CN115892196A

CN115892196A - 模块全向车

Info

Publication number: CN115892196A
Application number: CN202211239147.7A
Authority: CN
Inventors: 郁有华
Original assignee: Hanglieshi Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Hanglieshi Technology Beijing Co ltd
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2023-04-04
Also published as: WO2018103175A1; CN115923413A; EP3552850A1; EP3552850A4; CN115783080A; CN107662464A

Abstract

本发明属于汽车制造技术领域，涉及一种全向车，特别涉及一种由基本部件和功能部件组成的可组装成具有不同功能的模块全向车，不同基本部件和功能部件组合可以制造出不同功能的全向车，统称为模块全向车。

Description

模块全向车

技术领域

背景技术

汽车已经是人们常用的代步工具，目前比较常用的汽车都是靠转向轮转向的，都是制造好后不能全方向地转向，维修不便，需要制造一种能够方便地全方向转向和更换功能组件的模块全向车，使得汽车能够适应不同的环境，提高汽车的性价比。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种能实现汽车全方向变向，自由组装和更换不同功能组件的，以获得不同功能的模块全向车。

本发明的目的可以通过下列技术方案来实现：一种模块全向车，包括基本部件：底盘、发动机、驾驶舱、乘员舱、行李舱；功能部件：无级变速器、二自由度车轮。

在上述模块全向车中，所述的基本部件是由底盘1位于模块全向车底部，在底盘1上安装有发动机2、驾驶舱3、乘员舱4、能源仓5，行李舱6，底盘1上左右两侧各有若干个动力接口，7、8、9、10、11、12，并可根据需要增加动力接口的数量，发动机经减速器减速后通过传动轴13、14与各个动力接口连接，使得各个动力接口的转速保持一致，并且一个动力接口的负载变化使得旋转速度变快或变慢时，通过传动轴13、14传递使得发动机转速变快或变慢，其他的动力接口的旋转速度都会同步变快或变慢。

在上述模块全向车中，所述的功能部件无级变速器是由部件a、部件b、太阳轮c、内齿圈d、行星齿轮e组成，其中部件a是由齿轮1和动力输入轴2固定连接，并且动力输入轴2通过轴承3固定在支架4上，齿轮5和控制轴6固定连接，并且控制轴6通过轴承7固定在齿轮8的圆心处，同时控制轴6通过轴承9固定在支架4上，动力输入轴2和控制轴6都伸出在支架4的同一侧，齿轮1与齿轮8啮合，齿轮10通过轴承11与轴12连接，轴12固定在齿轮8上，并位于通过齿轮8圆心的直线L上，并且齿轮5和齿轮10啮合，齿轮5与齿轮10减速比为1∶1，齿轮13固定在轴14上，轴14通过轴承15固定在齿轮8上，并位于通过齿轮8圆心的直线L上，并且齿轮13和齿轮10啮合，齿轮13与齿轮10减速比为2∶1，杆16的一端固定在齿轮13的圆心上，杆16的长度为齿轮13的圆心到齿轮5的圆心的距离H，杆16的另一端固定有轴17，轴承18套接在轴17上，轴承18位于滑槽19中，使得轴承18可以沿着滑槽19滑动，滑槽19长度为4*H，滑槽19的两端分别固定有滑动轴承20和滑动轴承21，在支架4的上下两侧分别固定有轴22和轴23，轴22和轴23平行，位于边长为4*H，对角线交点为齿轮5的圆心的正方形的上下两条边，滑动轴承20和滑动轴承21，分别套接在轴22和轴23上，使得滑槽19可以沿着轴22和轴23滑动，齿条24的一端固定安装在滑槽19的中间，齿条24平行于轴22和轴23，齿条24的两侧分别和齿轮25、齿轮26啮合，齿轮25、齿轮26通过单向轴承27、单向轴承28分别和轴29、轴30连接，并且单向轴承27和单向轴承28传动方向相反，轴29、轴30分别通过轴承31和轴承32和支架4连接，并伸出到支架4的另一侧，分别和齿轮33、齿轮34固定连接，齿轮35固定在输出轴36上，输出轴36通过轴承37固定在支架4上，并且和输入轴2、控制轴6在同一侧，齿轮35分别和齿轮33、齿轮34啮合，在齿条24向左侧滑动时，齿条24带动齿轮25顺时针旋转，通过单向轴承27、轴29带动齿轮33顺时针旋转，齿轮33通过齿轮35带动输出轴36逆时针旋转，齿轮26逆时针旋转通过单向轴承28不输出动力；当齿条向右侧滑动时，齿条24带动齿轮25逆时针旋转，齿轮25逆时针旋转通过单向轴承27不输出动力，齿条24带动齿轮26顺时针旋转，齿轮26通过单向轴承28、轴30带动齿轮34顺时针旋转，齿轮34通过齿轮35带动输出轴36逆时针旋转，实现了将往复直线运动转换为持续的同一方向旋转运动，当齿轮1旋转时带动齿轮8旋转，此时控制轴不动，齿轮5不转动，与齿轮5啮合的齿轮10和齿轮13在齿轮8带动下围绕齿轮5转动，带动与齿轮13固定连接的杆16转动，这时杆16的另一端的运动轨迹为通过齿轮5圆心的直线N，转动控制轴6可以改变这条直线N和经过齿轮5圆心并和轴20平行的直线M的夹角，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为0度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离最长4*H，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为90度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离最短为零，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为0-90度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离为0-4*H之间，因此通过控制轴6改变齿条24往返运动的距离，来改变输出轴36的转速。部件b和部件a结构相同，将部件a的输入轴2和部件b的输入轴2固定连接，将部件a的控制轴6和部件b的控制轴6固定连接，并使得部件a的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线和部件b的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线的夹角为90度，将部件a的输出轴36和太阳轮c固定连接，将部件b的输出轴36和内齿圈d固定连接，行星齿轮e分别和太阳轮c和内齿圈d啮合，并且太阳轮c和内齿圈d旋转方向相同，行星齿轮e是由3个齿轮通过三脚架连接在一起，三脚架的中心轴作为行星齿轮e的输出轴f，就构成了无级变速器，动力输入轴2输入的转动经变速后带动输出轴f转动完成无级变速运动传递。也可以可以将n个部件a连用，此时部件a1的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线与部件a2的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线夹角为90度/(n-1)，相邻的部件a的的夹角相同都是90度/(n-1)，并且都在同一个0-90度区间内，各个部件a的输出轴都按照多级行星齿轮减速器方式分级串联起来，并且旋转方向相同。即两个部件a的输出轴分别和第一级的太阳轮和内齿圈固定连接，并且旋转方向相同，通过第一级的行星齿轮输出，作为第二级的太阳轮，第三个部件a的输出轴和第二级的内齿圈连接，并且旋转方向和第一级的太阳轮方向相同，第二级的行星齿轮输出作为第三级的太阳轮，以此类推，可以多个叠加。当多个叠加时各个部件a的输入轴输入的旋转速度、方向相同，各个部件a的控制轴输入的旋转度数、方向相同。

在上述模块全向车中，所述的功能部件二自由度车轮是由轮毂1与传动轴2固定连接，传动轴2为空心轴，传动轴3位于传动轴2内，并与传动轴2通过轴承相连，传动轴3穿过传动轴2，并进入轮毂1内，与圆锥齿轮4固定连接，圆锥齿轮5与圆锥齿轮4啮合，圆锥齿轮5和轴6固定连接，轴6通过轴承7与轮毂1连接，并且轴6的轴线通过轮毂1的圆心，并与传动轴3的轴线垂直，轴6的另一端与圆锥齿轮8固定连接，圆锥齿轮8与圆锥齿轮9啮合，圆锥齿轮9与轴10固定连接，轴10通过轴承连接在支架11上，支架11固定在轮毂1上，小轮胎12固定在轴10上，且轴10的轴线垂直于轮毂的轴线，多个圆锥齿轮5、轴6、轴承7、圆锥齿轮8、圆锥齿轮9、轴10、支架11、小轮胎12的组合机构均匀分布在轮毂1上，并分别通过圆锥齿轮5和圆锥齿轮4啮合，就构成了二自由度车轮，传动轴2和传动轴3同向等速旋转时，圆锥齿轮5被啮合的圆锥齿轮4固定不自转，同时随轮毂旋转，小轮胎12等多个小轮胎保持静止，当传动轴2和传动轴3同向旋转同时传动轴2速度大于传动轴3时，圆锥齿轮5在传动轴2带动下自传，带动小轮胎12逆时针旋转或顺时针旋转，当传动轴2和传动轴3同向旋转同时传动轴2速度小于传动轴3时，圆锥齿轮5在传动轴2带动下自传，带动小轮胎12顺时针旋转或逆时针旋转，这样就可以实现在轮毂转动的同时，多个小轮胎静止、多个小轮胎顺时针旋转、多个小轮胎逆时针旋转三种状态的主动控制，实现垂直交叉的两个自由度的控制，实现主动控制的全向运动功能。

附图说明

图1基本部件

图2无级变速器

图3二自由度车轮

具体实施方式

一个基本部件加上两个功能部件无级变速器，将两个无级变速器的输入端分别和基本部件的动力接口图1的7、10连接，输出端分别和两个轮胎连接，控制轴通过连杆固定连接，通过涡轮蜗杆减速器连接方向盘，就形成了两轮驱动汽车，前驱、后驱都可以；

一个基本部件加上两个功能部件无级变速器，将无级变速器的输入端分别和基本部件的动力接口图1的8、11连接，输出端分别和两个差速器的输入端连接，两个差速器的输出端分别和前后两个轮胎连接，控制轴通过连杆固定连接，通过涡轮蜗杆减速器连接方向盘，就形成了四轮驱动汽车；

一个基本部件加上四个功能部件无级变速器，无级变速器1的输入端分别和基本部件的动力接口图1的7连接，输出端分别和前面左右两个两自由度轮胎的外侧输入端连接，无级变速器2的输入端分别和基本部件的动力接口图1的10连接，输出端分别和前面左右两个两自由度轮胎的内侧输入端连接，无级变速器3的输入端分别和基本部件的动力接口图1的9连接，输出端分别和后面左右两个两自由度轮胎的外侧输入端连接，无级变速器4的输入端分别和基本部件的动力接口图1的12连接，输出端分别和后面左右两个两自由度轮胎的内侧输入端连接，控制四个无级变速器的速度，可以实现主动控制的全向功能。

Claims

1.一种模块全向车，包括基本部件：底盘、发动机、驾驶舱、乘员舱、行李舱；功能部件：无级变速器、二自由度车轮。

2.在上述模块全向车中，所述的基本部件是由底盘1位于汽车底部，在底盘1上安装有发动机2、驾驶舱3、乘员舱4、能源仓5，行李舱6，底盘1上左右两侧各有若干个动力接口，7、8、9、10、11、12，并可根据需要增加动力接口的数量，发动机经减速器减速后通过传动轴13、14与各个动力接口连接，使得各个动力接口的转速保持一致，并且一个动力接口的负载变化使得旋转速度变快或变慢时，通过传动轴13、14传递使得发动机转速变快或变慢，其他的动力接口的旋转速度都会同步变快或变慢。

3.在上述模块全向车中，所述的功能部件无级变速器是由部件a、部件b、太阳轮c、内齿圈d、行星齿轮e组成，其中部件a是由齿轮1和动力输入轴2固定连接，并且动力输入轴2通过轴承3固定在支架4上，齿轮5和控制轴6固定连接，并且控制轴6通过轴承7固定在齿轮8的圆心处，同时控制轴6通过轴承9固定在支架4上，动力输入轴2和控制轴6都伸出在支架4的同一侧，齿轮1与齿轮8啮合，齿轮10通过轴承11与轴12连接，轴12固定在齿轮8上，并位于通过齿轮8圆心的直线L上，并且齿轮5和齿轮10啮合，齿轮5与齿轮10减速比为1∶1，齿轮13固定在轴14上，轴14通过轴承15固定在齿轮8上，并位于通过齿轮8圆心的直线L上，并且齿轮13和齿轮10啮合，齿轮13与齿轮10减速比为2∶1，杆16的一端固定在齿轮13的圆心上，杆16的长度为齿轮13的圆心到齿轮5的圆心的距离H，杆16的另一端固定有轴17，轴承18套接在轴17上，轴承18位于滑槽19中，使得轴承18可以沿着滑槽19滑动，滑槽19长度为4*H，滑槽19的两端分别固定有滑动轴承20和滑动轴承21，在支架4的上下两侧分别固定有轴22和轴23，轴22和轴23平行，位于边长为4*H，对角线交点为齿轮5的圆心的正方形的上下两条边，滑动轴承20和滑动轴承21，分别套接在轴22和轴23上，使得滑槽19可以沿着轴22和轴23滑动，齿条24的一端固定安装在滑槽19的中间，齿条24平行于轴22和轴23，齿条24的两侧分别和齿轮25、齿轮26啮合，齿轮25、齿轮26通过单向轴承27、单向轴承28分别和轴29、轴30连接，并且单向轴承27和单向轴承28传动方向相反，轴29、轴30分别通过轴承31和轴承32和支架4连接，并伸出到支架4的另一侧，分别和齿轮33、齿轮34固定连接，齿轮35固定在输出轴36上，输出轴36通过轴承37固定在支架4上，并且和输入轴2、控制轴6在同一侧，齿轮35分别和齿轮33、齿轮34啮合，在齿条24向左侧滑动时，齿条24带动齿轮25顺时针旋转，通过单向轴承27、轴29带动齿轮33顺时针旋转，齿轮33通过齿轮35带动输出轴36逆时针旋转，齿轮26逆时针旋转通过单向轴承28不输出动力；当齿条向右侧滑动时，齿条24带动齿轮25逆时针旋转，齿轮25逆时针旋转通过单向轴承27不输出动力，齿条24带动齿轮26顺时针旋转，齿轮26通过单向轴承28、轴30带动齿轮34顺时针旋转，齿轮34通过齿轮35带动输出轴36逆时针旋转，实现了将往复直线运动转换为持续的同一方向旋转运动，当齿轮1旋转时带动齿轮8旋转，此时控制轴不动，齿轮5不转动，与齿轮5啮合的齿轮10和齿轮13在齿轮8带动下围绕齿轮5转动，带动与齿轮13固定连接的杆16转动，这时杆16的另一端的运动轨迹为通过齿轮5圆心的直线N，转动控制轴6可以改变这条直线N和经过齿轮5圆心并和轴20平行的直线M的夹角，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为0度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离最长4*H，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为90度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离最短为零，当转动控制轴6使得直线N和直线M的夹角为0-90度时，杆16的一端轴承18带动滑槽19滑动距离为0-4*H之间，因此通过控制轴6改变齿条24往返运动的距离，来改变输出轴36的转速。部件b和部件a结构相同，将部件a的输入轴2和部件b的输入轴2固定连接，将部件a的控制轴6和部件b的控制轴6固定连接，并使得部件a的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线和部件b的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线的夹角为90度，将部件a的输出轴36和太阳轮c固定连接，将部件b的输出轴36和内齿圈d固定连接，行星齿轮e分别和太阳轮c和内齿圈d啮合，并且太阳轮c和内齿圈d旋转方向相同，行星齿轮e是由3个齿轮通过三脚架连接在一起，三脚架的中心轴作为行星齿轮e的输出轴f，就构成了无级变速器，动力输入轴2输入的转动经变速后带动输出轴f转动完成无级变速运动传递。也可以可以将n个部件a连用，此时部件a1的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线与部件a2的齿轮13的圆心到齿轮5的圆心连线夹角为90度/(n-1)，相邻的部件a的的夹角相同都是90度/(n-1)，并且都在同一个0-90度区间内，各个部件a的输出轴都按照多级行星齿轮减速器方式分级串联起来，并且旋转方向相同。即两个部件a的输出轴分别和第一级的太阳轮和内齿圈固定连接，并且旋转方向相同，通过第一级的行星齿轮输出，作为第二级的太阳轮，第三个部件a的输出轴和第二级的内齿圈连接，并且旋转方向和第一级的太阳轮方向相同，第二级的行星齿轮输出作为第三级的太阳轮，以此类推，可以多个叠加。当多个叠加时各个部件a的输入轴输入的旋转速度、方向相同，各个部件a的控制轴输入的旋转度数、方向相同。

4.在上述模块全向车中，所述的功能部件二自由度车轮是由轮毂1与传动轴2固定连接，传动轴2为空心轴，传动轴3位于传动轴2内，并与传动轴2通过轴承相连，传动轴3穿过传动轴2，并进入轮毂1内，与圆锥齿轮4固定连接，圆锥齿轮5与圆锥齿轮4啮合，圆锥齿轮5和轴6固定连接，轴6通过轴承7与轮毂1连接，并且轴6的轴线通过轮毂1的圆心，并与传动轴3的轴线垂直，轴6的另一端与圆锥齿轮8固定连接，圆锥齿轮8与圆锥齿轮9啮合，圆锥齿轮9与轴10固定连接，轴10通过轴承连接在支架11上，支架11固定在轮毂1上，小轮胎12固定在轴10上，且轴10的轴线垂直于轮毂的轴线，多个圆锥齿轮5、轴6、轴承7、圆锥齿轮8、圆锥齿轮9、轴10、支架11、小轮胎12的组合机构均匀分布在轮毂1上，并分别通过圆锥齿轮5和圆锥齿轮4啮合，就构成了二自由度车轮，传动轴2和传动轴3同向等速旋转时，圆锥齿轮5被啮合的圆锥齿轮4固定不自转，同时随轮毂旋转，小轮胎12等多个小轮胎保持静止，当传动轴2和传动轴3同向旋转同时传动轴2速度大于传动轴3时，圆锥齿轮5在传动轴2带动下自传，带动小轮胎12逆时针旋转或顺时针旋转，当传动轴2和传动轴3同向旋转同时传动轴2速度小于传动轴3时，圆锥齿轮5在传动轴2带动下自传，带动小轮胎12顺时针旋转或逆时针旋转，这样就可以实现在轮毂转动的同时，多个小轮胎静止、多个小轮胎顺时针旋转、多个小轮胎逆时针旋转三种状态的主动控制，实现垂直交叉的两个自由度的控制，实现主动控制的全向运动功能。