CN112721553B - 一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于悬架及转向的装置与方法，具体涉及一种以轮毂电机为驱动的路轨两用车。它包括设置在车架上的驱动轮连接四连杆，该驱动轮连接四连杆与驱动轮组件连接，该驱动轮组件包括导向轮和驱动轮胎，其中导向轮共有两个，分别设置在轨道的两个侧面，驱动轮胎设置在轨道的上面。本发明的显著效果是降低整车的质心、减轻整车的重量以及便于在轨在路两种状态的快速切换。

Description

一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置与方法

技术领域

本发明属于悬架及转向的装置与方法，具体涉及一种以轮毂电机为驱动的路轨两用车，该路轨两用车的悬架、转向机构位于轮毂电机的中心，且能实现在轨与在路的两种状态的相互切换方法。

背景技术

随着经济和科技的发展，道路拥堵情况越来越严重。其主要原因在于，一方面人们的出行方式希望灵活，另一方面人们也希望出行时保持私密性，因此私家车成为出行的首选。然而道路的建设和拓宽速度，远远赶不上私家车增加的速度，所以道路拥堵不可避免。

为了解决道路拥堵的问题，很多人都提出了各种各样的解决方案，例如巴铁，轨道汽车等。现有技术中公开了一种路轨两用车的锁轨装置、锁轨及切换方法(申请号CN201911100898.9)，该技术方案提供了一种路轨两用车，即普通的私人车辆也能进入特定的轨道交通，同一辆车既能在特定的轨道上行驶又能在普通路面上行驶，实现轨道高效行驶和道路机动行驶的有机结合。

前述的路轨两用车是指既能在特定轨道上行驶又能在普通道路上行驶的车辆或移动舱一类的私人交通工具。特定轨道指单轨T形轨道。该两用车的驱动系统为轮毂电机。

路轨两用车必需要有一种特定的悬架及转向装置，以满足在轨和在路的两种不同状态，以及两种状态间的自由切换。

在目前现有技术中，轨道车悬架及转向装置，通常位于行走轮的上方，不利于降低车身的质心。且不能满足车辆在轨及在路的两种状态之间的自由切换。

在普通路面的车辆，有中心悬架的装置，但不能实现路轨两用。

发明内容

本发明针对现有技术悬架及转向的装置无法与路轨两用车匹配的问题，提出一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置与方法。

本发明是这样实现的：一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，包括设置在车架上的驱动轮连接四连杆，该驱动轮连接四连杆与驱动轮组件连接，该驱动轮组件包括导向轮和驱动轮胎，其中导向轮共有两个，分别设置在轨道的两个侧面，驱动轮胎设置在轨道的上面。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，驱动轮胎中心设置中心悬架组件，中心悬架组件将悬架系统、导向系统、转向系统、驱动系统合为一个整体。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，驱动轮胎的中心处设有驱动轴承组件，该驱动轴承组件包括沿驱动轮胎轴向贯穿驱动轮胎的横向中心轴，设置在驱动轮胎中心并且与横向中心轴垂直设置的竖向中心轴，在驱动轮胎中还设置驱动轮轮毂电机，该驱动轮轮毂电机用于驱动轮胎的动力供应。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，所述的驱动轮轮毂电机为环形零件，与驱动轮胎同轴设置，驱动轮轮毂电机的直径小于驱动轮胎。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，横向中心轴中心位置设置转向控制电机，在转向控制电机中依次设置转向控制电机转动轴套、转向控制电机转子和转向控制电机定子，在转向控制电机定子中间设置竖向中心轴，所述的转向控制电机转子和转向控制电机定子为圆柱环型零件，竖向中心轴为圆柱型零件。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，驱动轮胎中心设置轮毂电机横向中心套管，所述的横向中心轴中心部分设置在该轮毂电机横向中心套管中，轮毂电机横向中心套管两端的孔呈“一”字型，横向中心轴两端部分伸出轮毂电机横向中心套管由驱动轮连接四连杆与车架连接固定，根据转弯角度的不同，在轮毂电机横向中心套管两端的孔中移动。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其中，导向轮通过导向支架与驱动轮胎的中心悬架组件固定连接。

一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其中，在轨时，在导向支架升起及落下驱动装置的作用下导向轮及导向支架落下，置于轨道两侧，导向轮始终沿轨道两侧紧贴行走，当遇到轨道拐弯或变轨时，导向轮紧贴轨道两侧行走，通过导向轮支架引导整个驱动轮沿轨道方向行走，此时轮毂电机中的横向中心轴可以通过竖向中心轴并以其中心实现左右水平转动，车架由驱动轮连接四连杆与横向中心轴连接实现车架和驱动轮连接四连杆与车轮产生一定的夹角让车辆在轨道上顺畅行驶。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其中，在路时，在导向支架升起及落下驱动装置的作用下导向轮及导向支架收起，横向中心轴受控于转向控制电机，转向控制电机由转向控制电机定子、转向控制电机转子组成，由车载转向系统向转向控制电机发出信号，转向控制电机根据信号进行主动控制横向中心轴的左右水平转动及固定，从而控制驱动轮胎在路面的方向的转动和固定，满足车辆在路行驶的拐弯辅助实现车辆转弯半径的缩小以及车辆直线行驶的需求。

如上所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其中，当车辆进入入轨区域时，车辆接收到入轨区域发出入轨信号，导向支架升起及落下驱动装置驱动导向支架带动导向轮向下旋转，使导向轮置于轨道两侧，此时，在路状态控制的转向控制电机处于断电自由状态。驱动轮胎的旋转方向由导向轮控制；所述的转向控制电机由转向控制电机转动轴套、转向控制电机定子、转向控制电机转子组成；

当进入离轨区域时，车辆接收到离轨区域发出离轨信号，导向支架升起及落下驱动装置驱动导向支架带动导向轮向上旋转收起并固定驱动导向支架及导向轮，此时，整体驱动轮的转动方向由转向控制电机控制，所述的转向电机由转向控制电机定子、转向控制电机转子组成。本发明的显著效果是：(1)降低整车的质心。将悬架及转向置于车轮(轮毂电机)的中心，可有效降低整车的质心。(2)减轻整车的重量。将悬架与转向装置合并置于轮毂电机(相当于行走轮)中心，使整个结构紧凑，减少了整个悬架和转向装置的体积及重量。(3)便于在轨在路两种状态的快速切换。路轨两用车其悬架与导向系统必须满足在轨道与在路两种不同的状态，在行驶的过程中，本发明可实现在几秒钟内完成两种状态间的快速切换。基本实现不停车切换。

将路轨两用车的悬架系统位于轮毂电机的中心(如图4、5所示)，贯穿轮毂电机中心左右对称布置。悬架系统、导向系统、转向系统、驱动系统合为一个整体。在轨时，中心转身轴由导向轮控制车轮转向，保证车轮始终位于轨道上方，并始终沿轨道前行。在路时，驱动轮可沿车轮中心悬架装置左右旋转，其旋转方向及旋转角度受转向电机控制，从而减少车辆的拐弯半径及驾驶的灵活性。

附图说明

图1是轮毂电机驱动轮在轨道转向示意图

图2是轮心转向左向及右向俯视及侧视示意图

图3是在轨轮毂电机轮心悬架及转向机构示意图

图4是在轨轮毂电机轮心悬架及转向机构剖面示意图

图5是在路状态轮毂电机轮心悬架及转向机构剖面示意图

图6是图轮毂电机中心转向控制装置示意图

1、轨道2、驱动轮胎3、导向轮4、车架5、导向支架6、轮毂电机横向中心套管7、横向中心轴8、竖向中心轴9、转向控制电机10、驱动轮轮毂电机11、普通路面12、转向控制电机定子13、转向控制电机转子14、转向控制电机转动轴套15、导向支架升起及落下驱动装置16、驱动轮连接四连杆

具体实施方式

1、装置及构成

驱动轮轮毂电机10位于轮毂电机横向中心套管6的外部，包括有驱动轮轮毂电机10的转子、定子、轮毂等。轮毂电机横向中心套管6的内部为轮毂电机的悬架及导向装置，包括有竖向中心轴8、转向控制电机定子12、转向控制电机转子13、转向控制电机转动轴套14以及横向中心轴7，其中横向中心轴7中心部分在轮毂电机横向中心套管6内，横向中心轴7两端部分伸出轮毂电机横向中心套管6由驱动轮连接四连杆16与车架4连接固定。轮毂电机横向中心套管6的侧面两端与导向支架5连接固定，导向支架5与导向轮3相连。轮毂电机横向中心套管6两端的孔呈“一”字型，根据转弯角度的不同，横向中心轴7两端部分在轮毂电机横向中心套管6两端的孔中移动。

2、轮毂电机中心悬架及导向装置的在轨状态

在轨时，在导向支架升起及落下驱动装置15的作用下轨导向轮3及在导向支架5落下，置于轨道1两侧，导向轮3始终沿轨道1两侧紧贴行走。当遇到轨道拐弯或变轨时，导向轮3紧贴轨道1两侧行走，通过导向支架5引导整个驱动轮沿轨道方向行走。此时横向中心轴7可以通过竖向中心轴8并以竖向中心轴8为中心实现左右水平转动，车架4由驱动轮连接四连杆16与横向中心轴7连接实现车架4和驱动轮连接四连杆16与车轮产生一定的夹角让车辆在轨道上顺畅行驶(如图1所示)。

3、轮毂电机中心悬架及导向装置的在路状态

在路时，在导向支架升起及落下驱动装置15的作用下轨导向轮3及在导向支架5收起，横向中心轴7受控于转向控制电机9，转向控制电机9由转向控制电机定子12、转向控制电机转子13、转向控制电机转动轴套14组成。由车载转向系统向转向控制电机9发出信号，转向控制电机9根据信号主动控制横向中心轴7的左右水平转动及固定，从而控制驱动轮胎2在路面的方向的转动和固定，满足车辆在路行驶的拐弯辅助实现车辆转弯半径的缩小以及车辆直线行驶的需求。

4、在轨与在路的切换

当车辆进入入轨区域时，车辆接收到入轨区域发出入轨信号，导向支架升起及落下驱动装置15驱动导向支架5带动导向轮3向下旋转，使导向轮3置于轨道1两侧。此时，在路状态控制的转向控制电机9处于断电自由状态。驱动轮胎2的转动方向由导向轮3控制。

当进入离轨区域时，车辆接收到离轨区域发出离轨信号，导向支架升起及落下驱动装置15驱动导向支架5带动导向轮3向上旋转收起并固定导向支架5及导向轮3。此时，整体驱动轮的转动方向由转向控制电机9控制。

Claims (5)

1.一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其特征在于：包括设置在车架(4)上的驱动轮连接四连杆(16)，该驱动轮连接四连杆(16)与驱动轮组件连接，该驱动轮组件包括导向轮(3)和驱动轮胎(2)，其中导向轮(3)共有两个，分别设置在轨道(1)的两个侧面，驱动轮胎(2)设置在轨道(1)的上面；

驱动轮胎(2)中心设置中心悬架组件，中心悬架组件将悬架系统、导向系统、转向系统、驱动系统合为一个整体；

驱动轮胎(2)的中心处设有驱动轴承组件，该驱动轴承组件包括沿驱动轮胎(2)轴向贯穿驱动轮胎(2)的横向中心轴(7)，设置在驱动轮胎(2)中心并且与横向中心轴(7)垂直设置的竖向中心轴(8)，在驱动轮胎(2)中还设置驱动轮轮毂电机(10)，该驱动轮轮毂电机(10)用于驱动轮胎(2)的动力供应；

所述的驱动轮轮毂电机(10)为环形零件，与驱动轮胎(2)同轴设置，驱动轮轮毂电机(10)的直径小于驱动轮胎(2)；

横向中心轴(7)中心位置设置转向控制电机(9)，在转向控制电机(9)中依次设置转向控制电机转动轴套(14)、转向控制电机转子(13)和转向控制电机定子(12)，在转向控制电机定子(12)中间设置竖向中心轴(8)，所述的转向控制电机转子(13)和转向控制电机定子(12)为圆柱环型零件，竖向中心轴(8)为圆柱型零件；

驱动轮胎(2)中心设置轮毂电机横向中心套管(6)，所述的横向中心轴(7)中心部分设置在该轮毂电机横向中心套管(6)中，轮毂电机横向中心套管(6)两端的孔呈“一”字型，横向中心轴(7)两端部分伸出轮毂电机横向中心套管(6)由驱动轮连接四连杆(16)与车架(4)连接固定，根据转弯角度的不同，在轮毂电机横向中心套管(6)两端的孔中移动。

2.如权利要求1所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的装置，其特征在于：导向轮(3)通过导向支架(5)与驱动轮胎(2)的中心悬架组件固定连接。

3.一种针对权利要求1所述轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其特征在于：在轨时，在导向支架升起及落下驱动装置(15)的作用下导向轮(3)及导向支架(5)落下，置于轨道(1)两侧，导向轮(3)始终沿轨道(1)两侧紧贴行走，当遇到轨道拐弯或变轨时，导向轮(3)紧贴轨道(1)两侧行走，通过导向支架(5)引导整个驱动轮沿轨道方向行走，此时轮毂电机中的横向中心轴(7)可以通过竖向中心轴(8)并以其中心实现左右水平转动，车架(4)由驱动轮连接四连杆(16)与横向中心轴(7)连接实现车架(4)和驱动轮连接四连杆(16)与车轮产生一定的夹角让车辆在轨道上顺畅行驶。

4.如权利要求3所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其特征在于：在路时，在导向支架升起及落下驱动装置(15)的作用下导向轮(3)及导向支架(5)收起，横向中心轴(7)受控于转向控制电机(9)，转向控制电机(9)由转向控制电机定子(12)、转向控制电机转子(13)组成，由车载转向系统向转向控制电机(9)发出信号，转向控制电机(9)根据信号进行主动控制横向中心轴(7)的左右水平转动及固定，从而控制驱动轮胎(2)在路面的方向的转动和固定，满足车辆在路行驶的拐弯辅助实现车辆转弯半径的缩小以及车辆直线行驶的需求。

5.如权利要求4所述的一种在轮毂电机中心实现悬架及转向的方法，其特征在于：当车辆进入入轨区域时，车辆接收到入轨区域发出入轨信号，导向支架升起及落下驱动装置(15)驱动导向支架(5)带动导向轮(3)向下旋转，使导向轮(3)置于轨道(1)两侧，此时，在路状态控制的转向控制电机(9)处于断电自由状态；驱动轮胎(2)的旋转方向由导向轮(3)控制；所述的转向控制电机(9)由转向控制电机转动轴套(14)、转向控制电机定子(12)、转向控制电机转子(13)组成；

当进入离轨区域时，车辆接收到离轨区域发出离轨信号，导向支架升起及落下驱动装置(15)驱动导向支架(5)带动导向轮(3)向上旋转收起并固定驱动导向支架(5)及导向轮(3)，此时，整体驱动轮的转动方向由转向控制电机(9)控制，转向控制电机由转向控制电机定子(12)、转向控制电机转子(13)组成。

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