CN206277908U - 一种电动汽车车轮位置转换装置及陆空两用电动汽车 - Google Patents

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靳立强
田端洋
张志阳
褚学聪
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车车轮位置转换装置,包括:车轴,其穿过轮毂电机的中心并且和轮毂电机的定子固定,车轮相对于车轴自由旋转;转向支架,其固定连接的车轴或其和车轴形成为一体;转向支架具有两个平行外伸脚;电机基座,其设置在转向支架的两个外伸脚之间,并且具有容纳空间;活塞杆,其穿过电机基座并且固定在转向支架的两个外伸脚之间;弹簧,其设置在电机基座和转向支架的外伸脚之间;转向电机,其设置在容纳空间内,能够驱动活塞杆旋转;伸缩式液压缸,其安装在车辆底部,伸缩式液压缸的活塞杆与基座连接,用于将集成式车轮伸出车体外部。本实用新型还公开了一种陆空两用电动汽车。

Description

一种电动汽车车轮位置转换装置及陆空两用电动汽车
技术领域
本实用新型涉及地空两栖交通工具领域,具体涉及一种电动汽车车轮位置转换装置及陆空两用电动汽车。
背景技术
随着现代社会经济的高速发展,汽车在日常生活中已经不仅仅是一种交通工具,更是人们的一种生活方式。近些年以来,城市中汽车数量大幅增加,堵车已经成了大多数城市的日常现象,过大的交通压力会带来一系列问题和隐患。如何有效的解决现代城市存在的交通问题变得刻不容缓。
结合享利·福特提出的飞行汽车的概念,有人便提出依靠飞行汽车来缓解地面交通压力的想法,这也使飞行汽车成为世界各国相关行业研究的热点。通过查询资料不难发现,有千奇百怪性能各异的飞行汽车发明,但遗憾的是目前世界上真正可以实现飞行的汽车中绝大多数都表现不佳。有些发明中,由于增加了很多飞行必需的装置,使得飞行汽车在很大程度上失去了良好的视野、运载能力和灵活的操控性。还有的飞行汽车发明不具备垂直起降能力,使用的是类似固定翼飞机的滑跑起飞方式,这样很难找到合适的起降场地并且也不能实质上降低地面交通的压力。
目前具备垂直起降的飞行汽车可分为两大类,第一类是在车身左右两侧,使用可以折叠的固定翼旋翼或是涵道风扇作为起飞和飞行的动力,第二类则是采用直升机和汽车结合的模式。以上两种方式均有着严重的缺陷,利用折叠的固定翼旋翼或涵道风扇作为驱动,旋翼及涵道会占用大量的车体空间,车内可利用空间变得很狭小,而采用直升机和汽车结合的模式,车顶的巨大旋翼将无法使汽车在公路上正常行驶,并且汽车起飞时需要保持周围空旷。
实用新型内容
本实用新型设计开发了一种电动汽车车轮位置转换装置,本实用新型的目的之一是解决电动汽车车轮位置能够进行转换,能够将车轮伸出车体外,方便维修。
本实用新型的目的之二是解决启动汽车车轮位置转换装置,能偶将车轮伸出车体外,通过车轮轮辐螺旋桨旋转,产生升力。
本实用新型设计开发了一种陆空两用电动汽车,本实用新型的目的是提供一种可以作为游乐设施或者可以作为交通工具的电动汽车。
本实用新型提供的技术方案为:
一种电动汽车车轮位置转换装置,包括:
车轴,其穿过轮毂电机的中心并且和轮毂电机的定子固定,车轮相对于所述车轴自由旋转;
转向支架,其固定连接所述的车轴或其和所述车轴形成为一体;所述转向支架具有两个平行外伸脚;
电机基座,其设置在所述转向支架的两个外伸脚之间,并且具有容纳空间;
减振液压缸,其固定设置在所述电机基座和所述转向支架的所述外伸脚之间;
减振液压活塞杆,其穿过所述电机基座和所述减振液压缸,并且固定在所述转向支架的两个外伸脚之间;
转向电机,其设置在所述容纳空间内,能够驱动所述减振液压活塞杆旋转;
伸缩式液压缸,其安装在车辆底部,所述伸缩式液压缸的活塞杆与所述电机基座连接,用于将所述车轮伸出车体外部。
优选的是,还包括:液压举升装置,其分别固定安装在车辆的前部与后部,用于支撑车体。
优选的是,所述电机基座,其一端通过法兰与所述旋转伸缩式液压缸连接,另一端与所述转向支架相连。
优选的是,在所述伸缩式液压缸的缸体上设置限位销,在所述伸缩式液压缸的活塞杆的螺旋套上设置螺旋导向槽,所述限位销能够在所述螺旋导向槽内相配合运动。
优选的是,所述电动汽车的车轮轮辐为对称设置的螺旋桨。
优选的是,所述液压举升装置为液压缸,其缸筒分别固定在所述车辆的前备箱以及后备箱。
优选的是,所述减振液压活塞杆外端与所述转向机架相连,内端穿过所述电机基座与花键套相连。
优选的是,所述转向电机的输出端与所述花键套通过减速齿轮相啮合进行传动,进而带动所述减振液压活塞杆,再驱动所述转向支架完成转动。
优选的是,在所述轮毂电机的转子外侧设置刹车盘。
一种陆空两用电动汽车,包括所述的电动汽车车轮位置转换装置;车轮的轮辐为螺旋桨形,能够产生升力;轮毂电机驱动车轮旋转。
本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果:
1、本实用新型中由于车轮向外伸出后成中心对称,采用对称布局的旋翼装置,并配合车轮转速及转向的控制,可以将陀螺效应及空气动力学扭矩抵消,轻松实现垂直起飞,同时有效提高车身整体飞行时的稳定性和可控性;
2、本实用新型的兼具陆地与空中行驶的两用电动汽车,在地面行驶时,与普通汽车无异,没有增加额外的复杂结构,并且由于采用了轮毂电机驱动技术,大大减少了汽车的自重并增加了车体本身的可利用空间,使汽车具有更好的空间利用率、更高的传动效率、更好的驾驶操纵性,满足驾驶者及乘客对舒适性的要求。在空中飞行时,四个车轮式螺旋桨可独立控制转速,并且汽车整体所占空间小,可实现小空间范围内起降使汽车本身机动性加强,飞行更加稳定。此外,这种兼具陆地与空中行驶的两用电动汽车具有垂直起降的特点,降低了对地面场地的要求,可应用于多种场地。
附图说明
图1-a为本实用新型飞行状态升降运动原理图。
图1-b为本实用新型飞行状态前后运动原理图。
图1-c为本实用新型飞行状态偏航运动原理图。
图2为本实用新型地面状态俯视图。
图3为本实用新型飞行状态俯视图。
图4为液压举升装置支撑车体图示。
图5为旋转伸缩式液压缸结构示意图。
图6为集成式驱动及转向车轮结构示意图。
图7为集成式驱动及转向车轮正视图。
图8为集成式悬架及转向模块图示。
图9为半主动式悬架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
如图1~9所示,本实用新型提供了一种电动汽车车轮位置转换装置,其主体包括集成式驱动及转向车轮110,负责车轮伸出及旋转的旋转伸缩式液压缸180以及分别固定在车体前备箱191和后备箱192中的四个液压举升装置190。
如图1~4所示,四个集成式驱动及转向车轮110分别安装于车身基体前后端的左右对称的位置,汽车整体的驱动装置轮毂电机140集成于车轮内部,直接驱动车轮旋转;此外,车轮中还集成有转向电机163以及半主动式悬架162,汽车通过线控转向技术驱动车轮偏转;如图3所示,在车身前后部分别安装有四个液压举升装置190,可以举升、支撑车身,举升高度为恰好使车轮离开地面;由于整车为轮毂电机140驱动,节省了大量的车内空间,四个单柱式液压举升装置190的液压缸缸筒可分别固定在车体前备箱191及后备箱192中,保证当举升装置190活塞杆完全收回时,不会影响汽车的通过性;液压举升装置190由电机提供原动力驱动液压泵工作,液压泵输出的液压油经过液压阀的控制进到液压缸,驱动液压缸推动活塞杆完成举升运动,当车体上升到最大举升高度时,限位开关会自动断电、自动切断液压泵里的油压回路,液压举升装置190支撑车体200稳定在一定高度,便于电动汽车的维修。
如图5、图6所示,四个集成式驱动及转向车轮110伸出并翻转的运动过程,整体可分为两部分,分别是车轮的伸出、旋转运动以及车轮的翻转运动;四个车轮转向电机基座160外侧的法兰盘170与旋转伸缩式液压缸活塞杆187端部的法兰盘188通过螺栓进行固定连接,旋转伸缩式液压缸180通过螺栓分别固定在车身基体前后端左右对称的位置;当需要车轮翻转时,首先旋转伸缩式液压缸180将车轮伸出一定长度,使伸出后四个车轮成中心对称,在伸出的同时活塞杆驱动车轮整体顺时针旋转90°,当旋转伸缩式液压缸180工作时,压力油从进油口181进入液压缸180内,活塞182推动活塞杆187运动,旋转伸缩式液压缸180在缸体上设置有一个限位销184,在活塞杆187的螺旋套183上设置有螺旋导向槽185,当活塞杆187作直线运动时,卡在螺旋导向槽185里的限位销184将驱使活塞杆187发生转动,即在限位销184的作用下,活塞杆187将在做直线运动的同时沿螺旋导向槽185的旋转方向同时进行旋转,直到行程结束,从出油口186将压力油排出,进而实现将车轮伸出并同步旋转90°的运动;旋转伸缩式液压缸180完成伸出及旋转运动,即活塞杆187伸出达最大行程处,限位开关会自动断电,切断液压油回路,旋转伸缩式液压缸180活塞杆锁死不动,此时车轮由于被旋转90°,车轮上的转向电机163成横向水平布置,再由转向电机163驱动,使车轮绕转向电机轴线方向向上翻转90°,车轮完成翻转运动成水平布置。
如图6~9所示,集成式驱动及转向车轮110,四组集成式车轮110完全相同且独立,车轮从轮辐120一侧向外依次集成有轮毂电机140、盘式制动器152、半主动式悬架162、转向电机163;其中,负责整车驱动的轮毂电机140为外转子型,定子142与车轴130相连固定不动,外转子143通过螺栓与轮辐120连接,每个车轮独立驱动,当轮毂电机140转动时,动力直接输出到车轮,驱动车轮旋转,有效提高了能量的利用率,在外转子143外侧设置有刹车盘151,负责汽车的制动问题;转向机架161与车轴130相连,另一端通过半主动式悬架162与转向电机基座160相连接,转向机架161在转向电机163的驱动下可以绕悬架162中液压缸活塞杆166旋转完成转动,并带动车轮偏转,偏转的最大角度可以达到90°,转向电机基座160外侧的法兰盘170可以与前述的旋转伸缩式液压缸180活塞杆上的法兰盘通过螺栓固定连接。
如图6~图9所示,集成式半主动悬架及转向模块,这里将汽车悬架系统和转向系统集成一个模块,由转向机架161、半主动式悬架系统、转向电机基座160、转向系统组成,采用半主动式悬架系统以及线控转向系统;
其中,在转向电机基座160上下对称布置有两个半主动式悬架162,可以通过电子控制单元ECU控制,改变悬架的阻尼系数,分别由弹性元件、减震器、导向机构等组成,在半主动式悬架162的液压缸内部活塞上布置有节流孔162a,在转向机架161与电机基座160之间还设置螺旋弹簧162c;在现有技术中,阀门162b移动可改变节流孔162a通道的节面积,在受到信号控制时,从而改变整个悬架系统的阻尼;其中,液压减震器活塞杆166两端均穿过液压缸,外端与转向机架161利用花键连接,内端同样通过花键与花键套165相连接,这样通过花键套165传递过来的转动,可以通过活塞杆166传递到转向机架161,转向机架161与车轮轴130相连,当转向电机基座160与车体200固定连接后,汽车行驶车轮受到震动冲击时,车轮先将所受震动传递到转向机架161,再经过半主动悬架系统缓冲和衰减受到的震动,以使汽车具有良好的舒适性,因此由于悬架系统中弹性元件及减震器的缓冲、减震作用,当车轮受到冲击震动时,可以有效的缓冲及衰减冲击,减小车身震动。
转向系统包括转向电机163、传动齿轮164、花键套165以及活塞杆166,转向电机163固定在电机基座160内部,输出端与花键套165通过一组减速齿轮164相啮合进行传动;驾驶员操控汽车转向时,转向电机163会接收主控制器ECU的信号进行转动,并通过齿轮164传动至花键套165,花键套165带动与其啮合的活塞杆166,再驱动转向机架161完成转动,转向机架161与车轮相连,便可带动车轮完成偏转,转向机架161旋转不与电机基座160干涉,在转向电机163的驱动下,可使车轮最大完成90°的偏转。在转向电机基座160外侧设置有法兰盘170,可与旋转伸缩式液压缸180活塞杆上法兰盘通过螺栓相连接,以固定整体车轮位置。
在本实施例中,半主动式悬架162、转向电机163、传动齿轮164、花键套165以及活塞杆166组成部分在车辆行驶过程中分为减振部分以及转向部分;
其中,转向电机基座160通过法兰盘170固定在车体上,转向电机163固定在电机基座160的内部空间中,电机163的输出轴上固定设置有齿轮164,齿轮164始终和花键套165的外齿啮合,齿轮164和花键套165的外齿均为直齿,且其传动比大于1,为减速传动。两个活塞杆166沿着轴向同轴固定在一起形成一体,活塞杆166具有外花键与花键套165的内花键槽相配合。由于活塞杆166端部的外花键长度有限,当活塞杆166上下运动时,花键套165也会随之一起上下运动。
当车轮受到的震动通过车轴130传递到转向机架161时,转向机架161的震动带动与其固定的活塞杆166上下运动,从而带动液压缸中的固定在活塞杆上的活塞进行运动,活塞杆166的径向周缘形成活塞,活塞上设置节流孔162a,通过液压缸中液压油流过节流孔162a,形成阻尼力,吸收震动的能量。压缩或者拉伸分别设置在电机基座160和转向机架161之间的两个弹簧162c,由于电机基座160是固定不动的,所以实际半主动式悬架162总是一端压缩一端伸长,当转向机架161向下运动时,上方半主动式悬架162的弹簧162c被压缩,活塞杆166被向下推,下方半主动式悬架162的弹簧162c被向下拉伸,活塞杆166以及花键套165也向下运动,花键套165和与其外齿啮合的齿轮164产生相对滑动,此时转向电机163、齿轮164与电机基座160由于与车体相连保持固定不动。
转向电机163驱动齿轮164旋转,通过齿轮164啮合花键套165外齿使花键套165转动,花键套165通过花键配合驱动活塞杆166旋转,活塞杆166的外端与转向机架161固定连接,从而带动转向机架161旋转进而带动车轴偏转。即使在花键套165相对于齿轮164轴向运动时,其之间的传动关系并不会改变,齿轮164仍然能够带动活塞套165的旋转。
实施例2
如图1~9所示,本实用新型提供了一种电动汽车车轮位置转换装置,其主体包括集成式驱动及转向车轮110,车轮式螺旋桨121,负责车轮伸出及旋转的旋转伸缩式液压缸180以及分别固定在车体前备箱191和后备箱192中的四个液压举升装置190。
如1~4所示,四个集成式驱动及转向车轮110分别安装于车身基体前后端的左右对称的位置,四个集成式驱动及转向车轮的轮辐120均采用螺旋桨的结构形式,汽车整体的驱动装置轮毂电机140集成于车轮内部,通过轮毂电机控制器210进行控制,对电磁绕组141通电,直接驱动车轮旋转;此外,车轮中还集成有转向电机163以及半主动式悬架162,汽车通过线控转向技术驱动车轮偏转;如图3所示,在车身前后部分别安装有四个液压举升装置190,可以举升、支撑车身,举升高度为恰好使车轮离开地面;由于整车为轮毂电机140驱动,节省了大量的车内空间,四个单柱式液压举升装置190的液压缸缸筒可分别固定在车体前备箱191及后备箱192中,保证当举升装置190活塞杆完全收回时,不会影响汽车的通过性;液压举升装置190由电机提供原动力驱动液压泵工作,液压泵输出的液压油经过液压阀的控制进到液压缸,驱动液压缸推动活塞杆完成举升运动,当车体上升到最大举升高度时,限位开关会自动断电、自动切断液压泵里的油压回路,液压举升装置190支撑车体200稳定在一定高度;当汽车完成起飞后,液压油反向作用于液压举升装置190,使液压缸活塞杆收回,不增加汽车在空中飞行时的空气阻力,液压举升装置190主要负责车轮翻转时举升、支撑车体以及当汽车降落时的着陆问题,此外,此装置可以在日常生活中方便一些简单的汽车检修问题,诸如更换轮胎等情况。
陆地行驶时,汽车由四台轮毂电机140独立驱动,外观与普通汽车完全相同,起飞时,车身底部的四个液压举升装置190伸出并支撑车身,使车轮不与地面接触,再通过旋转伸缩式液压缸180配合车轮上的转向机构使车轮翻转至水平位置,装有车轮式螺旋桨121的集成式驱动及转向车轮110高速旋转以提供足够的升力,使汽车垂直升降,由于轮毂电机140驱动车轮的相互独立特性,可独立控制四个车轮式螺旋桨,使汽车在空中完成各中飞行运动状态的调整。
如图5、图6所示,四个集成式驱动及转向车轮110伸出并翻转的运动过程,整体可分为两部分,分别是车轮的伸出、旋转运动以及车轮的翻转运动;四个车轮转向电机基座160外侧的法兰盘170与旋转伸缩式液压缸活塞杆187端部的法兰盘188通过螺栓进行固定连接,旋转伸缩式液压缸180通过螺栓分别固定在车身基体前后端左右对称的位置;当需要车轮翻转时,首先旋转伸缩式液压缸180将车轮伸出一定长度,使伸出后四个车轮成中心对称,在伸出的同时活塞杆驱动车轮整体顺时针旋转90°,当旋转伸缩式液压缸180工作时,压力油从进油口181进入液压缸180内,活塞182推动活塞杆187运动,旋转伸缩式液压缸180在缸体上设置有一个限位销184,在活塞杆187的螺旋套183上设置有螺旋导向槽185,当活塞杆187作直线运动时,卡在螺旋导向槽185里的限位销184将驱使活塞杆187发生转动,即在限位销184的作用下,活塞杆187将在做直线运动的同时沿螺旋导向槽185的旋转方向同时进行旋转,直到行程结束,从出油口186将压力油排出,进而实现将车轮伸出并同步旋转90°的运动;旋转伸缩式液压缸180完成伸出及旋转运动,即活塞杆187伸出达最大行程处,限位开关会自动断电,切断液压油回路,旋转伸缩式液压缸180活塞杆锁死不动,此时车轮由于被旋转90°,车轮上的转向电机163成横向水平布置,再由转向电机163驱动,使车轮绕转向电机轴线方向向上翻转90°,此时车轮式螺旋桨121平行于水平面,车轮完成翻转运动成水平布置;当旋转伸缩式液压缸180活塞杆处于行程的两个端点位置时,即车轮处于陆地正常行驶及空中飞行位置时,传感器可检测液压缸180活塞杆位置,通过电控完成对旋转伸缩式液压缸180的控制将其锁死,保证车轮位置的相对固定,保证汽车在陆地行驶和空中飞行时的稳定性。
如图6~9所示,集成式驱动及转向车轮110,四组集成式车轮110完全相同且独立,车轮从轮辐120一侧向外依次集成有车轮式螺旋桨121、轮毂电机140、盘式制动器152、半主动式悬架162、转向电机163;其中,车轮轮辐120由四片对称布置的螺旋桨组成,当车轮翻转后高速旋转可以提供升力,使汽车完成起飞运动,其中车轮可适当增大保证四个车轮式螺旋桨121可以提供足够的升力;负责整车驱动的轮毂电机140为外转子型,定子142与车轴130相连固定不动,外转子143通过螺栓与轮辐120连接,每个车轮独立驱动,当轮毂电机140转动时,动力直接输出到车轮,驱动车轮旋转,有效提高了能量的利用率,在外转子143外侧设置有刹车盘151,负责汽车的制动问题;转向机架161与车轴130相连,另一端通过半主动式悬架162与转向电机基座160相连接,转向机架161在转向电机163的驱动下可以绕悬架162中液压缸活塞杆166旋转完成转动,并带动车轮偏转,偏转的最大角度可以达到90°,转向电机基座160外侧的法兰盘170可以与前述的旋转伸缩式液压缸180活塞杆上的法兰盘通过螺栓固定连接。
如图6~9所示,当集成式驱动及转向车轮110翻转后,由于安装了车轮式螺旋桨121,当集成式驱动及转向车轮110高速旋转时,车轮式螺旋桨121可提供足够的升力,使汽车垂直起飞,转向电机163集成在集成式驱动及转向车轮110上,汽车整体采用线控转向系统,当方向盘转动一定角度后,信号会传递至主控制器ECU,之后再传递到转向电机163,通过转向电机163的驱动使车轮完成一定角度的偏转,转向电机163安装在电机基座160上,电机基座160一端通过法兰170与车体固定的旋转伸缩式液压缸180相连接,另一端与半主动式悬架162相连。
如图6~9所示,集成式半主动悬架及转向模块,这里将汽车悬架系统和转向系统集成一个模块,由转向机架161、半主动式悬架系统、转向电机基座160、转向系统组成,采用半主动式悬架系统以及线控转向系统;
其中,在转向电机基座160上下对称布置有两个半主动式悬架162,分别由弹性元件、减震器、导向机构等组成,并且在半主动式悬架162液压缸内部的活塞上布置有节流孔162a,其中液压减震器活塞杆166两端均穿过液压缸,外端与转向机架161利用花键连接,内端同样通过花键与花键套165相连接;半主动式悬架162可以通过阀门162b移动改变节流孔162a通道的节面积,从而改变整个悬架的阻尼,一方面当汽车在陆地行使时,增加汽车操纵稳定性、乘坐舒适性等性能,另一方面是为了当车轮翻转后,通过调整悬架阻尼至最大值,使车轮式螺旋桨位置固定,避免在飞行时车轮和车体之间因悬架的弹性连接而使车轮产生的升力方向无法固定,保证汽车飞行时的安全性和平稳性,当转向电机基座160与车体200固定连接后,汽车行驶车轮受到震动冲击时,车轮先将所受震动传递到转向机架161,再经过半主动悬架系统缓冲和衰减受到的震动,以使汽车具有良好的舒适性。因此由于悬架系统中弹性元件及减震器的缓冲、减震作用,当车轮受到冲击震动时,可以有效的缓冲及衰减冲击,减小车身震动。
转向系统包括转向电机163、传动齿轮164、花键套165以及活塞杆166,转向电机163固定在电机基座160内部,输出端与花键套165通过一组减速齿轮164相啮合进行传动;驾驶员操控汽车转向时,转向电机163会接收主控制器ECU的信号进行转动,并通过一对减速齿轮164传动至花键套165,花键套165带动与其啮合的活塞杆166,再驱动转向机架161完成转动,转向机架161与车轮相连,便可带动车轮完成偏转,转向机架161旋转不与电机基座160干涉,在转向电机163的驱动下,可使车轮最大完成90°的偏转。在转向电机基座160外侧设置有法兰盘170,可与旋转伸缩式液压缸180活塞杆上法兰盘通过螺栓相连接,以固定整体车轮位置。
本实用新型的一种工作过程如下:
根据现有轮毂电机能够达到的技术参数,由于采用轮毂电机驱动技术,取消了原有汽车复杂的传动系统等,较大程度的减少车身自重。汽车标配成员4名,满载时总重900kg,轮毂电机最大功率80kw,最高转速9000r/min,通过公式F=D×L×W×n2×m×λ,式中,D为螺旋桨直径,单位为m,L为螺距,单位为m,W为桨宽,单位为m,n为转速,单位为r/s,m桨叶数,λ为经验系数;在本实施例中,所用车轮式螺旋桨叶片数为4片,车轮直径为22英寸,单片螺旋桨直径D为0.275m,螺距L为0.3m,桨宽W为0.15m,转速n为150r/s,经验系数λ为0.25,则根据以上条件计算得出,每个车轮可以提供约280kg左右的升力,四个车轮一共可以提供约1100kg的升力,满足方案要求。此外,随着技术的发展,可以通过使用更大功率及转速的轮毂电机,或者适当增加车轮直径的方法来满足对更大升力的需求。
当向前飞行时,根据最大升力F=1100kg,并保证F=900kg,可求得车身向前最大倾角为35°,为保证乘客不会因车身向前偏转而不适,控制向前行驶时车身前倾角最大不超过20°。
地面行驶时,集成式驱动及转向车轮110可驱动汽车正常行驶,旋转伸缩式液压缸180锁死并固定车轮位置;需要起飞时,液压举升装置190将车身抬起,车轮伸出并完成翻转,驱动车轮,使车轮式螺旋桨121高速旋转提供升力;
空中飞行时,四个集成式驱动及转向车轮110中,一条对角线上的两个车轮旋转方向相同,且与另一条对角线上的车轮旋转方向相反;
升降运动:因有两对车轮转向相反,可以平衡其对车体200的反扭矩,同时增加四个车轮的转速,车轮式螺旋桨121升力增大,当足以克服车身重力时垂直上升,反之,同时减小车轮转速汽车垂直下降;
前后运动:增大两个后车轮转速,使其转速大于两个前车轮的转速,产生一个力矩,使车尾升高,当车体200向前旋转一定角度后,四个车轮产生的合力与竖直方向成一定角度,改变四个车轮转速,使四个车轮提供的升力相等且合力在竖直方向上的分力等于车体200自重,保持汽车在竖直方向上的稳定,此外,四组升力的合力在水平方向有一个向前的分力,该水平分量提供前进的动力,实现飞行过程中的向前运动,向后运动同理;
偏航运动:汽车在飞行过程中需要左右偏航时,偏航一侧的两个车轮在转向电机163的驱动下向外翻转一定角度,这两个车轮上车轮式螺旋桨121高速旋转所产生的力为F与竖直方向成一定角度,两个车轮偏转的同时其转速增加,使得F在竖直方向上的分力F与车轮翻转前保持不变,即竖直方向上四个车轮提供的升力相等且合力仍等于车体200自重,F在水平方向上的分力F提供车体200偏航的横向力,使汽车完成偏航运动。
本实用新型还提供了一种陆空两用电动汽车,包括使用本实用新型提供的车轮位置转换装置,从而克服现有飞行汽车起飞滑跑距离远、稳定性差的不足,实现飞行汽车从公路行驶到空中飞行的直接转换,不需要借助任何外界条件,具有可垂直起降、稳定性高、经济、安全、实用等优点,可用于娱乐设施或者交通工具。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,包括:
车轴,其穿过轮毂电机的中心并且和轮毂电机的定子固定,车轮相对于所述车轴自由旋转;
转向支架,其固定连接所述的车轴或其和所述车轴形成为一体;所述转向支架具有两个平行外伸脚;
电机基座,其设置在所述转向支架的两个外伸脚之间,并且具有容纳空间;
减振液压缸,其固定设置在所述电机基座和所述转向支架的所述外伸脚之间;
减振液压活塞杆,其穿过所述电机基座和所述减振液压缸,并且固定在所述转向支架的两个外伸脚之间;
转向电机,其设置在所述容纳空间内,能够驱动所述减振液压活塞杆旋转;
伸缩式液压缸,其安装在车辆底部,所述伸缩式液压缸的活塞杆与所述电机基座连接,用于将所述车轮伸出车体外部。
2.如权利要求1所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,还包括:液压举升装置,其分别固定安装在车辆的前部与后部,用于支撑车体。
3.如权利要求2所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,所述电机基座,其一端通过法兰与所述旋转伸缩式液压缸连接,另一端与所述转向支架相连。
4.如权利要求3所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,在所述伸缩式液压缸的缸体上设置限位销,在所述伸缩式液压缸的活塞杆的螺旋套上设置螺旋导向槽,所述限位销能够在所述螺旋导向槽内相配合运动。
5.如权利要求1-4中任一项所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,所述电动汽车的车轮轮辐为对称设置的螺旋桨。
6.如权利要求2所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,所述液压举升装置为液压缸,其缸筒分别固定在所述车辆的前备箱以及后备箱。
7.如权利要求5所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,所述减振液压活塞杆外端与所述转向机架相连,内端穿过所述电机基座与花键套相连。
8.如权利要求7所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,所述转向电机的输出端与所述花键套通过减速齿轮相啮合进行传动,进而带动所述减振液压活塞杆,再驱动所述转向支架完成转动。
9.如权利要求7所述的电动汽车车轮位置转换装置,其特征在于,在所述轮毂电机的转子外侧设置刹车盘。
10.一种陆空两用电动汽车,其特征在于,包括权利要求1-9中任意一项所述的电动汽车车轮位置转换装置;车轮的轮辐为螺旋桨形,能够产生升力;轮毂电机驱动车轮旋转。
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