CN202175011U - 直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置 - Google Patents

Abstract

一种直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置。把现有机动汽车或驱动轴式电动汽车半轴横置垂直驱动、限角转向以及悬架连轮结构的车轮换成竖置锥齿轮水平驱动、转向、制动的万向车轮。后轮轮架旋转面用插销固定，前轮轮架碰撞环及后轮轮架圆锥拔销顶与车身碰撞框联结。当车辆受到来自任何方向的碰撞时，车身碰撞框挤压轮架碰撞环和圆锥拔销顶拔出后轮轮架旋转面的固定插销，车身和车架通过气囊环缓冲并均匀分散撞击力，万向车轮承载车辆自动向撞击方向与前进方向的合力方向退车滑行。驾驶员通过万向轮的方向盘、速度和制动踏板控制退车后滑行的方向、速度和制动，确保被撞车辆不摔倒翻车。电动轮式电动汽车没有动力驱动锥齿轮，其他与机动车或驱动轴式电动汽车同理。

Description

直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种利用驱动万向轮并经由万向轮万向转动原理达到防撞防翻目的的轻型汽车含轻型轿车、电动汽车防撞防翻车的安全保护装置。 

背景技术

目前，半轴横置垂直驱动、限角转向以及悬架连轮结构轻型汽车如轻型轿车、电动汽车等受到运动物体碰撞特别是侧撞时都会撞倒、翻车，如与行驶中的汽车正面特别是侧面相撞，就会造成轻型车辆摔倒、翻车，导致车辆损坏，人员伤亡。 

发明内容

为了解决现有半轴横置垂直驱动、限角转向以及悬架连轮结构轻型车辆如轻型轿车、电动轿车、三轮摩托车和电动车正面或侧面碰撞后摔倒翻车的问题，本实用新型提供一种直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置。直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车的四个车轮是用竖置锥齿轮水平驱动、转向、制动的万向车轮，万向车轮通过悬架或悬架组与车架竖直面活动连接，通过减震器与车架水平面弹性连接，后驱动万向轮轮架旋转面与非旋转面平时用插销固定，插销拔销顶与环车身碰撞框联结，后驱动万向轮通过一根竖置球笼等速万向节半球齿轮轴与轮毂半球锥齿轮啮合，差速器左右两根短半轴外端为锥齿轮，半轴锥齿轮分别啮合一根半轴竖置锥齿轮轴，半轴竖置锥齿轮轴与竖置驱动半球锥齿轮轴分别用一根横置的球笼等速伸缩万向节锥齿轮轴啮合传动，前转向万向轮转向采取有球头锥齿轮轴的万向传动链与转向齿轮盘啮合驱动转向，转向万向轮转向齿轮盘与方向盘驱动齿轮盘用球笼等速万向节链锥齿轮轴或万向传动链锥齿轮轴传动转向，转向助力器的活塞齿条与转向助力控制阀的齿轮啮合对方向盘转向轴施加转向助力，万向轮刹车油管通 过油管绕联器旋转通流，环围车身悬挂安装一架分段结合式车身碰撞框，车尾段碰撞框通过圆锥拔销顶碰撞环与后驱动万向轮轮架联结，车头段碰撞框通过轮架碰撞环与前转向万向轮轮架联结，车门两侧段碰撞框门通过并交门铰和弹簧与车门联结，碰撞框门与碰撞框门之间通过并交门铰、并交接头、弹栓并交接头或弹性伸缩插栓对接，推式门用推门嵌槽衔接。当行驶中的车辆受到来自任何方向的强力碰撞时，车身碰撞框同时挤压前转向万向轮的轮架碰撞环和后驱动万向轮轮架的圆锥拔销顶，同时拔出后万向轮旋转面与非旋转面的固定插销，车身和车架通过缓冲气囊环的缓冲并均匀分散撞击力，四个万向车轮同时自动向撞击方向与前进方向的合力方向转向并承载车辆向撞击方向与前进方向的合力方向退车滑行。驾驶员通过万向轮的方向盘、速度和制动踏板控制退车后滑行的方向、速度和制动，确保被撞车辆不摔倒翻车，并控制被撞车辆退车滑行时不碰撞其他车辆、人员和物体，保障了被撞车辆和乘员的安全。电动轮式电动汽车万向轮没有动力驱动锥齿轮轴，只有转向驱动锥齿轮轴，其余与机动车或驱动轴式电动汽车同理。若采用四轮转向，转向前驾驶员只要手拉拔销顶圆环基座面拉线解除后驱动万向轮旋转面的固定插销，则可实现汽车原地转向或减小汽车转弯半径。此装置还适应于三轮摩托车和三轮电动车以及应用驱动万向轮运载的其他运动或搬运移动设备以及制造原地灵活转向的机械碰碰车或电动碰碰车。 

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是： 

1.在车轮内轮毂上制造或安装一个半球锥齿轮，穿过车轮轴孔安装一根固定不旋转的轮轴，轮轴与车轮用内外两个轴承固定旋转。 

2.制造一个万向轮轮架总成连接轮轴两端，万向轮轮架总成由两个空心“工”字形内外圆套筒相套而成，总成旋转轮架与非旋转轮架上下两层旋转夹面用平面滚珠轴承滚滑。上层非旋转轮架由两层铸造，后驱动轮非旋转轮架上层面安装减震器与车架水平面弹性连接，下层面内侧安装一组悬架与车架竖直面活动连接。下层面上安装一个圆锥拔销顶或半球拔销顶，圆锥拔销顶由一个空心圆环插销基座面、向下等角度分布的三个插销、圆 锥拔销顶碰撞环、三个圆锥滑块或半球滑块及三个压销弹簧组成，三个插销穿过非旋转轮架与旋转轮架旋转夹面固定旋转轮架与非旋转轮架。空心圆环插销基座面套围轮架空心圆柱，圆锥拔销顶碰撞环外侧外环耳伸出车体外穿过空心气囊与车身碰撞框联结，外环其他部分与车架碰撞气囊环对接，圆锥拔销顶碰撞环内环挤压空心气囊环与轮架空心圆柱环外环对接。旋转轮架下平面向下弧弯四分之一圆弧后分开两边向下向后与垂直中轴线夹角10度至15度方向制作轴架与轮轴穿连，万向轮轴架可以制作为双边轴架，为了车轮外观美观，也可以制作为有足够支撑力的内单边轴架。前转向万向轮轮架旋转面与非旋转面没有插销和圆锥拔销顶，只在非旋转轮架下层面套围轮架空心圆柱安装一个空心圆环即轮架碰撞环，轮架碰撞环外侧外环耳伸出车体外穿过空心气囊与车身碰撞框连接，外环其他部分与车架碰撞气囊环对接，轮架碰撞环内环挤压空心气囊环与轮架空心圆柱环外环对接。前转向万向轮非旋转轮架上层面安装减震器与车架水平面弹性连接，下层面内侧安装一组悬架与车架竖直面活动连接。前转向万向轮旋转轮架下平面四分之一弧弯球面制作成球面转向齿轮盘。安装车轮时落实四轮定位措施。 

3.在轮架空心圆柱里用两个轴承固定安装两段竖置驱动轴，两段驱动轴中间由球笼等速万向节连接，驱动轴的两端是半球锥齿轮，下端锥齿轮与轮毂锥齿轮啮合。把截短的半轴外两端制造成锥齿轮，两端锥齿轮上方各啮合一根竖直平行的半轴锥齿轮轴。半轴竖置锥齿轮轴上端横接一根两端用球笼等速万向节连接中间伸缩的球笼等速伸缩万向节锥齿轮轴或万向传动链锥齿轮轴分别与车轮竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴啮合。 

4.万向轮转向器采取横置锥齿轮轴驱动转向。方向盘带动一个与万向轮轮架转向齿轮盘同样大小直径的转向驱动齿轮盘，转向驱动齿轮盘与两个轮架转向齿轮盘之间分别用一根两端用球笼等速万向节连接中间伸缩的横置球面锥齿轮轴或万向传动链球面锥齿轮轴啮合传动。方向盘转向轴下端通过转向助力控制阀的齿轮轴与转向助力器的转向活塞齿条啮合。 

5.万向轮的驱动及转向中间传动轴可分别选用球笼等速伸缩万向节 或球笼等速万向节链以及万向传动链传动。 

6.万向轮钳盘式或鼓式车刹通过车轮内侧轮架固定安装，刹车油管通过油管绕联器旋转通流。油管绕联器由两个对通空心圆环圈上下旋转精密结合而成，油管绕联器的上圆环圈联接轮架非旋转面的下圆环，油管绕联器的下圆环圈通过车轮内侧轮架固定的油管与车刹连接，油管绕联器的下圆环圈随车轮内侧轮架转向旋转。 

7.制作一架分段结合式车身碰撞框环围在车身外围碰撞高度通过四个万向轮轮架的碰撞环用镙钉联结。在车架底焊接四个实心“工”字形圆框轴，四个实心“工”字形圆框轴外各环套一个空心“工”字形圆框套筒，“工”字形圆框套筒之间用空心气囊环对接，从“工”字形圆框套外侧各引出一条扁钢条与车头车尾碰撞框下沿向下引伸的扁钢条在车身下沿折叠联结。车身碰撞框及引伸扁钢条为高强度钢板，外表面铐成与车体颜色一致，车身碰撞框钢板内侧安装缓冲气囊环。车身碰撞框四轮处根据车盖板拱形制作成相应拱形。车头段碰撞框的内耳分别与两前轮的轮架碰撞环外环耳用镙钉联结，车尾段碰撞框的内耳分别与两后轮的圆锥拔销顶碰撞环外环耳用镙钉联结，车门两侧段碰撞框门通过并交门铰和弹簧与车门联结，碰撞框门与碰撞框门之间通过并交门铰、并交接头或弹性伸缩插栓对接，推式门用推门嵌槽衔接。碰撞框的结合开关与车门开关的启锁通过连动拉线或弹性件互动启锁。碰撞框的电动或气动开关与车门的电动或气动开关同理。 

本实用新型的有益效果是：当行驶中的车辆受到来自任何方向的强力碰撞时，车身碰撞框同时挤压前转向万向轮的轮架碰撞环和后驱动万向轮轮架的圆锥拔销顶，同时拔出后万向轮旋转面与非旋转面的固定插销，车身和车架通过缓冲气囊环的缓冲并均匀分散撞击力，四个万向车轮同时自动向撞击方向与前进方向的合力方向转向并承载车辆向撞击方向与前进方向的合力方向退车滑行。驾驶员通过万向轮的方向盘、速度和制动踏板控制退车后滑行的方向、速度和制动，确保被撞车辆不摔倒翻车，并控制被撞车辆退车滑行时不碰撞其他车辆、人员和物体，保障了被撞车辆和乘员的安全。如果采取四轮转向，还可实现汽车原地转向或减小汽车转弯半径。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1为万向轮总成及万向轮钳盘式或鼓式车刹油管绕联器示意图。 

图1中，1.车身，2.车身碰撞框，3.圆锥或半球拔销顶圆环基座面压销弹簧，4.碰撞框内壁缓冲气囊环，5.球笼等速万向节，6.万向轮轮架内套筒非旋转面既刹车油管绕联器非旋转面，7.钳盘式车刹，8.鼓式车刹，9.万向轮架轴架，10.车轮，11.轮毂半球锥齿轮，12.锥齿轮轴旋转定位轴，13.车轮轴，14.竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴，15.刹车油管绕联器旋转面，16.刹车油管绕联器及钳盘式或鼓式车刹固定件，17.万向轮轮架非旋转内套筒，18.平面滚珠轴承，19.轮架旋转面与非旋转面固定插销，20.圆锥或半球拔销顶，21.圆锥或半球拔销顶圆环基座面，22.拔销顶圆环基座面拉线，23.钳盘式或鼓式刹车油管，24.中间横置传动锥齿轮轴，25.竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴，26.竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴轴承，27.轮架碰撞气囊环，28.车架水平面，29.避震器或减震器。 

图2为后驱动万向轮驱动系统图。 

图2中，1.万向轮单边轴架，2.汽车悬架组，3.车架竖直面，4.半轴锥齿轮，5.汽车差速器，6.汽车半轴，7.车架碰撞气囊环，8.圆锥拔销顶碰撞环，9.圆锥或半球拔销顶，10.钳盘式或鼓式车刹油管绕联器，11.万向轮双边轴架，12.钳盘式或鼓式车刹，13.轮架旋转面与非旋转面固定插销，14.车身碰撞框，15.万向轮轮架总成，16.减震器或避震器，17.车身，18.车架水平面，19.竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴，20.23球笼等速伸缩万向节轴锥齿轮，21.22.中间横置传动球笼等速伸缩万向节轴，24.汽车动力传动轴，25.半轴竖置锥齿轮轴，26.钳盘式或鼓式车刹油管。 

图3为前转向万向轮转向系统图。 

图3中，1.万向轮单边轴架，2.万向传动链转向传动轴，3.转向助力器转向齿条活塞，4.转向助力控制阀齿轮轴，5.转向驱动齿轮盘，6.球笼等速万向节链转向传动轴，7.车架竖直面，8.转向万向轮轮架碰撞环，9. 转向传动轴锥齿轮，10.万向轮双边轴架，11.钳盘式或鼓式车刹，12.钳盘式或鼓式车刹油管绕联器，13.万向轮轮架转向齿轮盘，14.车身碰撞框，15.万向轮轮架总成，16.减震器或避震器，17.车身，18.车架水平面，19.轮架碰撞环压环，20.碰撞环压环弹簧，21.钳盘式或鼓式车刹油管，22.车架碰撞气囊环，23.方向盘转向轴，24.方向盘，25.汽车悬架组。 

图4为车身碰撞框及车门碰撞框结合示意图。 

图4中，a为平开车门碰撞框结合图，b为对开车门碰撞框结合图，c为背开车门碰撞框结合图。其中，1.车头碰撞框及碰撞气囊环，2.平开车门，3.碰撞框门弹性伸缩插栓，4.车门与碰撞框连接弹簧，5.车身碰撞框与轮架碰撞环，6.车尾碰撞框及碰撞气囊环，7.圆锥拔销顶，8.对开车门碰撞框，9.背开车门碰撞框，10.并交门铰，11.并交接头或弹栓并交接头，12.车架碰撞环，13.万向轮轮架圆柱环。 

图5为直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置整体平面图。 

图5中，1.轮架碰撞气囊环，2.万向轮轮架转向齿轮盘，3.并交门铰，4.车身碰撞框缓冲气囊环，5.前车门与碰撞框门连接弹簧，6.碰撞框门并交接头或弹性伸缩插栓，7.后车门与碰撞框门连接弹簧，8.万向传动链，9.转向助力器活塞齿条，10.转向助力控制阀齿轮轴，11.万向轮单边轴架，12.车架竖直面，13.汽车差速器，14.汽车半轴，15.半轴竖置锥齿轮轴，16.汽车悬架组，17.轮架旋转面与非旋转面固定插销，18.后车轮，19.万向轮双边轴架，20.钳盘式或鼓式车刹，21.圆锥或半球拔销顶，22.拔销顶碰撞环，23.后驱动万向轮轮架总成，24.竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴25.中间横置传动球笼等速伸缩万向节轴，26.万向轮刹车油管，27.汽车传动轴万向节，28.汽车传动轴，29.汽车发动机，30.前车轮，31.万向轮双边轴架，32.钳盘式或鼓式车刹，33.油管绕联器，34.前轮轮架碰撞环，35.前转向万向轮轮架总成，36.减震器或避震器，37.车架水平面，38.车底实心“工”字形圆框轴，39.扁钢条，40.车身，41.车身碰撞框缓冲气囊环，42.车身碰撞环钢板，43.空心“工”字形圆框套筒，44.车架竖直面， 45.球笼等速万向节链，46.转向驱动齿轮盘，47.方向盘及方向盘转向轴，48.车架碰撞气囊环。 

具体实施方式

在图1中，万向轮总成由轮架(9)和车轮(10)结合而成，万向轮轮架由两个相套的内外套筒(17)经平面滚珠轴承(18)密合旋转，旋转轮架(9)上安装车轮和刹车油管绕联器旋转面(15)，非旋转轮架(17)上安装避震器(29)和圆锥拔销顶碰撞环(20)以及刹车油管绕联器非旋转面(6)，圆锥拔销顶碰撞环(20)与车身碰撞框(2)连接。平时，万向轮轮架旋转面通过圆锥拔销顶上的固定插销(19)固定。竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴(25)通过轴承(26)和球笼等速万向节(5)穿过刹车油管绕联器(6、15)与轮毂半球锥齿轮(11)啮合。钳盘式车刹(7)或鼓式车刹(8)刹车油经过非旋转油管(23)进入刹车油管绕联器(6、15)，再经油管绕联器进入钳盘式或鼓式车刹(7)内，刹车油管绕联器旋转面(15)随旋转轮架(9)和车轮(10)转动，确保转向轮转向或碰撞后驱动轮转向时有效刹车。 

在图2中，万向轮总成非旋转面(15)通过悬架或悬架组(2)与车架(3)竖直面活动连接，减震器(16)与车架水平面(18)弹性连接。发动汽车发动机，结合离合器，汽车半轴(4、6)的驱动力通过两根半轴竖置锥齿轮轴(25)和两根横置球笼等速伸缩万向节锥齿轮轴(20、21、22、23)驱动车轮竖置驱动球笼等速万向节半球齿轮轴(19)驱动万向车轮前进或倒车。 

在图3中，当驾驶员向左转动方向盘(24)时，方向盘带动转向驱动齿轮盘(5)向左转动，转向驱动齿轮盘(5)通过左右两根横置的万向传动链锥齿轮轴或球笼等速万向节链锥齿轮轴(2、6)驱动万向轮轮架转向齿轮盘(13)联动车轮向左转向。方向盘转向轴(23)下端的动力转向助力器(3、4)提供转向助力。实施四轮定位以及略向后倾的万向车轮本身具有回正力矩，并且直线行驶稳定性更好。向右转向同理。 

在图4中，车门两侧段碰撞框门(2)通过并交门铰(10)和弹簧(4) 与车门(2)联结，碰撞框门与碰撞框门(8)之间通过并交接头或弹栓并交接头(11)或弹性伸缩插栓(3)对接，推式门用推门嵌槽衔接。碰撞框的结合开关与车门开关的启锁通过连动拉线或弹性件互动启锁。碰撞框的电动或气动开关与车门的电动或气动开关同理。驾驶员或乘员在车内扭开车门锁的同时，通过连动拉线或弹性件开启碰撞框门弹性伸缩插栓(3)或弹栓并交接头(11)，使结合在一起的碰撞框门(2、8、9)分开，即可开门下车，关门后碰撞框门和车门即关上。驾驶员或乘员在车外扭开碰撞框门栓(3、11)的同时，通过连动拉线或弹性件开启车门门锁，上车关门后碰撞框门并交接头或弹栓并交接头(11)或弹性伸缩插栓(3)将车身碰撞框联动对接。 

在图5中，当行驶中的万向轮汽车受到正面或侧面或任何方向的碰撞时，车身碰撞框(42、41)向车身(40)挤压，在还没有挤压到车身前，车身碰撞框挤压后驱动万向轮圆锥拔销顶碰撞环(22)和前转向万向轮轮架碰撞环(34)，后驱动万向轮圆锥拔销顶(21)拔出轮架旋转面与非旋转面的固定插销(16)解除固定，使后轮(18)成为可转动的万向轮。车身碰撞框继续挤压车身，车身碰撞框内侧的缓冲气囊环(41)挤压车身外表面(40)，后驱动万向轮圆锥拔销顶碰撞环内环(22)和前转向万向轮轮架碰撞环内环(34)挤压万向轮轮架碰撞气囊环(1)，后驱动万向轮圆锥拔销顶碰撞环外环(22)和前转向万向轮轮架碰撞环外环(34)挤压车架碰撞气囊环(48)，均匀分散车身受撞力，车身受撞力牵引四个万向轮(18、30)承载汽车向汽车前进方向与撞击方向的合力方向退车滑行或转向滑行。驾驶员通过万向轮的方向盘(47)、速度和制动踏板控制退车后滑行的方向、速度和制动，确保被撞车辆不摔倒翻车，并控制被撞车辆退车滑行时不碰撞其他车辆、人员和物体。 

Claims (1)

1.一种直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车安全保护装置，直驱万向轮防撞防翻轻型汽车电动汽车的四个车轮是用竖置锥齿轮水平驱动、转向、制动的万向车轮，万向车轮通过悬架或悬架组与车架竖直面活动连接，通过减震器与车架水平面弹性连接，后驱动万向轮轮架旋转面与非旋转面平时用插销固定，插销拔销顶与环车身碰撞框联结，前转向万向轮转向采取有球头锥齿轮轴的万向传动链与转向齿轮盘啮合驱动转向，其特征是：后驱动万向轮通过一根竖置球笼等速万向节半球齿轮轴与轮毂半球锥齿轮啮合，差速器左右两根短半轴外端为锥齿轮，半轴锥齿轮分别啮合一根半轴竖置锥齿轮轴，半轴竖置锥齿轮轴与竖置驱动半球锥齿轮轴分别用一根横置的球笼等速伸缩万向节锥齿轮轴啮合传动，转向万向轮转向齿轮盘与方向盘驱动齿轮盘用球笼等速万向节链锥齿轮轴或万向传动链锥齿轮轴传动转向，转向助力器的活塞齿条与转向助力控制阀的齿轮啮合对方向盘转向轴施加转向助力，万向轮刹车油管通过油管绕联器旋转通流，环围车身悬挂安装一架分段结合式车身碰撞框，车尾段碰撞框通过圆锥拔销顶碰撞环与后驱动万向轮轮架联结，车头段碰撞框通过轮架碰撞环与前转向万向轮轮架联结，车门两侧段碰撞框门通过并交门铰和弹簧与车门联结，碰撞框门与碰撞框门之间通过并交门铰、并交接头、弹栓并交接头或弹性伸缩插栓对接，推式门用推门嵌槽衔接。 

Images