CN114750551A - 一种驱动机构及水陆空交通工具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于交通工具技术领域，提供了一种驱动机构及交通工具，包括：轮毂，其具有轮圈；轮胎，其设置于所述轮圈上；轮毂电机，所述轮毂电机设置于所述轮毂中，与所述轮毂传动连接；桨叶，所述桨叶与所述轮毂电机传动连接，所述桨叶设置于由所述轮毂的轮圈所围成的空间内；支架，与所述轮毂连接，用于支撑所述轮毂。相对于传统的多模式交通工具而言，其结构更为简单，成本更低廉，更利于实现和推广使用。

Description

一种驱动机构及水陆空交通工具
技术领域
本发明属于交通工具技术领域，尤其涉及一种驱动机构及水陆空交通工具。
背景技术
现有的交通工具通常只能在单一的行驶环境中进行行驶，无法满足一些特殊的使用需求，例如同时满足水上、地面、以及空中的形式。
为了实现同时满足水上、地面或者空中的任意组合方式的行驶，也有人提出通过在交通工具上设置不同的驱动系统以实现行驶模式的切换。然而，多种驱动系统使得工具本身的体积和重量大大增加，且造成载重空间和载重量的降低。由于这种结构并不利于商用或民用，因此未能得到更长远的发展。
发明内容
本发明提供一种驱动机构及水陆空交通工具，旨在解决以上存在的技术问题。
本发明是这样实现的一种驱动机构，包括：
轮毂，其具有轮圈；
轮胎，其设置于所述轮圈上；
轮毂电机，所述轮毂电机设置于所述轮毂中，与所述轮毂传动连接；
桨叶，所述桨叶与所述轮毂电机传动连接，所述桨叶设置于由所述轮毂的轮圈所围成的空间内；
支架，与所述轮毂连接，用于支撑所述轮毂。
优选的，所述轮毂的至少一侧设置有轮辐，所述桨叶设置于所述轮圈、轮辐所围成的空间内。
优选的，所述桨叶的末端与所述轮圈固定连接并作为所述轮毂的轮辐使用。
优选的，所述轮圈包括位于内侧的第一轮圈以及位于外侧包围所述第一轮圈的第二轮圈，所述第一轮圈、第二轮圈之间通过多个辅助轮辐连接，所述轮胎设置于所述第二轮圈上。
优选的，所述轮圈包括位于内侧的第一轮圈以及位于外侧包围所述第一轮圈的第二轮圈，所述第一轮圈、第二轮圈之间通过多个辅助桨叶连接，所述轮胎设置于所述第二轮圈上。
本发明同时提供一种水陆空交通工具，包括：悬架系统、以及与所述悬架系统连接的驱动机构；其中，所述驱动机构为上述任一所述的驱动机构，所述悬架系统包括用于切换所述驱动机构的轮毂旋转面方向的切换机构，所述驱动机构的支架与所述切换机构传动连接，通过所述切换机构可切换所述轮毂的旋转面方向实现所述交通工具的行驶模式切换。
优选的，所述悬架系统包括后悬架系统和前悬架系统，所述驱动机构包括设置于所述后悬架系统的第一驱动机构和设置于前悬架系统的第二驱动机构，所述切换机构包括设置于所述后悬架系统的第一切换机构；
所述第一切换机构与所述第一驱动机构的支架传动连接用于将所述第一驱动机构的轮毂旋转平面翻转至垂直方向，使所述桨叶的推力与行驶方向相反以由飞行模式切换至水上行驶模式。
优选的，所述切换机构还包括设置于所述后悬架系统上的第二切换机构以及设置于前悬架系统的第三切换机构；
所述第二切换机构与所述第一驱动机构的支架传动连接用于将所述第一驱动机构的轮毂旋转平面在水平方向和垂直方向进行翻转，所述第三切换机构与所述第二驱动机构的支架传动连接用于将所述第二驱动机构的轮毂旋转平面在水平方向和垂直方向进行翻转，以实现在地面行驶模式和飞行模式的切换。
优选的，所述第一驱动机构的支架与所述后悬架系统通过一万向机构连接。
优选的，所述第二切换机构包括设置在所述第一驱动机构的支架上设置的切换齿轮，所述第二切换机构通过驱动所述切换齿轮翻转所述第一驱动机构。
本发明所达到的有益效果：轮毂电机运行时，可驱动桨叶和轮毂及其上的轮胎进行旋转，基于该驱动机构的不同设置方式，低速状态下，可以实现通过轮胎与地面滑行提供地面行驶动力，高速状态下，可以通过桨叶提供推力实现水上行驶或空中飞行的动力。相对于传统的多模式交通工具而言，其结构更为简单，成本更低廉，更利于实现和推广使用。
附图说明
图1是本发明实施例的一种驱动机构结构示意图；
图2是本发明实施例的一种驱动机构结构分解示意图；
图3是本发明实施例的第二种驱动机构结构示意图；
图4是本发明实施例的第三种驱动机构结构示意图；
图5是本发明实施例交通工具的地面行驶模式示意图；
图6是本发明实施例交通工具的飞行模式示意图；
图7是本发明实施例交通工具的水上行驶模式示意图；
图8是本发明实施例中交通工具的悬架系统及其驱动机构示意图；
图9是本发明实施例中交通工具的另一种悬架系统及其驱动机构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本实施例中，如图1-2所示，提供了本发明是这样实现的一种驱动机构，包括：轮毂10、轮胎20、轮毂电机30、桨叶40、以及支架50。
其中，轮毂10具有轮圈11，轮胎20设置于所述轮圈11上，轮毂电机30设置于所述轮毂10中，与所述轮毂10传动连接；桨叶40与所述轮毂电机30传动连接，所述桨叶40设置于由所述轮毂10的轮圈11所围成的空间内。支架50与所述轮毂10连接，用于支撑所述轮毂10。
本实施例中，轮毂电机30设置于轮毂10中，轮毂电机30为现有技术，其具体结构本实施例中不再进行具体的描述。进一步的，桨叶40与轮毂电机10传动连接，其输出方式是在输出轴上直接连接桨叶40即可。参考图1-4和图5所示，桨叶40的类型可以是三叶桨也可以是大于三叶的多叶桨，并不限于本实施例提供的桨叶结构。
本实施例中，轮毂10、轮胎20、轮毂电机30、桨叶40、以及支架50形成了空地一体的轮胎，轮毂电机30运行时，可驱动桨叶40和轮毂10及其上的轮胎20进行旋转，基于该驱动机构的不同设置方式，低速状态下，可以实现通过轮胎与地面滑行提供地面行驶动力，通过90°翻转后，高速状态下，可以通过桨叶40提供推力实现水上行驶或空中飞行的动力。
作为一种具体的实施方式，，所述轮毂10的至少一侧设置有轮辐12，所述桨叶40设置于所述轮圈11、轮辐12所围成的空间内。
作为另一种具体的可实施方式，如图3及图4所示，所述桨叶40的末端与所述轮圈11固定连接并作为所述轮毂10的轮辐使用。也就是说，通过桨叶40来替代轮毂10的轮辐。
请参考图4，作为进一步的改进，所述轮圈11包括位于内侧的第一轮圈111以及位于外侧包围所述第一轮圈111的第二轮圈112，所述第一轮圈111、第二轮圈112之间通过多个辅助轮辐113连接，所述轮胎20设置于所述第二轮圈112上。这种结构方式可以通过多个辅助轮辐113减小桨叶40的受力，在地面行驶状态下可尽量的避免桨叶40受力而发生变形。
请继续参考图4，作为进一步的改进，所述轮圈111包括位于内侧的第一轮圈111以及位于外侧包围所述第一轮,111的第二轮圈112，所述第一轮圈111、第二轮圈112之间通过多个辅助桨叶113连接，所述轮胎20设置于所述第二轮圈112上。也就是说，在另一结构中，连接第一轮圈111和第二轮圈112的是一种具备空气动力学且能够提供推力的桨叶结构，同时作为连接第一轮圈111和第二轮圈112的连接结构。
作为进一步的改进，本实施例中，轮毂可以采用碳纤维、石墨烯、凯夫拉、以及复合材料等轻量化程度高、且强度高的材料进行制造，以减轻整体的重量。以凯夫拉材料为例，其强度是优质钢材的5-6倍，模量是钢材的2-3倍，韧性是钢材的2倍。且工作环境适应性广，可以在-196℃-204℃范围内长期正常工作，在150℃以下的收缩率为0，在高温下能保持不分解和不融化，具有良好的抗腐蚀性能。
实施例二
基于以上的驱动机构，如图5-9所示，本发明实施例同时还提供一种交通工具，包括：悬架系统200、以及与所述悬架系统200连接的驱动机构100；其中，所述驱动机构100为上述实施例一的驱动机构，本处不再进行的复述。所述悬架系统200包括用于切换所述驱动机构100的轮毂旋转面方向的切换机构230，所述驱动机构100的支架与所述切换机构230传动连接，通过所述切换机构230可切换所述轮毂10的旋转面方向实现所述交通工具的行驶模式切换。
请参考图8所示，所述悬架系统200包括后悬架系统210和前悬架系统220，所述驱动机构100包括设置于所述后悬架系统210的第一驱动机构110和设置于前悬架系统的第二驱动机构120，所述切换机构230包括设置于所述后悬架系统的第一切换机构231(图中仅为示意)。
第一切换机构231(图中仅为示意)与所述第一驱动机构110的支架50传动连接用于将所述第一驱动机构110的轮毂10旋转平面以90度翻转至垂直方向，使所述桨叶40的推力与行驶方向相反以由飞行模式切换至水上行驶模式。
如图6及图8所示，图7为交通工具处于飞行模式时的状态，此时轮毂的旋转平面与水平面相同，桨叶40提供向下的推力使汽车可实现飞行模式，而图7为第一驱动机构110在第一切换机构驱动下翻转，桨叶40的推力与行驶方向相反，在水面行驶时可向后提供推力，推动交通工具前行。
图8所示的第一切换机构231仅为示意，对于本领域技术人员而言，能实现推动第一驱动机构110翻转的，是有多种机构可实现的，如液压驱动机构、气缸机构、或者连杆机构等。
进一步的，所述切换机构230还包括设置于所述后悬架系统210上的第二切换机构232(图中仅为示意)以及设置于前悬架系统220的第三切换机构233；所述第二切换机构232包括设置在所述第一驱动机构110的支架50上设置的切换齿轮2321，所述第二切换机构232通过驱动所述切换齿轮2321翻转所述第一驱动机构110。图中切换机构232仅为示意，对于本领域技术人员而言，驱动切换齿轮2321的装置是可实现的，如电机与减速机、涡轮蜗杆等。
本实施例中，请继续参考附图8，并结合附图5、6，所述第二切换机构232与所述第一驱动机构110的支架50传动连接用于将所述第一驱动机构110的轮毂10旋转平面在水平方向和垂直方向进行90度翻转，所述第三切换机构233与所述第二驱动机构120的支架50传动连接用于将所述第二驱动机构120的轮毂旋转平面在水平方向和垂直方向进行翻转，以实现在地面行驶模式(图5)和飞行模式(图6)的切换。
进一步的，在本实施例中，所述第一驱动机构110的支架50与所述后悬架系统210通过一万向机构240连接。以在第一切换机构231、第二切换机构232工作时互不形成干扰。
如图5-7所示，并结合图1-4，轮毂电机运行时，可驱动桨叶和轮毂及其上的轮胎进行旋转，基于该驱动机构的不同设置方式，低速状态下，可以实现通过轮胎与地面滑行提供地面行驶动力，高速状态下，可以通过桨叶提供推力实现水上行驶或空中飞行的动力，。相对于传统的多模式交通工具而言，其结构更为简单，成本更低廉，更利于实现和推广使用。本实施例的交通工具可以实现多种行驶模式的切换。
在一些可能的实施方式中，如图9所示，这种悬架系统中，并不涉及水上行驶模式，因此减少了一种切换机构的设置，仅设置第二切换机构232和第三切换机构233，行驶模式仅在图5和图6所示的地面行驶模式和飞行模式之间进行切换。
基于实施例一，轮毂采用的是碳纤维、石墨烯、凯夫拉、以及复合材料等轻量化程度高、且强度高的材料进行制造，以减轻整体的重量。由于轮毂具有较轻的重量，且刚度相对传统的钢制轮毂或铝制轮毂而言更强，能够带来更稳定和灵敏的转向，也由于其能进一步的减小簧下质量(减震)，使其制动效果有显著的提升。再者高强度的碳纤维轮毂可有效抵抗弯曲影响，令车轮保持最大接地面积，提高整车稳定性。
作为进一步的改进，对于本实施例的交通工具而言，其车体同样轻型材料制作，例如可以采用碳纤维、石墨烯、凯夫拉以及其他复合材料制作车身面板，进一步降低车身的整体重量，并保证足够的结构强度。
基于实施例一，本实施例将汽车的轮胎和飞行器的螺旋桨结合于一体，通过轮毂电机来驱动，在地面行驶模式时可以通过轮毂电机驱动前行，空中飞行模式时将轮胎进行90°旋转变成旋翼，这个时候轮毂电机驱动螺旋桨实现飞行模式。
本实施例的海陆空交通工具可以实现多种模式行驶，由于可以采用旋翼模式进行飞行，大大降低了对起降场地的限制和要求，只需要一个停车位的面积就可以实现垂直起降的飞行模式，更适合飞行汽车的普及。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驱动机构，其特征在于，包括：
轮毂，其具有轮圈；
轮胎，其设置于所述轮圈上；
轮毂电机，所述轮毂电机设置于所述轮毂中，与所述轮毂传动连接；
桨叶，所述桨叶与所述轮毂电机传动连接，所述桨叶设置于由所述轮毂的轮圈所围成的空间内；
支架，与所述轮毂连接，用于支撑所述轮毂。
2.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述轮毂的至少一侧设置有轮辐，所述桨叶设置于所述轮圈、轮辐所围成的空间内；所述轮毂为碳纤维、或石墨烯、或凯夫拉、或复合材料中制作而成。
3.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述桨叶的末端与所述轮圈固定连接并作为所述轮毂的轮辐使用。
4.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述轮圈包括位于内侧的第一轮圈以及位于外侧包围所述第一轮圈的第二轮圈，所述第一轮圈、第二轮圈之间通过多个辅助轮辐连接，所述轮胎设置于所述第二轮圈上。
5.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于，所述轮圈包括位于内侧的第一轮圈以及位于外侧包围所述第一轮圈的第二轮圈，所述第一轮圈、第二轮圈之间通过多个辅助桨叶连接，所述轮胎设置于所述第二轮圈上。
6.一种水陆空交通工具，其特征在于，包括：悬架系统、以及与所述悬架系统连接的驱动机构；其中，所述驱动机构为权利要求1-5任一所述的驱动机构，所述悬架系统包括用于切换所述驱动机构的轮毂旋转面方向的切换机构，所述驱动机构的支架与所述切换机构传动连接，通过所述切换机构可切换所述轮毂的旋转面方向实现所述交通工具的行驶模式切换。
7.如权利要求6所述的水陆空交通工具，其特征在于，所述悬架系统包括后悬架系统和前悬架系统，所述驱动机构包括设置于所述后悬架系统的第一驱动机构和设置于前悬架系统的第二驱动机构，所述切换机构包括设置于所述后悬架系统的第一切换机构；
所述第一切换机构与所述第一驱动机构的支架传动连接用于将所述第一驱动机构的轮毂旋转平面翻转至垂直方向，使所述桨叶的推力与行驶方向相反以由飞行模式切换至水上行驶模式。
8.如权利要求7所述的水陆空交通工具，其特征在于，所述切换机构还包括设置于所述后悬架系统上的第二切换机构以及设置于前悬架系统的第三切换机构；
所述第二切换机构与所述第一驱动机构的支架传动连接用于将所述第一驱动机构的轮毂旋转平面在水平方向和垂直方向进行翻转，所述第三切换机构与所述第二驱动机构的支架传动连接用于将所述第二驱动机构的轮毂旋转平面在水平方向和垂直方向进行翻转，以实现在地面行驶模式和飞行模式的切换。
9.如权利要求8所述的水陆空交通工具，其特征在于，所述第一驱动机构的支架与所述后悬架系统通过一万向机构连接。
10.如权利要求8所述的水陆空交通工具，其特征在于，所述第二切换机构包括设置在所述第一驱动机构的支架上设置的切换齿轮，所述第二切换机构通过驱动所述切换齿轮翻转所述第一驱动机构。
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