WO2014142711A1 - Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick - Google Patents

Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick Download PDF

Info

Publication number
WO2014142711A1
WO2014142711A1 PCT/RU2014/000154 RU2014000154W WO2014142711A1 WO 2014142711 A1 WO2014142711 A1 WO 2014142711A1 RU 2014000154 W RU2014000154 W RU 2014000154W WO 2014142711 A1 WO2014142711 A1 WO 2014142711A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric tricycle
steering
electric
cylinder
frame
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000154
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Константин Сергеевич АРТЕМЬЕВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс"
Publication of WO2014142711A1 publication Critical patent/WO2014142711A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/43—Variable track or wheelbase vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles

Definitions

  • the group of inventions relates to transport engineering, in particular, to land road transport, mainly to electric vehicles, and can be, in particular, used in both individual and commercial urban transport.
  • an electric vehicle contains a battery, an electric wheel drive and a charger, characterized in that it further comprises a main and intermediate battery units, a control unit for charging, discharging and monitoring critical conditions, front and / or rear axles, brushless reversible drives of the drive wheels, and the charger for connecting the electric vehicle to the charging network is made in the form of a controlled inv torus.
  • RF patent 93749, IPC B60LU / 12, B60L15 / 00, B60L15 / 02, 2010 This technical solution is the closest to the claimed utility model and is therefore taken as a prototype.
  • the main significant disadvantages of the prototype of the claimed technical solution as part of the group of inventions are poor maneuverability and inability to move in an urban environment, as well as the difficulty of parking outside equipped parking spaces in the city.
  • the steering of a vehicle comprising a steering wheel 1, a steering mechanism 2, a torque sensor 3, an electric motor 4, a power amplifier 5, a switch 6, a comparator 7, a current sensor 8, a driving speed threshold value adjuster 9, a torque sensor signal conversion unit 10 , block 11 converting signals of the current sensor, speed sensor 12, the first block 13 logic, adder 14, the first controller 15, the second logic block 16 and the second controller 17 (RF patent ⁇ 2157327, ⁇ B62D5 / 04, publ. 2000 g)
  • the main significant disadvantages of the known analogue selected as a prototype of the technical solution claimed as part of the group of inventions, are the impossibility of breaking mechanical bonds between the steering mechanism and the wheels of the vehicle, the insufficient stability of the vehicle's movement and maneuverability during movement, as well as the difficulty of use in electric vehicles.
  • a multi-position pneumatic (hydro) cylinder containing a housing, a piston with a rod installed in it, and a positioning device installed in the piston.
  • the latter includes a control element in the form of at least one electromagnetic valve.
  • the valve consists of a magnetic housing in which a sleeve is installed with an opening matching the hole in the piston (RF Patent ⁇ "
  • the main task solved by the claimed group of inventions is: improving maneuverability and facilitating the parking of the vehicle in an urban environment.
  • the problem solved by the claimed group of inventions is: efficient operation, increasing the stability of the vehicle and the possibility of its use for movement in pedestrian areas.
  • the problem solved by the claimed group of inventions is: simplification of the process of transforming mechanisms, increasing maintainability of the transformation unit of the frame of the electric tricycle, made in the form of a hydraulic cylinder, and increasing the number of positioning points of two moving bodies relative to each other (for a hydraulic cylinder).
  • the electric tricycle additionally contains the front and rear parts of the frame, which are not a single whole, as well as a transformation unit that allows you to dynamically change the distance between the front and rear wheels and thus translate the electric tricycle from the folded state to the unfolded state, and vice versa. Also, the electric tricycle contains a completely enclosed cabin, providing comfort and additional safety when driving.
  • the task is solved due to the fact that the driving wheels of the electric tricycle are made in the form of motor wheels, i.e. contain an integrated electric motor.
  • the electric tricycle steering system additionally contains a joystick that transfers driver control to the control controller, control controller, traction motor controllers, electric motor and steering wheel sensors .
  • the task is solved due to the fact that the rudder position sensors can be made in the form of two or more sensors, both similar and different in design.
  • the task is solved by improving the design of the transformation unit of the frame of the electric tricycle, made in the form of a hydraulic cylinder: the technical solution claimed as part of the group of inventions further comprises a bypass pipe connecting
  • the task is solved due to the fact that the electromagnetic valve is located not inside the cylinder, but outside, which increases the maintainability of the hydraulic cylinder and increases the life of the transformation unit.
  • the electric tricycle (Fig. 1) consists of a completely enclosed cabin 1, mounted on the front of the frame 2, which is connected to the rear of the frame 3 using the transformation unit 4. Also, the electric tricycle contains a drive wheel (wheels) 5 with integrated electric motors, and a driven wheel ( wheels) 6, battery pack 7, controllers 8 and charger 9. Both driving and driven wheels can be implemented as front or rear wheels of the vehicle.
  • the electric tricycle works as follows. At the beginning of the movement, the battery pack 7 through the controllers 8 supplies voltage to the electric motors built into the drive wheels 5, and the electric tricycle driven by. During the movement, the driver has the ability to adjust the speed of the vehicle by influencing the controllers 8.
  • a backup brake which can be made in the form of a mechanical or hydraulic brake.
  • the transformation unit 4 works, connecting the front 2 and rear 3 parts of the frame.
  • the transformation unit is activated, the frame unfolds or folds within a few seconds, as a result, the distance between wheels 5 and 6 changes, and the electric tricycle changes its overall dimensions.
  • the transformation unit 4 can be implemented as an electromechanical actuator or in the form of a pneumatic cylinder or in the form of an active or passive hydraulic cylinder with an electromagnetic valve.
  • the charger 9 When charging the electric tricycle, the charger 9 transfers energy to the battery pack 7.
  • the charger can be implemented as a pulse charger, and the battery pack can contain rechargeable batteries of the types AGM, GEL, NiMg, LiFeP04, NiMH and others.
  • Controllers 8 and drive wheels 5 with built-in electric motors can be either single-phase or three-phase.
  • the proposed solution is economically and technically more efficient than the prototype, since, firstly, it has a much higher maneuverability and ergonomic design, which makes it possible to move the electric tricycle not only along general roads, but and in pedestrian areas, as well as easy and convenient parking. Secondly, the solution provides noiselessness and environmental friendliness due to the integrated electric motor. In addition, the final cost of the proposed solution is significantly reduced compared with the prototype due to the smaller number of components and a high degree of simplicity of design.
  • the electric tricycle steering system using the joystick (Fig. 2) consists of the steering mechanism II, joystick III, control controller IV, traction motor controllers V, electric motor VI, rudder position sensors VII. Additionally, the driving wheels of the electric vehicle I are indicated on the diagram.
  • the electric motor can be made in the form of either a servomotor or a stepper motor.
  • the rudder position sensors may in particular comprise an absolute position sensor, a relative position sensor, a steering center sensor, end sensors, etc.
  • the number of traction motor controllers can vary from one to the number of drive wheels, depending on the design of the vehicle.
  • Steering electric tricycle works as follows. At the beginning of operation, the joystick transmits signals to the control controller, and the control controller in turn transmits a signal to the traction motor controllers. The signal is transmitted to an electric motor that drives the steering gear.
  • the control controller also reads signals from the steering wheel position sensors to monitor the operability of the steering system and prevent emergency situations.
  • the control controller transmits a signal to the traction motor controllers, and the vehicle begins to move forward.
  • the degree of deviation of the joystick corresponds to acceleration.
  • braking is done by pushing the joystick back.
  • the degree of deviation back relative current position sets the level of sharpness of braking. The vehicle stops.
  • Reversing the vehicle is possible from a stationary state when the joystick is tilted back.
  • moving the joystick forward causes the vehicle to brake and stop.
  • the degree of deviation of the joystick indicates the intensity of braking.
  • the control controller sends a brake signal to the drive wheels and stops the vehicle. Failure is determined by a significant (more than 5 degrees) discrepancy between the values of the rudder position sensors.
  • the rudder position sensors work simultaneously and independently of each other. Thus, these sensors make it possible to detect both electrical and electronic failures of the steering system, and mechanical failures (backlashes), at an early stage.
  • the proposed solution is technically more efficient than its prototype, because, firstly, it provides increased stability of the vehicle and maneuverability of the vehicle when driving due to the improvement of the steering control system and the introduction of the joystick as a vehicle control, and secondly, it facilitates the process of driving a vehicle due to a break in the mechanical connection between the steering mechanism and the wheels of the vehicle.
  • the proposed rudder position sensor system can significantly reduce the risk of accidents, which ultimately increases the safety of the vehicle.
  • the transformation unit of the electric tricycle frame (Fig. 3) consists of a double-acting cylinder a, made in the form of a hydraulic cylinder installed in it with the formation of working cavities X and Y of the piston b with a rod c, mounted on the cylinder body using the fittings e of the bypass tube d installed on it the electromagnetic valve f, as well as the fasteners g, by means of which bodies h and i are attached to the cylinder, between which a predetermined distance is fixed.
  • the cylinder is filled with hydraulic fluid.
  • a double-acting cylinder has two states: free, in which the solenoid valve on the bypass pipe connecting the two cavities X and Y of the hydraulic cylinder is open, and fixed, in which the valve mentioned above is closed.
  • the solenoid valve is closed.
  • the solenoid valve is opened, the hydraulic fluid flows freely through the bypass pipe from the cavity of the cylinder X to Y and vice versa, the position of the piston rod can freely change under external influence from one of the bodies attached to the cylinder. Accordingly, the distance between the bodies mounted on the piston rod and on the opposite side of the cylinder by means of fasteners changes.
  • the proposed solution is technically more efficient than the prototype, because, firstly, it provides a significant simplification of the design and an increase in the reliability of the double-acting cylinder by reducing the number of components, and secondly, it has greater maintainability due to the location of the electromagnetic valve ⁇ cca
  • the claimed technical solution can be applied in transport engineering, in particular in the automotive and electric vehicle industries, and can be used in both individual and commercial urban transport.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)

Abstract

The group of inventions relates to an electric tricycle, to a unit for transforming the frame of an electric tricycle and to a system for steering an electric tricycle using a joystick. The electric tricycle comprises a driving and a driven wheel (wheels), a rechargeable battery unit, a completely enclosed cab, a steering system, and a unit for transforming the frame, which makes it possible to dynamically change the distance between the front and rear wheels. The steering system comprises a steering mechanism and an electric motor, a joystick which transmits signals to a steering controller, which sends these signals to controllers of electric traction motors and to the electric motor, controllers of electric traction motors, and steering wheel position sensors, wherein signals from said sensors are read by the steering controller for controlling the functionality of the steering. The unit for transforming the frame comprises a filled cylinder with bidirectional action having a piston with a rod mounted in said cylinder so as to form working cavities, fixing elements, a connecting pipe which connects the cavities of the cylinder on the left and the right of the piston, and an electromagnetic valve, which stops the flow of liquid into the connecting pipe.

Description

„ ,  „,
Злектротрицикл, узел трансформации рамы электротрицикла и система рулевого управления электротрициклом с применением джойстика  Electric tricycle, electric tricycle frame transformation unit and electric tricycle steering system using a joystick
Область техники  Technical field
Группа изобретений относится к транспортному машиностроению, в частности, к наземному автомобильному транспорту, преимущественно к электромобилям, и может быть, в частности, использована как в индивидуальном, так и в коммерческом городском транспорте.  The group of inventions relates to transport engineering, in particular, to land road transport, mainly to electric vehicles, and can be, in particular, used in both individual and commercial urban transport.
Уровень техники  State of the art
Из сведений, общедоступных до даты приоритета заявленного решения, известен электромобиль, содержащий аккумуляторную батарею, электрический привод колес и зарядное устройство, отличающийся тем, что он дополнительно содержит основной и промежуточный аккумуляторные блоки, блок управления зарядкой, разрядкой и контроля критических состояний, контроллеры переднего и/или заднего мостов, бесколлекторные обратимые приводы ведущих колес, а зарядное устройство для подключения электромобиля к зарядной сети выполнено в виде управляемого инвертора. (Патент РФ 93749, МПК B60LU/12, B60L15/00, B60L15/02 , 2010 г). Это техническое решение является наиболее близким к заявленной полезной модели и поэтому принято за прототип.  From information publicly available prior to the priority date of the claimed decision, an electric vehicle is known that contains a battery, an electric wheel drive and a charger, characterized in that it further comprises a main and intermediate battery units, a control unit for charging, discharging and monitoring critical conditions, front and / or rear axles, brushless reversible drives of the drive wheels, and the charger for connecting the electric vehicle to the charging network is made in the form of a controlled inv torus. (RF patent 93749, IPC B60LU / 12, B60L15 / 00, B60L15 / 02, 2010). This technical solution is the closest to the claimed utility model and is therefore taken as a prototype.
Основными существенными недостатками прототипа заявляемого в составе группы изобретений технического решения являются слабая маневренность и неприспособленность к движению в условиях городской среды, а также сложность парковки вне оборудованных парковочных мест в городской черте.  The main significant disadvantages of the prototype of the claimed technical solution as part of the group of inventions are poor maneuverability and inability to move in an urban environment, as well as the difficulty of parking outside equipped parking spaces in the city.
Известно также рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо 1, рулевой механизм 2, датчик 3 момента, электродвигатель 4, усилитель мощности 5, коммутатор 6, компаратор 7, датчик тока 8, задатчик 9 порогового значения скорости движения, блок 10 преобразования сигналов датчика момента, блок 11 преобразования сигналов датчика тока, датчик 12 скорости движения, первый блок 13 логики, сумматор 14, первый регулятор 15, второй блок 16 логики и второй регулятор 17 (патент РФ Ш 2157327, МГЖ B62D5/04, публ. 2000 г) The steering of a vehicle is also known, comprising a steering wheel 1, a steering mechanism 2, a torque sensor 3, an electric motor 4, a power amplifier 5, a switch 6, a comparator 7, a current sensor 8, a driving speed threshold value adjuster 9, a torque sensor signal conversion unit 10 , block 11 converting signals of the current sensor, speed sensor 12, the first block 13 logic, adder 14, the first controller 15, the second logic block 16 and the second controller 17 (RF patent Ш 2157327, МГЖ B62D5 / 04, publ. 2000 g)
Основными существенными недостатками известного аналога, выбранного в качестве прототипа заявляемого в составе группы изобретений технического решения, является невозможность разрыва механических связей между рулевым механизмом и колесами транспортного средства, недостаточная устойчивость движения и маневренности транспортного средства при движении, а также затрудненность использования в электрических транспортных средствах.  The main significant disadvantages of the known analogue, selected as a prototype of the technical solution claimed as part of the group of inventions, are the impossibility of breaking mechanical bonds between the steering mechanism and the wheels of the vehicle, the insufficient stability of the vehicle's movement and maneuverability during movement, as well as the difficulty of use in electric vehicles.
Известен также многопозиционный пневмо(гидро)цилиндр, содержащий корпус, установленный в нем поршень со штоком и установленное в поршне устройство позиционирования. Последнее включает управляющий элемент в виде, по меньшей мере, одного электромагнитного клапана. Клапан состоит из магнитного корпуса, в котором установлена втулка с отверстием, совпадающим с отверстием в поршне (Патент РФ Ν» Also known is a multi-position pneumatic (hydro) cylinder containing a housing, a piston with a rod installed in it, and a positioning device installed in the piston. The latter includes a control element in the form of at least one electromagnetic valve. The valve consists of a magnetic housing in which a sleeve is installed with an opening matching the hole in the piston (RF Patent Ν "
2288377, МГЖ F15BU/12, публ. 2006 г). 2288377, MGZH F15BU / 12, publ. 2006).
Основными существенными недостатками известного аналога, выбранного автором в качестве прототипа заявляемого в составе группы изобретений технического решения, являются сложность конструкции и жестко заданное количество положений штока поршня цилиндра.  The main significant disadvantages of the known analogue selected by the author as a prototype of the technical solution claimed as part of the group of inventions are the complexity of the design and the rigidly specified number of positions of the piston rod of the cylinder.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Главной задачей, решаемой заявляемой группой изобретений, является: улучшение маневренности и облегчение парковки транспортного средства во внутригородской среде.  The main task solved by the claimed group of inventions is: improving maneuverability and facilitating the parking of the vehicle in an urban environment.
Кроме этого, задачей, решаемой заявляемой группой изобретений, является: эффективная эксплуатация, повышение устойчивости движения транспортного средства и возможность его применения для передвижения в пешеходных зонах. Кроме этого, задачей, решаемой заявляемой группой изобретений, является: упрощение процесса трансформации механизмов, повышение ремонтопригодности узла трансформации рамы электротрицикла, выполненного в виде гидроцилиндра, и повышение количества точек позиционирования двух движущихся тел друг относительно друга (для гидроцилиндра) . In addition, the problem solved by the claimed group of inventions is: efficient operation, increasing the stability of the vehicle and the possibility of its use for movement in pedestrian areas. In addition, the problem solved by the claimed group of inventions is: simplification of the process of transforming mechanisms, increasing maintainability of the transformation unit of the frame of the electric tricycle, made in the form of a hydraulic cylinder, and increasing the number of positioning points of two moving bodies relative to each other (for a hydraulic cylinder).
Поставленная задача решается за счет того, что электротрицикл дополнительно содержит переднюю и заднюю части рамы, не являющиеся единым целым, а также узел трансформации, позволяющий динамически изменять расстояние между передними и задними колесами и таким образом переводить электротрицикл из сложенного состояния в разложенное, и обратно. Также электротрицикл содержит полностью закрытую кабину, обеспечивающую комфорт и дополнительную безопасность при движении.  The problem is solved due to the fact that the electric tricycle additionally contains the front and rear parts of the frame, which are not a single whole, as well as a transformation unit that allows you to dynamically change the distance between the front and rear wheels and thus translate the electric tricycle from the folded state to the unfolded state, and vice versa. Also, the electric tricycle contains a completely enclosed cabin, providing comfort and additional safety when driving.
Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что ведущие колёса электротрицикла выполнены в виде мотор-колес, т.е. содержат интегрированный электродвигатель.  In addition, the task is solved due to the fact that the driving wheels of the electric tricycle are made in the form of motor wheels, i.e. contain an integrated electric motor.
Кроме того, поставленная задача решается за счет усовершенствования системы контроля работоспособности рулевого управления и введения джойстика как органа управления транспортным средством: система рулевого управления электротрициклом дополнительно содержит джойстик, передающий управляющее воздействие водителя контроллеру управления, контроллер управления, контроллеры тяговых электродвигателей, электродвигатель и датчики положения руля.  In addition, the task is solved by improving the steering control system and introducing the joystick as a vehicle control: the electric tricycle steering system additionally contains a joystick that transfers driver control to the control controller, control controller, traction motor controllers, electric motor and steering wheel sensors .
Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что датчики положения руля могут быть выполнены в виде двух и более датчиков как сходных, так и различных по своему конструктиву.  In addition, the task is solved due to the fact that the rudder position sensors can be made in the form of two or more sensors, both similar and different in design.
Кроме того, поставленная задача решается за счет усовершенствования конструкции узла трансформации рамы электротрицикла, выполненного в виде гидроцилиндра: заявляемое в составе группы изобретений техническое решение дополнительно содержит перепускную трубку, соединяющую  In addition, the task is solved by improving the design of the transformation unit of the frame of the electric tricycle, made in the form of a hydraulic cylinder: the technical solution claimed as part of the group of inventions further comprises a bypass pipe connecting
з полости цилиндра слева и справа от поршня при помощи штуцеров, и электромагнитный клапан, перекрывающий поток жидкости в перепускной трубке. s the cavity of the cylinder to the left and right of the piston using fittings, and an electromagnetic valve that blocks the fluid flow in the bypass tube.
Кроме того, поставленная задача решается за счет того, что электромагнитный клапан расположен не внутри цилиндра, а снаружи, что увеличивает ремонтопригодность гидроцилиндра и увеличивает срок эксплуатации узла трансформации.  In addition, the task is solved due to the fact that the electromagnetic valve is located not inside the cylinder, but outside, which increases the maintainability of the hydraulic cylinder and increases the life of the transformation unit.
Ни из патентно-технической литературы, ни из практики конструирования электротрициклов не известно о его конструкции и, в частности, о конструкции и принципе действия узла трансформации, идентичном с заявляемым техническим решением. Также ни из патентно- технической литературы, ни из практики конструирования систем рулевого управления не известно о её конструкции и, в частности, принципе работы, идентичном с заявляемым техническим решением. Правомерен вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна».  Neither from the patent technical literature, nor from the practice of designing electric tricycles is known about its design and, in particular, about the design and operation principle of the transformation unit, identical with the claimed technical solution. Neither from the patent technical literature, nor from the practice of designing steering systems is known about its design and, in particular, the principle of operation identical with the claimed technical solution. The conclusion that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty" is valid.
Краткое описание фигур чертежей  Brief Description of the Drawings
На прилагаемых фигурах схематично показаны: на фиг.1- электротрицикл; на фиг.2 - узел трансформации рамы электротрицикла, на фиг. 3 - система рулевого управления электротрициклом.  The accompanying figures schematically show: in figure 1 - electric tricycle; in Fig.2 - node transformation frame electric tricycle, in Fig. 3 - electric tricycle steering system.
Вариант осуществления изобретения  An embodiment of the invention
Электротрицикл (фиг.1) состоит из полностью закрытой кабины 1, укрепленной на передней части рамы 2, которая соединена с задней частью рамы 3 с помощью узла трансформации 4. Также электротрицикл содержит ведущее колесо (колёса) 5 с интегрированными электродвигателями, и ведомое колесо (колёса) 6, аккумуляторный блок 7, контроллеры 8 и зарядное устройство 9. Как ведущие, так и ведомые колёса могут быть реализованы в виде передних или задних колёс транспортного средства.  The electric tricycle (Fig. 1) consists of a completely enclosed cabin 1, mounted on the front of the frame 2, which is connected to the rear of the frame 3 using the transformation unit 4. Also, the electric tricycle contains a drive wheel (wheels) 5 with integrated electric motors, and a driven wheel ( wheels) 6, battery pack 7, controllers 8 and charger 9. Both driving and driven wheels can be implemented as front or rear wheels of the vehicle.
Электротрицикл работает следующим образом. В начале движения аккумуляторный блок 7 через контроллеры 8 подаёт напряжение на встроенные в ведущие колеса 5 электродвигатели, и электротрицикл приводится в движение. В ходе движения водитель имеет возможность регулировать скорость транспортного средства путем воздействия на контроллеры 8. The electric tricycle works as follows. At the beginning of the movement, the battery pack 7 through the controllers 8 supplies voltage to the electric motors built into the drive wheels 5, and the electric tricycle driven by. During the movement, the driver has the ability to adjust the speed of the vehicle by influencing the controllers 8.
При плавном торможении (при нажатии на педаль тормоза) ведущие колеса 5 перестают потреблять энергию и начинают её вырабатывать (работать в режиме генератора), отдавая её через контроллеры 8 в аккумуляторный блок 7. Происходит рекуперативное торможение, в итоге транспортное средство останавливается.  With smooth braking (by pressing the brake pedal) the drive wheels 5 stop consuming energy and begin to generate it (work in generator mode), passing it through the controllers 8 to the battery pack 7. There is regenerative braking, as a result, the vehicle stops.
При экстренном торможении ведущие и/или ведомое колесо (колёса) 5 и 6 останавливаются при помощи резервного тормоза, который может быть выполнен в виде механического или гидравлического тормоза.  During emergency braking, the drive and / or driven wheel (s) 5 and 6 are stopped by means of a backup brake, which can be made in the form of a mechanical or hydraulic brake.
В процессе смены состояния из сложенного в разложенное и наоборот работает узел трансформации 4, соединяющий переднюю 2 и заднюю 3 части рамы. При нажатии соответствующей кнопки узел трансформации приводится в действие, рама раскладывается или складывается в течение нескольких секунд, в итоге изменяется расстояние между колесами 5 и 6, и электротрицикл меняет свои габаритные размеры. Узел трансформации 4 может быть реализован в виде электромеханического актуатора или в виде пневмоцилиндра или же в виде активного или пассивного гидроцилиндра с электромагнитным клапаном.  In the process of changing the state from folded to unfolded and vice versa, the transformation unit 4 works, connecting the front 2 and rear 3 parts of the frame. When the corresponding button is pressed, the transformation unit is activated, the frame unfolds or folds within a few seconds, as a result, the distance between wheels 5 and 6 changes, and the electric tricycle changes its overall dimensions. The transformation unit 4 can be implemented as an electromechanical actuator or in the form of a pneumatic cylinder or in the form of an active or passive hydraulic cylinder with an electromagnetic valve.
При зарядке электротрицикла зарядное устройство 9 передает энергию в аккумуляторный блок 7. Зарядное устройство может быть реализовано в виде импульсного зарядного устройства, а аккумуляторный блок может содержать аккумуляторные батареи типов AGM, GEL, NiMg, LiFeP04, NiMH и другие. Контроллеры 8 и ведущие колеса 5 со встроенными электродвигателями могут быть как однофазными, так и трехфазными.  When charging the electric tricycle, the charger 9 transfers energy to the battery pack 7. The charger can be implemented as a pulse charger, and the battery pack can contain rechargeable batteries of the types AGM, GEL, NiMg, LiFeP04, NiMH and others. Controllers 8 and drive wheels 5 with built-in electric motors can be either single-phase or three-phase.
Предлагаемое решение экономически и технически более эффективно, чем прототип, так как, во-первых, обладает гораздо более высокой маневренностью и эргономичностью конструкции, благодаря чему возможно передвижение электротрицикла не только по дорогам общего назначения, но и в пешеходных зонах, а также легкая и удобная парковка. Во-вторых, решение обеспечивает бесшумность и экологичность за счет интегрированного электродвигателя. Кроме того, конечная стоимость предлагаемого решения существенно снижается по сравнению с прототипом за счёт меньшего количества составных частей и высокой степени простоты конструкции. The proposed solution is economically and technically more efficient than the prototype, since, firstly, it has a much higher maneuverability and ergonomic design, which makes it possible to move the electric tricycle not only along general roads, but and in pedestrian areas, as well as easy and convenient parking. Secondly, the solution provides noiselessness and environmental friendliness due to the integrated electric motor. In addition, the final cost of the proposed solution is significantly reduced compared with the prototype due to the smaller number of components and a high degree of simplicity of design.
Система рулевого управления электротрициклом с применением джойстика (фиг.2) состоит из рулевого механизма II, джойстика III, контроллера управления IV, контроллеров тяговых электродвигателей V, электродвигателя VI, датчиков положения руля VII. Дополнительно на схеме указаны ведущие колёса электромобиля I. Электродвигатель может быть выполнен как в виде серводвигателя, так и шагового двигателя. Датчики положения руля могут в частности, содержать датчик абсолютного положения, датчик относительного положения, датчик центра руля, концевые датчики и т.д. Количество контроллеров тяговых электродвигателей может варьироваться от одного до количества ведущих колёс в зависимости от конструктива транспортного средства.  The electric tricycle steering system using the joystick (Fig. 2) consists of the steering mechanism II, joystick III, control controller IV, traction motor controllers V, electric motor VI, rudder position sensors VII. Additionally, the driving wheels of the electric vehicle I are indicated on the diagram. The electric motor can be made in the form of either a servomotor or a stepper motor. The rudder position sensors may in particular comprise an absolute position sensor, a relative position sensor, a steering center sensor, end sensors, etc. The number of traction motor controllers can vary from one to the number of drive wheels, depending on the design of the vehicle.
Рулевое управление электротрициклом работает следующим образом. В начале работы джойстик передает сигналы в контроллер управления, а контроллер управления в свою очередь передает сигнал в контроллеры тяговых электродвигателей. Сигнал передается на электродвигатель, который приводит в движение рулевой механизм. Также контроллер управления считывает сигналы с датчиков положения руля для контроля работоспособности рулевого управления и предотвращения аварийных ситуаций.  Steering electric tricycle works as follows. At the beginning of operation, the joystick transmits signals to the control controller, and the control controller in turn transmits a signal to the traction motor controllers. The signal is transmitted to an electric motor that drives the steering gear. The control controller also reads signals from the steering wheel position sensors to monitor the operability of the steering system and prevent emergency situations.
При отклонении джойстика вперед контроллер управления передает сигнал в контроллеры тяговых электродвигателей, и транспортное средство начинает движение вперёд. Степень отклонения джойстика соответствует ускорению. Во время движения вперед торможение осуществляется путем отклонения джойстика назад. Степень отклонения назад относительно текущего положения задает уровень резкости торможения. Транспортное средство останавливается. When the joystick is pushed forward, the control controller transmits a signal to the traction motor controllers, and the vehicle begins to move forward. The degree of deviation of the joystick corresponds to acceleration. While moving forward, braking is done by pushing the joystick back. The degree of deviation back relative current position sets the level of sharpness of braking. The vehicle stops.
Движение транспортного средства задним ходом возможно из неподвижного состояния при отклонении джойстика назад. При движении задним ходом отклонение джойстика вперед вызывает торможение и остановку транспортного средства. Степень отклонения джойстика показывает интенсивность торможения.  Reversing the vehicle is possible from a stationary state when the joystick is tilted back. When reversing, moving the joystick forward causes the vehicle to brake and stop. The degree of deviation of the joystick indicates the intensity of braking.
При движении вперед или назад, поворот джойстика вправо или влево приводит к тому, что электродвигатель поворачивает колеса соответственно вправо или влево. Угол, на который повернутся колеса, задаётся контроллером управления, и пропорционален углу отклонения джойстика и его скорости.  When moving forward or backward, turning the joystick right or left causes the motor to rotate the wheels respectively to the right or left. The angle by which the wheels turn is set by the control controller, and is proportional to the angle of deviation of the joystick and its speed.
При выходе из строя электродвигателя контроллер управления подает сигнал о торможении на ведущие колеса и останавливает транспортное средство. Выход из строя определяется по существенному (более 5 градусов) расхождению значений датчиков положения руля.  When the motor fails, the control controller sends a brake signal to the drive wheels and stops the vehicle. Failure is determined by a significant (more than 5 degrees) discrepancy between the values of the rudder position sensors.
Датчики положения руля работают одновременно и независимо друг от друга. Таким образом, эти датчики позволяют выявить как электрические и электронные сбои рулевой системы, так и механические сбои (люфты), на самой ранней стадии.  The rudder position sensors work simultaneously and independently of each other. Thus, these sensors make it possible to detect both electrical and electronic failures of the steering system, and mechanical failures (backlashes), at an early stage.
Предлагаемое решение технически более эффективно, чем его прототип, так как, во-первых, обеспечивает повышенную устойчивость движения и маневренность транспортного средства при движении за счет усовершенствования системы контроля работоспособности рулевого управления и введения джойстика как органа управления транспортным средством, а во-вторых, облегчает процесс управления транспортным средством благодаря разрыву механической связи между рулевым механизмом и колёсами транспортного средства. Кроме того, предлагаемая система работы датчиков положения руля позволяет значительно снизить риск возникновения аварийных ситуаций, что в конечном итоге повышает безопасность транспортного средства. The proposed solution is technically more efficient than its prototype, because, firstly, it provides increased stability of the vehicle and maneuverability of the vehicle when driving due to the improvement of the steering control system and the introduction of the joystick as a vehicle control, and secondly, it facilitates the process of driving a vehicle due to a break in the mechanical connection between the steering mechanism and the wheels of the vehicle. In addition, the proposed rudder position sensor system can significantly reduce the risk of accidents, which ultimately increases the safety of the vehicle.
Узел трансформации рамы электротрицикла (фиг.З) состоит из цилиндра двустороннего действия а, выполненного в виде гидроцилиндра, установленного в нём с образованием рабочих полостей X и Y поршня b со штоком с, укрепленной на корпусе цилиндра с помощью штуцеров е перепускной трубки d, установленного на ней электромагнитного клапана f , а также крепежных элементов g, с помощью которых к цилиндру крепятся тела h и i, между которыми фиксируется заданное расстояние. Цилиндр заполнен гидравлической жидкостью.  The transformation unit of the electric tricycle frame (Fig. 3) consists of a double-acting cylinder a, made in the form of a hydraulic cylinder installed in it with the formation of working cavities X and Y of the piston b with a rod c, mounted on the cylinder body using the fittings e of the bypass tube d installed on it the electromagnetic valve f, as well as the fasteners g, by means of which bodies h and i are attached to the cylinder, between which a predetermined distance is fixed. The cylinder is filled with hydraulic fluid.
Цилиндр двустороннего действия имеет два состояния: свободное, при котором электромагнитный клапан на перепускной трубке, соединяющей две полости X и Y гидравлического цилиндра, открыт, и фиксированное, при котором упомянутый выше клапан закрыт. На начало работы электромагнитный клапан закрыт. При открытии электромагнитного клапана гидравлическая жидкость свободно перетекает по перепускной трубке из полости цилиндра X в Y и обратно, положение штока поршня может свободно изменяться под внешним воздействием со стороны одного из присоединенных к цилиндру тел. Соответственно изменяется расстояние между телами, укрепленными на штоке поршня и на противоположной стороне цилиндра с помощью крепежных элементов.  A double-acting cylinder has two states: free, in which the solenoid valve on the bypass pipe connecting the two cavities X and Y of the hydraulic cylinder is open, and fixed, in which the valve mentioned above is closed. At the start of operation, the solenoid valve is closed. When the solenoid valve is opened, the hydraulic fluid flows freely through the bypass pipe from the cavity of the cylinder X to Y and vice versa, the position of the piston rod can freely change under external influence from one of the bodies attached to the cylinder. Accordingly, the distance between the bodies mounted on the piston rod and on the opposite side of the cylinder by means of fasteners changes.
При закрытии электромагнитного клапана сопротивление жидкости в цилиндре блокирует движение штока поршня, что обеспечивает его позиционирование в заданной точке. Соответственно фиксируется расстояние между телами h и i, чем достигается поставленная задача.  When the electromagnetic valve is closed, the resistance of the liquid in the cylinder blocks the movement of the piston rod, which ensures its positioning at a given point. Accordingly, the distance between the bodies h and i is fixed, thereby achieving the task.
Предлагаемое решение технически более эффективно, чем прототип, так как, во-первых, обеспечивает значительное упрощение конструкции и увеличение надёжности цилиндра двустороннего действия за счет уменьшения количества составных частей, а во-вторых, обладает большей ремонтопригодностью за счёт размещения электромагнитного клапана ΎΓ „ The proposed solution is technically more efficient than the prototype, because, firstly, it provides a significant simplification of the design and an increase in the reliability of the double-acting cylinder by reducing the number of components, and secondly, it has greater maintainability due to the location of the electromagnetic valve ΎΓ „
снаружи цилиндра, а не внутри. Кроме того, предлагаемыиузел outside the cylinder, not inside. Also offered by the host
трансформации позволяет с помощью электромагнитного клапана фиксировать шток цилиндра в любом положении без изменения конструкции, что в конечном итоге значительно расширяет возможности применения заявляемого в составе группы изобретений технического решения, в частности, для конструирования транспортных средств с изменяемым расстоянием между колесами. transformation allows using the solenoid valve to fix the cylinder rod in any position without changing the design, which ultimately significantly expands the possibilities of applying the technical solution claimed as part of the group of inventions, in particular, for constructing vehicles with a variable distance between the wheels.
Промышленная применимость  Industrial applicability
Совокупность новых и общих известных существенных признаков у заявляемой группы изобретений может быть реализована множество раз. При этом достигается один и тот же эффект и решаются задачи группы изобретений, указанные выше. Следует сделать правомерный вывод о соответствии заявленного решения критерию «промышленная применимость».  The combination of new and common known essential features of the claimed group of inventions can be implemented many times. In this case, the same effect is achieved and the tasks of the group of inventions mentioned above are solved. A legitimate conclusion should be drawn on the conformity of the declared decision with the criterion of “industrial applicability”.
Заявляемое техническое решение может быть применено в транспортном машиностроении, в частности, в отраслях автомобилестроения и электромобилестроения, и может быть использовано как в индивидуальном, так и в коммерческом городском транспорте.  The claimed technical solution can be applied in transport engineering, in particular in the automotive and electric vehicle industries, and can be used in both individual and commercial urban transport.

Claims

Формула полезной модели Utility Model Formula
1. Электротрицикл, содержащий ведущее и ведомое колесо (колёса), аккумуляторный блок, контроллеры и зарядное устройство, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полностью закрытую кабину, переднюю и заднюю части рамы, не являющиеся единым целым, систему рулевого управления, а также узел трансформации рамы, позволяющий динамически изменять расстояние между передними и задними колесами и таким образом переводить электротрицикл из сложенного состояния в разложенное, и обратно, а ведущие колёса выполнены в виде мотор-колес, т.е. содержат интегрированный электродвигатель. 1. An electric tricycle containing a driving and driven wheel (s), a battery pack, controllers and a charger, characterized in that it further comprises a completely enclosed cabin, front and rear parts of the frame, which are not a single unit, the steering system, as well as the unit frame transformation, which allows you to dynamically change the distance between the front and rear wheels and thus transfer the electric tricycle from the folded state to the unfolded state, and vice versa, and the drive wheels are made in the form of motor wheels, i.e. contain an integrated electric motor.
2. Система рулевого управления электротрициклом, служащая для улучшения маневренности и облегчения парковки электротрицикла, содержащая рулевой механизм и электродвигатель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит джойстик, передающий сигналы контроллеру управления, контроллер управления, направляющий сигналы контроллерам тяговых электродвигателей и электродвигателю, контроллеры тяговых электродвигателей, датчики положения руля, сигналы с которых считываются контроллером управления для контроля работоспособности рулевого управления и предотвращения аварийных ситуаций, причем датчики положения руля могут в частности, содержать датчик абсолютного положения, датчик относительного положения, датчик центра руля, концевые датчики и т.д., а электродвигатель может быть выполнен как в виде серводвигателя, так и шагового двигателя.  2. The electric tricycle steering system, which serves to improve maneuverability and facilitate parking of the electric tricycle, comprising a steering mechanism and an electric motor, characterized in that it further comprises a joystick transmitting signals to the control controller, a control controller directing signals to the traction motor controllers and the electric motor, traction motor controllers , rudder position sensors, signals from which are read by the control controller to monitor steering performance on the management and prevention of emergency situations, wherein the rudder position sensors may, in particular, contain an absolute position sensor, a relative position sensor, a steering center sensor, end sensors, etc., and the electric motor can be made in the form of either a servomotor or a stepper motor .
3. Узел трансформации рамы электротрицикла, служащий для улучшения маневренности и облегчения парковки электротрицикла, содержащий заполненный гидравлической жидкостью цилиндр двустороннего действия с установленным в нём с образованием ю раоочих полостей поршнем со штоком, отличающийся тем, что он дополнительно содержит крепежные элементы, с помощью которых к цилиндру прикреплены тела, между которыми зафиксировано расстояние, перепускную трубку, соединяющую полости цилиндра слева и справа от поршня при помощи штуцеров, и электромагнитный клапан, перекрывающий поток жидкости в перепускной трубке, причем электромагнитный клапан расположен снаружи цилиндра. 3. The unit of transformation of the frame of the electric tricycle, which serves to improve maneuverability and facilitate parking of the electric tricycle, containing a double-acting cylinder filled with hydraulic fluid with it installed in it with the formation of the working cavities with a piston with a rod, characterized in that it additionally contains fasteners with which bodies are attached to the cylinder, a distance is fixed between them, a bypass tube connecting the cylinder cavities to the left and right of the piston with fittings, and an electromagnetic valve that blocks the flow liquid in the bypass tube, the solenoid valve being located outside the cylinder.
4. Электротрицикл по п.1., отличающийся тем, что содержит систему рулевого управления, аналогичную системе по п.2.  4. The electric tricycle according to claim 1., Characterized in that it contains a steering system similar to the system of claim 2.
5. Электротрицикл по п.1., отличающийся тем, что содержит узел трансформации рамы, аналогичный узлу трансформации по п.З.  5. The electric tricycle according to claim 1, characterized in that it contains a frame transformation unit, similar to the transformation unit according to p.
PCT/RU2014/000154 2013-03-12 2014-03-07 Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick WO2014142711A1 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013111052 2013-03-12
RU2013111052 2013-03-12
RU2013111023 2013-03-12
RU2013111023 2013-03-12
RU2013112962 2013-03-22
RU2013112962 2013-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014142711A1 true WO2014142711A1 (en) 2014-09-18

Family

ID=51537184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000154 WO2014142711A1 (en) 2013-03-12 2014-03-07 Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014142711A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016221366A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with electric motor driven wheels and method for steering the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995002385A1 (en) * 1993-07-15 1995-01-26 Thibodeau Bryan H All-terrain, all-weather wheelchair
RU18387U1 (en) * 2000-11-27 2001-06-20 Турченев Борис Петрович BODY OF A PASSENGER CAR
RU2215510C2 (en) * 2001-08-08 2003-11-10 Пендэйл Вентурес Лимитед Transport vehicle and method of its moving upstairs
DE202005020633U1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Drive for ground conveyor, has electronic control arranged parallel to rotational axis of shaft at or in housing of motor, where drive motor is horizontally arranged in gear housing
RU93749U1 (en) * 2009-12-29 2010-05-10 Константин Сергеевич Артемьев ELECTRIC CAR
RU2011148161A (en) * 2009-04-27 2013-06-10 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи STEERING VALVE WITH PLANETARY TRANSMISSION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995002385A1 (en) * 1993-07-15 1995-01-26 Thibodeau Bryan H All-terrain, all-weather wheelchair
RU18387U1 (en) * 2000-11-27 2001-06-20 Турченев Борис Петрович BODY OF A PASSENGER CAR
RU2215510C2 (en) * 2001-08-08 2003-11-10 Пендэйл Вентурес Лимитед Transport vehicle and method of its moving upstairs
DE202005020633U1 (en) * 2005-04-15 2006-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Drive for ground conveyor, has electronic control arranged parallel to rotational axis of shaft at or in housing of motor, where drive motor is horizontally arranged in gear housing
RU2011148161A (en) * 2009-04-27 2013-06-10 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи STEERING VALVE WITH PLANETARY TRANSMISSION
RU93749U1 (en) * 2009-12-29 2010-05-10 Константин Сергеевич Артемьев ELECTRIC CAR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016221366A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with electric motor driven wheels and method for steering the same
DE102016221366B4 (en) * 2016-10-28 2018-05-17 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with electric motor driven wheels and method for steering the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021022863A1 (en) Drive-by-wire electro-hydraulic steering system and hybrid control method for dual-winding motor
US9302702B1 (en) Steering control mechanisms for an electric vehicle
CN109291991B (en) Dual-motor drive-by-wire composite steering system and control method thereof
CN106671762B (en) Pure electric vehicle driven in distributed mode
CN109177945A (en) A kind of full decoupled electronic hydraulic brake system
CN104401388A (en) Intelligent electro-hydraulic steering system
CN106585602B (en) Bi-motor electromechanical braking servomechanism
CN103223940B (en) A kind of electric car coordination control system
CN104960572B (en) Commercial car with four-wheel steering
CN203832404U (en) Electric automobile integrating drive-by-wire control technology and wheel hub motor driving technology
CN105667580A (en) Steering-by-wire system based on fuzzy control and control method thereof
CN102627068B (en) Control method for wheel hub motor type hybrid electric vehicle
CN103481766B (en) A kind of drive system of electronlmobil and method
CN103496396A (en) Novel energy-saving differential power-assisted steering system of electric wheel automobile and control method thereof
CN209258223U (en) A kind of bi-motor line traffic control composite turning system
CN103569197B (en) four-wheel steering system and control method thereof
JP2024501300A (en) Hydraulic equipment, brake equipment, brake system, and brake control method
CN106828588A (en) Electric boosting steering system unmanned steering control method
CN215284966U (en) Multi-axle vehicle steering system capable of realizing manual steering and steer-by-wire switching
CN203832483U (en) Hub motor driving type electric automobile backing and turning assisting system
CN106275068A (en) Vehicle steering apparatus
WO2014142711A1 (en) Electric tricycle, unit for transforming the frame of an electric tricycle and system for steering an electric tricycle using a joystick
CN108945097B (en) Electric wire control steering system
CN105587002B (en) A kind of electric loader
CN103770663A (en) Electronic-gyroscope-autostabilization multi-wheel full-driving electric car

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14765391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14765391

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1