專利名稱：帶有電動(dòng)單元的車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)多功能驅(qū)動(dòng)車輪。該車輪適合于安裝到很多種移動(dòng)設(shè)備上，諸如各種輕型車、高爾夫球包車、自行車、輪椅、小型車、手推車等。
背景技術(shù)：
為此，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出各種車輪和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在EP-A-1350652中公開(kāi)了這樣一種車輪和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中機(jī)動(dòng)驅(qū)動(dòng)車輪包括限定出回轉(zhuǎn)軸線的周向輪輞。車輪系統(tǒng)還包括用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的電馬達(dá)，該電馬達(dá)包括可以圍繞馬達(dá)軸線旋轉(zhuǎn)的輸出軸。傳動(dòng)系統(tǒng)被設(shè)置用來(lái)將驅(qū)動(dòng)力從馬達(dá)傳遞給周向輪輞。更特別地，馬達(dá)的輸出軸設(shè)置有大齒輪來(lái)接合車輪的帶齒內(nèi)周向部分，以便將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力施加到輪輞使車輪前進(jìn)，馬達(dá)軸線基本上平行于輪輞的回轉(zhuǎn)軸線。車輪形成包封住馬達(dá)以及多個(gè)電池(為馬達(dá)提供電力)的殼體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種車輪系統(tǒng)的缺點(diǎn)是馬達(dá)的縱向尺寸受車輪寬度的限制，給馬達(dá)所能產(chǎn)生的電力施加了上限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目標(biāo)是提供改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)車輪。因此，在第一方面，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)車輪，所述電動(dòng)車輪包括:沿中心線延伸的輪轂；輪輞，所述輪輞能夠圍繞所述輪轂旋轉(zhuǎn)，使得所述中心線形成回轉(zhuǎn)軸線；和電動(dòng)單元，所述電動(dòng)單元被布置用來(lái)提供所述輪轂和所述輪輞之間的轉(zhuǎn)矩，其中:一所述輪輞與在圓形底部和開(kāi)口之間延伸的側(cè)壁形成隔室；一所述輪轂延伸通過(guò)居中地定位在所述圓形底部中的懸架，并終止于所述隔室內(nèi)的自由端部中；一所述電動(dòng)單元緊接著所述輪轂定位在所述隔室中，并被固定到所述輪轂的所述自由端部；并且其中，所述車輪包括用于從所述電動(dòng)單元傳遞轉(zhuǎn)矩到所述輪輞的傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置圍繞所述輪轂布置在所述隔室中，并且所述傳動(dòng)裝置定位在所述底部和所述電動(dòng)單元之間。所述輪轂沿所述電動(dòng)車輪的中心線定位。在使用中，通過(guò)輪輞相對(duì)于輪轂的旋轉(zhuǎn)，車輪可以導(dǎo)致物體——例如各種輕型車、高爾夫球包車、自行車、輪椅、小型車、手推車等一進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。輪輞與側(cè)壁形成隔室，該側(cè)壁在圓形底部和開(kāi)口之間延伸，從而跨越圓筒體(cylinder)。應(yīng)當(dāng)理解，底部不需要是關(guān)閉的，但可以設(shè)置有一個(gè)或更多個(gè)開(kāi)口。例如，底部可以設(shè)置為帶有輻條的敞開(kāi)底部。輪輞的側(cè)壁可以形成車輪的周向外表面。然而，車輪還可以包括輪胎，該輪胎環(huán)繞輪輞的外表面安裝。懸架居中地設(shè)置在圓形底部中。輪轂延伸穿過(guò)懸架，并且終止于隔室內(nèi)的自由端部中。
在簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，懸架的形式可以是在底部中居中的開(kāi)口，輪轂延伸通過(guò)該開(kāi)□。電動(dòng)單元可以是例如馬達(dá)、發(fā)電機(jī)或兩者的組合。電動(dòng)單元能夠提供輪轂和輪輞之間的轉(zhuǎn)矩，并且因此它可以能夠旋轉(zhuǎn)輪輞以使得車輪旋轉(zhuǎn)，即作用馬達(dá)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，提供的轉(zhuǎn)矩可以是正的或負(fù)的，因此，當(dāng)電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)輪輞時(shí)出現(xiàn)正轉(zhuǎn)矩，而當(dāng)輪輞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)單元(即，電動(dòng)單元充當(dāng)發(fā)電機(jī))時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)單元緊接著輪轂位于隔室中。此外，電動(dòng)單元被固定到輪轂的自由端部。由于電動(dòng)單元被固定在輪轂上，電動(dòng)單元不與車輪一起旋轉(zhuǎn)。相反，在車輪的旋轉(zhuǎn)期間，電動(dòng)單元相對(duì)于輪轂保持在固定的位置。傳動(dòng)裝置被設(shè)置用來(lái)從電動(dòng)單元傳遞轉(zhuǎn)矩到輪輞。傳動(dòng)裝置圍繞輪轂布置在隔室中，并且傳動(dòng)裝置位于底部和電動(dòng)單元之間。通過(guò)將傳動(dòng)裝置定位在隔室中在底部和電動(dòng)單元之間，可以保護(hù)傳動(dòng)裝置免受來(lái)自外部元件的干涉。由于傳動(dòng)裝置在隔室中的特殊定位，并且特別地由于傳動(dòng)裝置在底部和電動(dòng)單元之間的定位，傳動(dòng)裝置變得被隔室和電動(dòng)單元有效地遮蔽。此外，將電動(dòng)單元定位在傳動(dòng)裝置的背離底部的那側(cè)上有助于維護(hù)電動(dòng)單元甚至更換電動(dòng)單元。作為另外的優(yōu)點(diǎn)，會(huì)在傳動(dòng)裝置中產(chǎn)生的噪音可以被輪輞、底部和電動(dòng)單元抑制。在一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)單元被構(gòu)造為馬達(dá)，該馬達(dá)可以使輪輞相對(duì)于輪轂運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)單元能夠提供輪轂和輪輞之間的轉(zhuǎn)矩，并且因此能夠旋轉(zhuǎn)輪輞以提供車輪的旋轉(zhuǎn)。在另一實(shí)施例中，電動(dòng)單元被構(gòu)造為發(fā)電機(jī)，在電動(dòng)單元被輪輞驅(qū)動(dòng)時(shí)，該發(fā)電機(jī)可以在輪輞相對(duì)于輪轂運(yùn)動(dòng)(即，輪轂和輪輞之間提供的電轉(zhuǎn)矩是負(fù)的)時(shí)產(chǎn)生電能。在又一實(shí)施例中，電動(dòng)單元被構(gòu)造為電馬達(dá)和發(fā)電機(jī)。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)輪輞時(shí)出現(xiàn)正轉(zhuǎn)矩，而當(dāng)輪輞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)單元時(shí)出現(xiàn)負(fù)轉(zhuǎn)矩。車輪可以包括開(kāi)關(guān)，使得車輪的使用者能夠在負(fù)轉(zhuǎn)矩和正轉(zhuǎn)矩之間切換。開(kāi)關(guān)可以位于結(jié)合有機(jī)動(dòng)車輪的移動(dòng)設(shè)備上。這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，例如當(dāng)移動(dòng)設(shè)備要向山上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)移動(dòng)設(shè)備的車輪，由此有助于驅(qū)動(dòng)該設(shè)備。然而，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備要再向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)單元可以由輪輞驅(qū)動(dòng)，從而可以對(duì)電池充電。充到電池的電力可以在后面的階段使用。然而，除了對(duì)電池充電并將電能儲(chǔ)存以備后用，所提供的電力例如還可以被結(jié)合有車輪的移動(dòng)設(shè)備上的燈或發(fā)光體使用。控制系統(tǒng)可以與開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)。因此，例如能夠基于速度在負(fù)轉(zhuǎn)矩和正轉(zhuǎn)矩之間切換。例如，當(dāng)車輪的旋轉(zhuǎn)速度超過(guò)預(yù)定限值時(shí)控制系統(tǒng)可以引起制動(dòng)該車輪。輪輞可以包括數(shù)個(gè)徑向向內(nèi)的突起部，這些突起部可以加強(qiáng)輪輞，并進(jìn)一步衰減來(lái)自隔室中的電動(dòng)單元和傳動(dòng)裝置的噪音，還衰減振動(dòng)。特別地，這些突起部可以由多個(gè)翅片構(gòu)成，該多個(gè)翅片例如沿著側(cè)壁例如在中心線的方向上或者例如圍繞中心線螺旋狀盤(pán)繞地延伸。傳動(dòng)裝置可以包括第一驅(qū)動(dòng)輪、第二驅(qū)動(dòng)輪和帶，第一驅(qū)動(dòng)輪由電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，而第二驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)由所述帶被第一驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪可以設(shè)置有帶齒的外表面，并且所述帶可以設(shè)置有帶齒的內(nèi)表面，以便允許齒之間嚙合將驅(qū)動(dòng)力從電動(dòng)單元傳遞到第一驅(qū)動(dòng)輪并進(jìn)一步傳遞給第二驅(qū)動(dòng)輪。作為其替代，驅(qū)動(dòng)力可經(jīng)由過(guò)摩擦接合傳遞，例如通過(guò)利用允許充分摩擦以保證驅(qū)動(dòng)力傳遞的橡膠或類似材料來(lái)提供驅(qū)動(dòng)輪和帶。在替代實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置可以包括數(shù)個(gè)齒輪，用來(lái)將驅(qū)動(dòng)力從電動(dòng)單元傳遞給輪輞。為了保證電動(dòng)單元可以提供輪轂和輪輞之間的轉(zhuǎn)矩，輪輞可以包括用于攜載第二驅(qū)動(dòng)輪的座。該座可以形成輪輞的一部分，或者可以替代地是可以被附接至輪輞的分離的元件。在一個(gè)實(shí)施例中，座可以相對(duì)于懸架居中地布置，使得座和懸架的中心位于中心線上。因此，輪轂可以延伸穿過(guò)座和懸架。實(shí)現(xiàn)該設(shè)置的一種方式是例如通過(guò)為座設(shè)置直徑等于或大于懸架外直徑的中心開(kāi)口將座環(huán)繞懸架定位。通過(guò)保證第二驅(qū)動(dòng)輪和座之間的接合，轉(zhuǎn)矩可以從輪轂傳遞到輪輞，使得第二驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)引起座的旋轉(zhuǎn)。由于座可以形成輪輞的一部分或者可以被附接至輪輞，因此，第二驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)可以保證輪輞的旋轉(zhuǎn)。例如通過(guò)在座的外周邊上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)突起部(該突起部可以接合第二驅(qū)動(dòng)輪的內(nèi)周邊中的一個(gè)或更多個(gè)凹進(jìn)部)，可以保證座和第二驅(qū)動(dòng)輪之間的接合。然而，凹進(jìn)部和突起部也可以相反地布置。接合可以替代地或另外地由座和第二驅(qū)動(dòng)輪之間的摩擦接合加以保證。也可以使用其它類型的接合系統(tǒng)。第一和第二驅(qū)動(dòng)輪可以由例如塑料的合成材料、金屬或任何其它合適材料制造。在一些實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置以及驅(qū)動(dòng)車輪的重量是很重要的，因此塑料或鋁制的驅(qū)動(dòng)車輪會(huì)是優(yōu)選的。座和輪輞可以類似地由例如塑料的合成材料、金屬或其它合適材料制造。電動(dòng)單元可以包括能夠圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的輸出軸，該轉(zhuǎn)子軸線不與輪轂平行，并且因此不與中心線以及旋轉(zhuǎn)軸線平行。由于轉(zhuǎn)子軸線以及電動(dòng)單元自身可以不平行于輪轂地延伸，電動(dòng)單元的縱向范圍可以不受車輪的寬度或輪輞的寬度限制。在本發(fā)明的電動(dòng)單元被完全容裝在車輪中的實(shí)施例中，電動(dòng)單元的縱向范圍僅受車輪的對(duì)角線尺寸或徑向尺寸限制，該對(duì)角線尺寸或徑向尺寸在大多數(shù)情況中顯著大于車輪的寬度。轉(zhuǎn)子軸線可以橫向于輪轂地延伸。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子軸線基本上正交于輪轂，這對(duì)將電動(dòng)單元完全容納在輪輞內(nèi)會(huì)是特別有利的。由于輪輞形成隔室，因此電動(dòng)單元可以被完全包含在其中，即電動(dòng)單元可以不延伸超出隔室的邊界。通過(guò)避免元件從車輪伸出，可以在車輪的旋轉(zhuǎn)期間對(duì)電動(dòng)單元加以保護(hù)。為了進(jìn)一步增加安全，例如可以通過(guò)提供一對(duì)輪轂蓋將輪輞在兩個(gè)端部關(guān)閉。取決于要安裝上電動(dòng)驅(qū)動(dòng)車輪的移動(dòng)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)車輪還可以包括環(huán)繞輪輞的外表面安裝的輪胎。這會(huì)適用于以下情況，即，例如當(dāng)被安裝在攜載有對(duì)顛簸敏感的事物的移動(dòng)設(shè)備(例如輪椅和嬰兒車)上時(shí)，或者出于舒適原因而例如當(dāng)被安裝在例如自行車和手推車上時(shí)。傳動(dòng)系統(tǒng)可以包括聯(lián)接裝置，用來(lái)選擇性地聯(lián)接和脫離聯(lián)接從電動(dòng)單元到輪輞的轉(zhuǎn)矩傳遞。由此，有助于車輪空轉(zhuǎn)從而減小手動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)合有車輪的設(shè)備所需的人力水平。聯(lián)接裝置可以包括實(shí)現(xiàn)聯(lián)接和脫離聯(lián)接的至少一個(gè)離合器。離合器可以無(wú)限地改變從電動(dòng)單元傳遞給周向輪輞的驅(qū)動(dòng)力的量。
所述至少一個(gè)離合器可以被布置用于僅當(dāng)輪輞的旋轉(zhuǎn)速度不高于由輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定的驅(qū)動(dòng)速度時(shí)才允許將轉(zhuǎn)矩傳遞到輪輞。離合器還可以被布置用于當(dāng)輪輞的旋轉(zhuǎn)速度高于所述設(shè)定的驅(qū)動(dòng)速度時(shí)將輪輞從與電動(dòng)單元的接合釋放。例如，可以使用滾子軸承。由于可以安裝上電動(dòng)車輪的移動(dòng)設(shè)備的速度可能過(guò)高，車輪還可以包括制動(dòng)系統(tǒng)，該制動(dòng)系統(tǒng)可以被激活以降低輪輞的旋轉(zhuǎn)速度。制動(dòng)系統(tǒng)例如可以是可手動(dòng)激活的，從而控制移動(dòng)設(shè)備的人需要決定是否激活制動(dòng)系統(tǒng)。替代地或另外地，制動(dòng)系統(tǒng)可以包括自動(dòng)控制裝置，該自動(dòng)控制裝置可以在速度的給定設(shè)定點(diǎn)保證輪輞的減小的旋轉(zhuǎn)速度。設(shè)定點(diǎn)在一些實(shí)施例中可以是可變的，使得控制的人可以改變?cè)O(shè)定點(diǎn)，例如根據(jù)電動(dòng)車輪在其上運(yùn)行的地面的結(jié)構(gòu)、根據(jù)天氣狀況、或者根據(jù)移動(dòng)設(shè)備攜載的載荷等。由于驅(qū)動(dòng)車輪的旋轉(zhuǎn)速度在一些實(shí)施例中可以通過(guò)手動(dòng)改變電動(dòng)單元的輸出而改變，制動(dòng)系統(tǒng)可以被設(shè)置成僅當(dāng)輪輞從與電動(dòng)單元的接合釋放時(shí)(即在車輪的空轉(zhuǎn)期間)，制動(dòng)系統(tǒng)可以被激活以降低輪輞的旋轉(zhuǎn)速度。通過(guò)將摩擦力直接施加在輪輞的一部分或車輪的另一旋轉(zhuǎn)部分上，可以降低速度。在一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)系統(tǒng)可以包括盤(pán)式制動(dòng)器。盤(pán)式制動(dòng)器可以直接地接合輪輞，或者通過(guò)接合例如附接至車輪的輪轂蓋來(lái)間接地接合輪輞。制動(dòng)系統(tǒng)可以位于隔室中，并且它可以形成傳動(dòng)裝置的一部分，或者它可以簡(jiǎn)單地附接在輪轂和輪輞之間，并且能夠提供阻力對(duì)抗輪輞相對(duì)于輪轂的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)被安裝在特殊移動(dòng)設(shè)備上時(shí)，有利的是電動(dòng)車輪可以沿向前的方向和相反的方向旋轉(zhuǎn)。因此，電動(dòng)單元和傳動(dòng)系統(tǒng)中的至少一個(gè)可以被布置用來(lái)沿向前的第一方向和沿相反的第二方向驅(qū)動(dòng)輪輞。在一些實(shí)施例中，通過(guò)改變電動(dòng)單元的輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向可以提供相反旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，電動(dòng)單元可以是電驅(qū)動(dòng)電馬達(dá)。馬達(dá)可以包括電力連接元件，用來(lái)從外部電源接收電驅(qū)動(dòng)電力。電源可以布置在結(jié)合有驅(qū)動(dòng)車輪的設(shè)備上，并且可以經(jīng)由電力連接元件和電線與馬達(dá)連接。因此可以避免電池占據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪內(nèi)的空間，從而便于使用更大的馬達(dá)。電動(dòng)單元可以利用電線連接到外部電源。為了將電線附接至電動(dòng)單元，輪轂可以包括開(kāi)口。例如，輪轂可以是空心的，以便通過(guò)輪轂中的開(kāi)口提供通向車輪內(nèi)部以及電動(dòng)單元的通路。在一些應(yīng)用場(chǎng)合中，有利的是電動(dòng)車輪包括震動(dòng)吸收系統(tǒng)，該震動(dòng)吸收系統(tǒng)能夠在輪輞的旋轉(zhuǎn)期間(例如在碰到石頭時(shí))緩沖對(duì)車輪的影響。電動(dòng)車輪因此還可包括彈性元件，該彈性元件適于彈性地懸掛電動(dòng)單元。彈性構(gòu)件在一個(gè)實(shí)施例中可以包括一個(gè)或多個(gè)彈黃。為了便于結(jié)合有電動(dòng)車輪的移動(dòng)設(shè)備轉(zhuǎn)彎，車輪可以包括轉(zhuǎn)向元件，該轉(zhuǎn)向元件適于改變輪轂與用于車輪的懸掛結(jié)構(gòu)之間的角度。隔室可以容納另外的部件，例如，用來(lái)控制電動(dòng)單元、速度、制動(dòng)、轉(zhuǎn)矩等的電子元器件。隔室也可以容納電池、彈簧、或者類似的用來(lái)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)矩的裝置，轉(zhuǎn)矩可以被釋放用來(lái)讓輪輞相對(duì)于輪轂旋轉(zhuǎn)。
在第二方面，本發(fā)明提供用來(lái)組裝根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電動(dòng)車輪的元件套件。通過(guò)提供用來(lái)組裝電動(dòng)車輪的元件套件，如果必要可以容易地交換一個(gè)或更多個(gè)元件。例如，電動(dòng)單元的尺寸可以依賴于所選擇的套件而變化。因此，車輪可以以非常少的相關(guān)操作應(yīng)用于不同的移動(dòng)設(shè)備。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的第一方面的上述特征可以應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的第二方面的套件。因此，第二方面可以包括本發(fā)明的第一方面的特征和元件的任何組合?？梢岳媚軌蛴檬植僮鞯脑B接套件的輪轂和輪輞。這可以通過(guò)提供輪輞和輪轂使得輪輞可以滑動(dòng)到輪轂上來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢岳美缈焖俾?lián)接元件用手將輪輞和輪轂彼此連接。在這一點(diǎn)上，快速聯(lián)接被理解為以下聯(lián)接方式，即，輪轂的一部分被成形以接合輪輞的一部分，從而在輪輞和輪轂之間限定出密封來(lái)保證它們之間的適當(dāng)接合，以致于輪輞在車輪的旋轉(zhuǎn)期間不會(huì)滑動(dòng)離開(kāi)輪轂。然而，應(yīng)當(dāng)理解，輪輞可以繞輪轂旋轉(zhuǎn)。例如，輪轂可以沿其外周邊包括突起部，使得在這個(gè)位置處的輪轂直徑至少略微大于沿輪轂在其它位置處的直徑。當(dāng)輪輞沿輪轂的長(zhǎng)度滑動(dòng)并且經(jīng)過(guò)該突起部時(shí)，該突起部將保證輪輞在沒(méi)有施加沿輪轂長(zhǎng)度的作用力下不能再往回滑動(dòng)。為了便于組裝這套元件，輪輞可以包括軸承，該軸承與輪輞成一體地形成，并且能夠接收輪轂以將輪輞圍繞輪轂懸掛。在簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，該軸承可以是其尺寸適于接收輪轂的開(kāi)口。傳動(dòng)裝置可以包括第一驅(qū)動(dòng)輪、第二驅(qū)動(dòng)輪和帶，第一驅(qū)動(dòng)輪由電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，而第二驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)由所述帶由第一驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)。此外，輪輞可以包括座，第二驅(qū)動(dòng)輪可以滑動(dòng)到座上，由此第二驅(qū)動(dòng)輪和輪輞進(jìn)入鎖定不能相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)矩可以從電動(dòng)單元傳遞給輪輞。為了便于組裝傳動(dòng)裝置和輪輞，第二驅(qū)動(dòng)輪可以被設(shè)置成使得該第二驅(qū)動(dòng)輪可以通過(guò)其沿中心線相對(duì)于座的運(yùn)動(dòng)而滑動(dòng)到座上。在第三方面，本發(fā)明提供一種移動(dòng)設(shè)備，該移動(dòng)設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的電動(dòng)車輪。因此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的第一方面和第二方面的上述特征可以應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的第三方面的移動(dòng)設(shè)備。因此，第三方面可以包括本發(fā)明的第一方面和/或第二方面的特征和元件的任何組合。


現(xiàn)在將參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:圖1示出電動(dòng)車輪的一個(gè)實(shí)施例的元件，圖2示出電動(dòng)車輪的實(shí)施例的輪輞，傳動(dòng)裝置和電動(dòng)單元，圖3示出電動(dòng)車輪的實(shí)施例，圖4示出通過(guò)電動(dòng)車輪的實(shí)施例的剖面，圖5示出對(duì)電動(dòng)車輪的實(shí)施例供電的電源的示例，圖6a和圖6b不出被應(yīng)用于兩種不同移動(dòng)設(shè)備的電動(dòng)車輪的實(shí)施例，并且圖7示出用于電動(dòng)車輪的實(shí)施例的不同輪轂蓋。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)理解的是，在指出本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，僅通過(guò)例示的方式給出詳細(xì)描述和具體例子，因?yàn)楦鶕?jù)該詳細(xì)描述，在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變得顯然。圖1和圖2示出電動(dòng)車輪I的實(shí)施例的元件。車輪I包括:沿中心線(未示出)定位的輪轂2 ;輪輞3，該輪輞可以圍繞輪轂2旋轉(zhuǎn)使得上述中心線形成旋轉(zhuǎn)軸線；以及電動(dòng)單元，該電動(dòng)單元具有馬達(dá)4的形式，該馬達(dá)4被布置用來(lái)提供輪轂2和輪輞3之間的轉(zhuǎn)矩。輪輞3與側(cè)壁5形成隔室，該側(cè)壁5在圓形底部6和開(kāi)口 7之間延伸。在示出的實(shí)施例中，圓形底部是帶有開(kāi)口 8的封閉表面，該開(kāi)口形成輪轂2經(jīng)其延伸穿過(guò)的懸架8。懸架8居中地位于圓形底部6中。輪轂2終止于隔室內(nèi)的自由端部(未示出)中。馬達(dá)4緊接著輪轂2位于隔室中，并被固定到輪轂2的自由端部。在車輪I的旋轉(zhuǎn)期間，輪轂2不旋轉(zhuǎn)。輪輞3可以圍繞中心線并徑向地圍繞輪轂2旋轉(zhuǎn)，從而允許車輪I旋轉(zhuǎn)。由于馬達(dá)4固定至輪轂2，馬達(dá)4不與車輪I 一起旋轉(zhuǎn)。相反，在車輪I的旋轉(zhuǎn)期間，馬達(dá)4相對(duì)于輪轂2保持在一固定位置。此外，車輪I包括傳動(dòng)裝置9，用來(lái)從馬達(dá)4傳遞轉(zhuǎn)矩到輪輞3。傳動(dòng)裝置9圍繞輪轂2布置在隔室中，并且傳動(dòng)裝置9位于底部6和馬達(dá)4之間。傳動(dòng)裝置9包括第一驅(qū)動(dòng)輪10、第二驅(qū)動(dòng)輪11和帶12。第一驅(qū)動(dòng)輪10由馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)，而第二驅(qū)動(dòng)輪11經(jīng)由帶12由第一驅(qū)動(dòng)輪10驅(qū)動(dòng)。為了幫助第一驅(qū)動(dòng)輪10和第二驅(qū)動(dòng)輪11的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪10、11設(shè)置有帶齒的外表面，而帶12設(shè)置有帶齒的內(nèi)表面(見(jiàn)圖2)。為了保證馬達(dá)4可以提供輪轂2與輪輞3之間的轉(zhuǎn)矩，輪輞3包括用于攜載第二驅(qū)動(dòng)輪11的座13。在示出的實(shí)施例中，座13與輪輞3成一體地形成。座13相對(duì)于懸架8居中地布置,使得座13和懸架8兩者的中心都位于中心線(未示出)上。由此，輪轂2延伸穿過(guò)座13和懸架8。這通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):通過(guò)為座13設(shè)置直徑基本等于懸架8的外直徑的中心開(kāi)口而將座13環(huán)繞懸架8定位。因此，通過(guò)保證第二驅(qū)動(dòng)輪11和座13之間的接合，轉(zhuǎn)矩可以從輪轂2傳遞到輪輞3，使得第二驅(qū)動(dòng)輪11的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致座13的旋轉(zhuǎn)。由于座13形成輪輞3的一部分，因此第二驅(qū)動(dòng)輪11的旋轉(zhuǎn)保證了輪輞3的旋轉(zhuǎn)。在示出的實(shí)施例中，通過(guò)在座13的外周邊上設(shè)置與第二驅(qū)動(dòng)輪11的內(nèi)周邊中的凹進(jìn)部15接合的突起部14來(lái)保證座13和第二驅(qū)動(dòng)輪11之間的接合。馬達(dá)4包括可繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的輸出軸16，該轉(zhuǎn)子軸線不與輪轂2平行，并且因此不與中心線平行。由于轉(zhuǎn)子軸線及馬達(dá)4自身不平行于輪轂2地延伸，馬達(dá)4的縱向范圍不受車輪I的寬度或輪輞3的寬度限制。為了幫助第一驅(qū)動(dòng)輪10驅(qū)動(dòng)，輸出軸16與第一驅(qū)動(dòng)輪10經(jīng)由被包封在齒輪殼體17中的齒輪(未示出)和齒輪輸出軸18而連接。在示出的實(shí)施例中，輪胎19環(huán)繞輪輞3的外表面安裝。此外，一組輪轂蓋20、21用于關(guān)閉車輪I。前輪轂蓋20被關(guān)閉，而后輪轂蓋21設(shè)置有居中定位的開(kāi)口以允許輪轂2在此延伸穿過(guò)。圖3示出電動(dòng)車輪I的實(shí)施例，其中圖1和圖2的大多數(shù)元件已組裝。前輪轂蓋20被移除以示出隔室的內(nèi)部。圖4示出通過(guò)如上文所描述的電動(dòng)車輪I的實(shí)施例的剖面。圖5示出對(duì)電動(dòng)車輪I的實(shí)施例供電的電源的示例。在示出的實(shí)施例中，電動(dòng)單元4是電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。馬達(dá)4包括電力連接元件(未示出)，該電力連接元件用來(lái)從外部電源(未示出)接收電驅(qū)動(dòng)電力。電源可以布置在結(jié)合有驅(qū)動(dòng)車輪I的設(shè)備上。因此可以避免電池占據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪I內(nèi)的空間，由此有助于使用更大的馬達(dá)4。馬達(dá)4利用電線22與外部電源(未示出)連接。為了將電線22附接到馬達(dá)4，輪轂2包括輪轂開(kāi)口 23。在本實(shí)施例中，輪轂2是空心的，以便提供通過(guò)輪轂2中的輪轂開(kāi)口23通向車輪I的內(nèi)部并因此通向馬達(dá)4的通路。如圖6a和圖6b中示意性示出地，電動(dòng)車輪I可以以不同方式應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備24a、24b。由于輪轂2不與車輪一起旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)設(shè)備24可以直接附接到輪轂2。圖7示出用于電動(dòng)車輪I的不同的輪轂蓋20。視覺(jué)設(shè)計(jì)可以根據(jù)車輪I的使用而變化，例如，取決于車輪I所應(yīng)附接到的移動(dòng)設(shè)備。此外，前輪轂蓋20可以作為標(biāo)識(shí)、名字、圖畫(huà)而用于商業(yè)目的，或者其它商業(yè)指示用品可以附接到前輪轂蓋20或印刷在前輪轂蓋20上。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車輪，該電動(dòng)車輪包括:沿中心線延伸的輪轂；輪輞，所述輪輞能夠圍繞所述輪轂旋轉(zhuǎn)，從而所述中心線形成回轉(zhuǎn)軸線；以及電動(dòng)單元，所述電動(dòng)單元被布置用來(lái)提供所述輪轂和所述輪輞之間的轉(zhuǎn)矩，其中 一所述輪輞與側(cè)壁形成隔室，所述側(cè)壁在圓形底部和開(kāi)口之間延伸； 一所述輪轂延伸通過(guò)居中地定位在所述圓形底部中的懸架，并終止于所述隔室內(nèi)的自由端部中； 一所述電動(dòng)單元緊接著所述輪轂定位在所述隔室中，并被固定到所述輪轂的所述自由端部；并且 其中，所述車輪包括用于從所述電動(dòng)單元傳遞轉(zhuǎn)矩到所述輪輞的傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置圍繞所述輪轂布置在所述隔室中，并且所述傳動(dòng)裝置定位在所述圓形底部和所述電動(dòng)單元之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輪，其中所述電動(dòng)單元被構(gòu)造為馬達(dá)，所述馬達(dá)能夠使所述輪輞相對(duì)于所述輪轂運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)車輪，其中所述電動(dòng)單元被構(gòu)造為發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)能夠在所述輪輞相對(duì)于所述輪轂運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電能。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪，其中所述傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)輪、第二驅(qū)動(dòng)輪和帶，所述第一驅(qū)動(dòng)輪由所述電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，而所述第二驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)由所述帶被所述第一驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車輪，其中所述輪輞包括用于攜載所述第二驅(qū)動(dòng)輪的座。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪，其中所述電動(dòng)單元包括能夠圍繞轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的輸出軸，所述轉(zhuǎn)子軸線不與所述輪轂平行。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪，其中所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括聯(lián)接裝置，用來(lái)選擇性地聯(lián)接和脫離聯(lián)接從所述電動(dòng)單元到所述輪輞的轉(zhuǎn)矩傳遞。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪,其中所述電動(dòng)單元包括電力連接元件,用來(lái)從外部電源接收電驅(qū)動(dòng)電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)車輪，其中所述電動(dòng)單元由穿過(guò)所述輪轂的電線與所述外部電源聯(lián)接。
10.用于組裝根據(jù)權(quán)利要求1一 9中的任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪的元件套件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的元件套件，其中利用能夠用手操作的元件以可釋放的方式連接所述輪轂和所述輪輞。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的元件套件，其中所述輪輞包括軸承，該軸承與所述輪輞成一體地形成，并且所述軸承能夠接收所述輪轂以便將所述輪輞圍繞所述輪轂懸掛。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中的任一權(quán)利要求所述的元件套件，其中所述傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)輪、第二驅(qū)動(dòng)輪和帶，所述第一驅(qū)動(dòng)輪由所述電動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)，而所述第二驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)由所述帶被所述第一驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，并且其中所述輪輞包括座，所述第二驅(qū)動(dòng)輪能夠滑動(dòng)到所述座上，由此所述第二驅(qū)動(dòng)輪和所述輪輞進(jìn)入鎖定不能相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的元件套件，其中所述第二驅(qū)動(dòng)輪能夠通過(guò)所述第二驅(qū)動(dòng)輪沿所述中心線相對(duì)于所述座的運(yùn)動(dòng)而滑動(dòng)到所述座上。
15.一種移動(dòng)設(shè)備， 所述移動(dòng)設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1 一 14中的任一權(quán)利要求所述的電動(dòng)車輪。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動(dòng)車輪，該電動(dòng)車輪包括沿中心線定位的輪轂；輪輞，其可以圍繞輪轂旋轉(zhuǎn)使得中心線形成回轉(zhuǎn)軸線；和電動(dòng)單元，其被布置用來(lái)提供輪轂和輪輞之間的轉(zhuǎn)矩。輪輞與側(cè)壁形成隔室，側(cè)壁在圓形底部和開(kāi)口之間延伸。輪轂延伸通過(guò)居中地位于圓形底部中的懸架，并終止于隔室內(nèi)的自由端部中。所述電動(dòng)單元緊接著輪轂定位在隔室中，并被固定到輪轂的自由端部。車輪包括用于從電動(dòng)單元傳遞轉(zhuǎn)矩到輪輞的傳動(dòng)裝置。該傳動(dòng)裝置圍繞輪轂布置在隔室中，并定位在底部和電動(dòng)單元之間。
文檔編號(hào)B60K7/00GK103108764SQ201180034762
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者G·馬努斯 申請(qǐng)人:諾迪克特股份公司