得电后带动电动机齿轮(18)转动，与其齿合的扇形齿轮(19)向后方转动，扇形齿轮(19)通过静中心柱(4)上的中心轴承(21)的改向，使转动臂(3)向前转动，转动臂(3)通过边轴承(22)使边立柱(1)带动车轮和轮毂电动机 (20)向前转动，直至转动到90°车轮横向结束，但有一个重要的问题，由于车轮不停的震动，很容易造成静中心柱(4)的磨损或断裂，因此设置了防震保护臂(14)，当转动轴(2)向前转动时，通过静中心柱(4)使防震保护臂(14) 连同防震移动轴(13)由防震转动槽(12)向后转动，同样转动90°，减轻了震动对静中心柱(4)的损坏，按恢复(31)辅电动机(17)反转，相关各部件作如上相反的运动，至车轮恢复到竖向原位。

所述车轮变向定位系统，它包括：定位肩(5-1)(5-2)、防脱锁芯(6-1)(6-2)、定位背(7-1)(7-2)、锁芯凹槽(11-1)(11-2)；定位肩(5-1)(5-2)与固定车轴(16)连在一起的，是固定的，定位背(7-1)(7-2)是与转动车轴(2)连在一起的，是随转动车轴(2)转动的，防脱锁芯(6-1)与定位背(7-1)连接，防脱锁芯(6-2)与定位背(7-2)连接，定位背(7-1)受定位肩(5-1)的阻挡碰触，定位背(7-2)受定位肩(5-2)的阻挡碰触，按动垂直(30)时，转动车轴(2)向前转动，防脱锁芯(6-1)随定位背(7-1)向前转动，离开定位肩(5-1)，在转动车轴(2)转到与固定车轴(16)成90°时，防脱锁芯(6-2)插入电磁锁 (9-2)的坐腔内，电磁锁(9-2)的铁动舌(29)与锁芯凹槽(11-2)自锁，定位背(7-2)与定位肩(5-2)相碰，转动停止，防止汽车运动受力时脱滑。按动恢复(31)时，转动车轴(2)向后转动，防脱锁芯(6-2)随定位背(7-2)向后转动，离开定位肩(5-2)，在转动到转动车轴(2)与固定车轴(16)成直线时，防脱锁芯(6-1)插入电磁锁(9-1)的坐腔内，电磁锁(9-1)的铁动舌(29) 与锁芯凹槽(11-1)自锁，定位背(7-1)与定位肩(5-1)相碰停止转动，防止汽车运动受力时脱滑，以上所述使转动车轴(2)转动的动力是辅电动机(17)，当然可以用其他动力，如气动、油动等，但除扇形齿轮(19)外，其他部件可以不变。

所述电磁锁系统，它包括：电磁锁(9-1)(9-2)、非金属体直线轴承(24)、非金属动柱(25)、弹簧(26)、外罩(27)、铜导线线圈(28)和铁动舌(29)；这里的电磁锁与现有的电磁器件不同，首先，现有的线圈架都是非金属不带钢珠的，而这里的非金属体直线轴承(24)其胎体是非金属的，而其体壁内有许多互不相碰的钢珠，其次其结构不同，这里是在非金属体直线轴承(24)内的活动件分二段，一段是非金属动柱(25)，其占的长度较大，另一段是铁动舌(29)，其占的长度较小，即这里的导磁铁动舌(29)是偏心的，电磁锁(9-1)在固定车轴(16)的定位肩(5-1)的位置，电磁锁(9-2)在固定车轴(16)的定位肩 (5-2)的位置，非金属体直线轴承(24)有二个作用，一是在铜导线线圈(28) 通电时非金属体不隔阻产生的磁场，也防止了在变化的磁场中发热，二是直线轴承中的钢珠减少了非金属动柱(25)和铁动舌(29)在运动中的阻力，同时也防止了磨损，这种电磁锁的基本原理是磁场有争取最短距离的动力，因此在电磁锁的铜导线线圈(28)通电时，其线圈内部产生了强磁场，但由于其内部的动铁舌(29)处于偏心的位置，因此磁场力使其迅速上提到中心位置，这种力很大，铁动舌(29)运动的距离又长，使铁动舌(29)的舌尖迅速离开锁芯凹槽，解除自锁；按动垂直(30)后，不仅电动机得电，同时电磁锁(9-1)也得电，得电的电磁锁(9-1)中的铁动舌(29)上提，防脱锁芯(6-1)在定位背 (7-1)的带动下外出，当转动车轴(2)与固定车轴(16)垂直时，防脱锁芯(6-2) 插入电磁锁(9-2)的坐腔中，在弹簧的作用下，铁动舌(29)上提后下落到锁芯凹槽(11-2)中自锁；在按动恢复(31)后，不仅电动机得电，同时电磁锁(9-2) 也得电，电磁铁(9-2)中的铁动舌(29)上提，防脱锁芯(6-2)在定位背(7-2) 的带动一外出，当转动车轴(2)与固定车轴(16)成一直线时，防脱锁芯(6-1) 插入电磁锁(9-1)的坐腔中，在弹簧的作用下铁动舌(29)上提后下落到锁芯凹槽(11-1)中自锁。

所述自动限位系统，它包括：行程开关(8-1)(8-2)、红外线发射管(10-1) (10-2)、红外线控制器(15-1)(15-2)、红外接收管(23-1)(23-2)；红外线发射管(10-1)(10-2)分别装在电磁锁(9-1)(9-2)坐腔上面的国定车轴(16) 上，红外接收管(23-1)(23-2)分别装在电磁锁(9-1)(9-2)坐腔下面的国定车轴(16)上，红外线发射管(10-1)和红外接收管(23-1)跟红外线控制器(15-1) 相连，红外线发射管(10-2)和红外接收管(23-2)跟红外线控制器(15-2)相连，红外线控制器(15-1)(15-2)内的控制开关与电动机(17)串联，控制电动机，行程开关(8-1)(8-2)分别装在电磁锁(9-1)(9-2)坐腔外侧的固定车轴(16)上，其开关分别与电磁锁(9-1)(9-2)中的铜导线线圈(28)的K位置相接，控制电磁锁，其开关的触头从固定车轴(16)的孔洞中穿过进入到电磁锁(9-1)(9-2)的坐腔内，防脱锁芯(6-1)(6-2)没有进入到坐腔中时，行程开关(8-1)(8-2)处于开关断开不导电状态，防脱锁芯(6-1)(6-2)进入到坐腔时，行程开关的触头被推出，则行程开关(8-1)(8-2)处于闭合导电状态，按动垂直(30)前，防脱锁芯(6-1)在电磁锁(9-1)的坐腔内，行程开关(8-1) 的开关处于闭合导电状态，红外线控制器(15-1)未得电，红外线发射管(10-1) 未发射红外线，对面孔洞内的红外接收管(23-1)收不到红外信号，红外线控制器(15-1)不动作，即使红外线控制器(5-1)得电工作，则红外发射管(10-1) 发出的红外波被防脱锁芯(6-1)阻挡，红外接收管(23-1)同样收不到红外波，红外线控制器(15-1)照常不动作，而前面的防脱锁芯(6-2)未插进电磁锁(9-2) 的坐腔内，行程开关(8-2)处于断开不导电状态，按动垂直(30)后，红外线控制器(15-2)得电，红线外发射管(10-2)发出红外波，因为无阻挡红外波被对面孔洞内的红外接收管(23-2)接收，红外线控制器内的控制开关闭合导电，电动机通过与其串接的红外接收器(15-2)得电转动，同时行程开关(8-1)得电处于闭合导电状态，则电磁锁(9-1)得电，铜线线圈(28)产生的磁场使铁动舌(29)迅速上提离开锁芯凹槽(11-1)，防脱锁芯(6-1)在辅电动机(17) 的带动下顺利的离开电磁锁(9-1)的坐腔，在离开的瞬间，行程开关(8-1)的触头无障碍压缩而弹回电磁锁(9-1)的坐腔内，行程开关(8-1)的开关断开，电磁锁(9-1)失电，在弹簧(26)的作用下，非金属动柱(25)和铁动舌(29) 弹回电磁铁(9-1)的坐腔内；当转动车轴(2)转动到与固定车轴(16)垂直时，防脱锁芯(6-2)插入电磁锁(9-2)的坐腔内，首先防脱锁芯(6-2)把行程开关(8-2)的触头压缩，使行程开关中的开关闭合，但此时行程开关并未得电，所以电磁锁不动作，其次防脱锁芯(6-2)把电磁锁(9-2)的铁动舌(29)向上顶起，防脱锁芯(6-2)的锁头越过铁动舌(29)，铁动舌(29)在弹簧(26)的作用下，弹进防脱锁芯(6-2)的锁芯凹槽(11-2)内，使防脱锁芯(6-2)自锁，这时，防脱锁芯(6-2)的锁头把红外发射管(10-2)发出的红外波阻挡，红外接受管(23-2)收不到红外波，使红外波控制器(15-2)中的控制开关断开，辅电动机(17)失电而停止转动；当按动恢复(31)时，行程开关(8-2)得电，由于内部开关已闭合，即K闭合，因此使电磁锁(9-2)得电，铜导线线圈(28) 产生的磁场使铁动舌(29)连同非金属动柱(25)迅速上提，离开锁芯凹槽(11-2)，同时红外线控制器(15-1)得电，红外发射管(10-1)发出红外波因无阻挡，被孔洞内的红外接收管(23-1)接收，红外线控制器(15-1)中的开关闭合导电，使辅电动机(17)反转，带动防脱涣芯(6-2)离开电磁锁(9-2)的坐腔，这时尽管红外发射管(10-2)和红外接收管(23-2)之间已无阻挡，但红外线控制器未得电，则其开关不动作，但在防脱锁芯(6-2)离开的瞬间，行程开关(8-2) 的触头因无压力被弹回电磁锁(9-2)的坐腔内，行程开关(8-2)的开关断开，即K打开，电磁锁失电，在弹簧的作用下，铁动舌(29)和非金属动柱(25) 弹回锁芯凹槽(11-2)内，当转动车轴(2)转动到与固定车轴(16)成直线时，防脱锁芯(6-1)插入电磁锁(9-1)的坐腔内，首先行程开关(8-1)的触头被压缩，行程开关(8-1)的开关闭合，但此时行程开关没得电，所以电磁锁不动作，其次防脱锁芯(6-1)把电磁锁(9-1)的铁动舌(29)向上顶起，防脱锁芯 (6-1)的锁头越过铁动舌(29)，铁动舌(29)在弹簧(26)的作用下，弹进防脱锁芯(6-1)的锁芯凹槽(11-1)内，使防脱锁芯(6-1)自锁，第三，防脱锁芯(6-1)的锁头把红外发射管(10-1)发出的红外波阻挡，红外接收管(23-1) 收不到红外波，使红外线控制器(15-1)中的控制开关断开，辅电动机(17)失电而停止转动，完成下一下循环。这里的关键是，需要垂直时，是前面的红外控制器(15-2)和后面的行程开关(8-1)及辅电动机(17)得电，电机正转，使转动车轴(2)与固定车轴(16)垂直，需要恢复时，是后面的红外线控制器 (15-1)和前面的行程开关(8-2)及辅电动机(17)得电，电机反转，使转动车轴(2)与固定车轴(16)成一直线。

所述电子控制系统，它包括：垂直(30)、恢复(31)、右侧行(32)、左侧行(33)、前后轮同用右转圈(34)、前后轮同用左转圈(35)、前轮右转圈(36)、前轮左转圈(37)、后轮右转圈(38)、后轮左转圈(39)、停止(40)、前轮辅电机(41)、后轮辅电机(42)、前轮主电机(43)和后轮主电机(44)；垂直(30) 和恢复(31)是基础动作，只有按动垂直(30)才能作以下动作，只有按动恢复(31)才能使汽车正常行驶，这二个按钮开关管理的是前轮辅电机(41)和后轮辅电机(42)，按右侧行(32)后，二个前轮主电机(43)二个后轮主电机 (44)或前后各一个主电机通电同方向同时向右运动，按左侧行(33)后，二个前轮主电机(43)二个后轮主电机(44)或前后各一个主电机同方向同时向左运动，达到目的时按停止(40)结束，再按恢复(31)辅电机复原，按前后轮同用右转圈(34)使前后轮的主电机(43)和(44)同时反方向运动，如果是四轮四电机驱动，既可以前面二个电机右方向运动后轮二个电机左方向运动实现右转圈，又可以前面一个电机右方向运动后面一个电机左方向运动实现右转圈，如果是前一轮后一轮二机驱动，则前面电机右方向运动，后面一个电机左方向运动实现右转圈，如果前轮无电机只后轮有电机，则可用人力方向盘驱动前轮右方向运动，后轮电机左方向运动实现右转圈；按前后轮同用左转圈 (35)，其过程跟上述按前后轮同用右转圈(34)相同，只是方向相反，以上两种转圈，圈关径最小，为前后轮距的一半；按前轮右转圈(36)，则前轮向右运动而后轮不动，前轮以到后轮的距离为半径转圈，如果前轮无电机，也可以用人力方向盘驱动右转圈；按前轮左转圈(37)过程同上，只是方向相反；按后轮右转圈(38)，后轮主电机(44)向右方向运动，以前后轮距为半径转圈；按后轮左转圈(39)，后轮主电机(44)向左方向运动，以前后轮距为半径转圈；以上转圈按车主所需到位时，按停止(40)停止转动，再按恢复(31)复原；前轮辅电机(41)是汽车前轮使转动车轴(2)转动的辅电动机(17)，后轮辅电机(42)是汽车后轮使转动车轴(2)转动的辅电动机(17)；前轮主电机(43) 是汽车前轮内的使汽车正常行驶的轮毂电机，后轮主电机(44)是汽车后轮内的使汽车正常行驶的轮毂电机。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，而本发明的具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思的技术方案进行的各种改进或将本发明的构思和技术方案应用到其他场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电动汽车侧行和原地转圈装置中的车轮竖向变横向及其恢复系统，其特征在于：它包括：边立柱(1)、转动车轴(2)、转动臂(3)、静中心立柱(4)、防震移动槽(12)、防震转动轴(13)、防震保护臂(14)、电动机(17)、电动机齿轮(18)、扇形齿轮(19)、车轮和轮彀电动机(20)、中心轴承(21)、边轴承(22)、垂直(30)和恢复(31)；转动轴(2)通过静中心立柱(4)前后转动，转动臂(3)通过中心轴承(21)和边轴承(22)使转动轴(2)转动，防震保护臂(14)是转动车轴(2)的延伸，防震转动轴(13)在防震移动槽(12)中移动，按垂直(30)、电动机(17)带扇形齿轮(19)向后转动，转动臂(3)向前转动，带动车轮和轮箍电动机(20)向前转动90°停止，按恢复(31)，转动方向相反。

2.一种电动汽车侧行和原地转圈装置中的车轮变向定位系统，其特征在于：它包括、；定位肩(5-1)(5-2)，防脱锁芯(6-1)(6-2)、定位背(7-1)(7-2)、锁芯凹槽(11-1)(11-2)；定位肩(5-1)(5-2)与固定车轴(16)连在一起，是固定的，定位背(7-1)(7-2)与转动车轴(2)连在一起，是随转动车轴(2)转动的，防脱锁芯(6-1)与定位背(7-1)连接，防脱锁芯(6-2)与定位背(7-2)连接，定位背(7-1)受定位肩(5-1)的阻挡碰触，定位背(7-2)受定位肩(5-1)的阻挡碰触，防脱锁芯(6-1)进入到电磁锁(9-1)的坐腔内，防脱锁芯(6-2)进入到电磁锁(9-2)的坐腔内。

3.一种电动汽车侧行和原地转圈装置中的电磁锁系统，其特征在于：它包括；电磁锁(9-1)(9-2)、非金属体直线轴承(24)、非金属动柱(25)、弹簧(26)、外罩(27)、铜导线线圈(28)、和铁动舌(29)；这是新型电磁器件，这种电磁锁的非金属体直线轴承(24)，其胎体是非金属的，而其体壁内有许多互不相碰的钢珠，结构上在非金属体直线轴承(24)内的活动体分二段，一段是非金属动柱(25)，共占的长度较大，另一段是铁动舌(29)，其占的长度较小，即这里的导磁铁动舌(29)是偏心的，电磁锁(9-1)在固定车轴(16)的定位肩(5-1)的位置，电磁锁(9-2)在固定车轴(16)的定位肩(5-2)的位置。

4.一种电动汽车侧行和原地转圈装置中的自动限位系统，其特征在于：它包括：行程开关(8-1)(8-2)、红外发射管(10-1)(10-2)、红外线控制器(15-1)(15-2)和红外线接收管(23-1)(23-2)；红外发射管(10-1)(10-2)分别装在电磁锁(9-1)(9-2)坐腔的固定车轴(16)上，红外发射管(10-1)和红外线接收管(23-1)跟红外线控制器(15-1)相连，红外发射管(10-2)和红外线接收管(23-2)跟红外线控制器(15-2)相连，红外线控制器(15-1)(15-2)内的控制开关各与电动机(17)串联，从而控制电动机，行程开关(8-1)(8-2)分别装在电磁锁(9-1)(9-2)的坐腔外侧的固定车轴(16)上，其开关分别与电磁锁(9-1)(9-2)中的铜导线线圈(28)的K位置相接从而控制电磁锁，其开关的触头从固定车轴(16)的孔洞中穿过进入到电磁锁(9-1)(9-2)的坐腔内，在防脱锁芯(6-1)(6-2)没有进入到坐腔中时，行程开关(8-1)(8-2)处于开关断开不导电状态，在防脱锁芯(6-1)(6-2)进入到坐腔中时，行程开关的触头被推出，则行程开关(8-1)(8-2)处于闭合导电状态，在车轮竖向变横向时，前面的红外线控制器(15-2)和后面的行程开关(8-1)(8-2)及电动机得电，电机正转使转动车轴(2)与固定车轴(16)垂直，在车轮横向变竖向时，后面的红外线控制器(15-1)与前面的行程开关(8-2)及电动机得电，电机反转使转动车轴(2)与国定车轴(16)恢复在同一直线上。

5.一种电动汽车侧行和原地转圈装置中的电子控制系统，其特征在于：它包括：垂直(30)、恢复(31)、右侧行(32)、左侧行(33)、前后轮同用右转图(34)、前后轮同用左转图(35)、前轮右转圈(36)、前轮左转圈(37)、后轮右转圈(38)、后轮左转圈(39)、停止(40)、前轮辅电机(41)、后轮辅电机(42)、前轮主电机(43)和后轮主电机(44)；垂直(30)和恢复(31)是基础动作，只有按动垂直(30)才能作其他动作，只有按动恢复(31)才能使汽车正常行驶，而且这二个按钮开关只控制前轮辅电机(41)和后轮辅电机(42)，按右侧行(32)后，二个前轮主电机(43)和二个后轮主电机(44)或前后各一个主电机同方向同时向右运动，按左侧行(33)后，二个前轮主电机(43)和二个后轮主电机(44)或前后各一个主电机同方向同时向左运动，按前后轮同用右转圈(34)，则前后轮主电机(43)和(44)或前后各一个主电机同时反方向运动，按前后轮同用左转圈(35)后，其过程与上相同只是方向相反，以上转圈的半径为前后轮距的一半，按前轮右转圈(36)，则前轮向右运动后轮不动，按前轮左转圈，过程同上，方向相反，按后轮右转圈(38)，则后轮主电机(44)向右方向运动，按后轮左转圈(39)，则后轮主电机(44)向左方向运动，以上转圈半径等于前后轮轮距，根据所需按停止(40)停止转动，再按恢复(31)复原，以上主电机为轮毂电机。

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