本發(fā)明屬于飛行汽車領(lǐng)域，具體涉及一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：

1、飛行汽車是汽車與航空飛行器的有效結(jié)合，即可在地面行駛，又可在天空翱翔。飛行汽車的出現(xiàn)可以有效解決地面交通擁堵等問題，但由于技術(shù)復(fù)雜等原因，飛行汽車暫時(shí)還未大規(guī)模被應(yīng)用，不過其前景一片光明。

2、飛行汽車的飛行(起降和航行)動(dòng)力裝置一般由螺旋槳或涵道風(fēng)扇構(gòu)成，汽車(行駛)動(dòng)力裝置則與一般的汽車基本一致。目前，飛行汽車根據(jù)其動(dòng)力裝置的構(gòu)型特點(diǎn)可分為兩類。一類為獨(dú)立式，即汽車動(dòng)力裝置與飛行動(dòng)力裝置為獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，汽車車輪在汽車模式和飛行模式切換時(shí)不需要改變方位。但由于獨(dú)立式飛行汽車中汽車動(dòng)力裝置與飛行動(dòng)力裝置獨(dú)立運(yùn)行，使整車結(jié)構(gòu)體積較大，車輛重量也較重。另一類為變換式，汽車動(dòng)力裝置與飛行動(dòng)力裝置一般集成為一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)(車輪系統(tǒng))，汽車車輪在汽車模式和飛行模式切換時(shí)存在方位變換。變換式飛行汽車具有整車結(jié)構(gòu)體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的發(fā)展趨勢(shì)。

3、目前變換式飛行汽車的車輪系統(tǒng)一般集成有驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和離合器等部件，導(dǎo)致汽車簧下質(zhì)量較大，容易造成操控性和穩(wěn)定性差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問題：

2、為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，是一種變換式飛行汽車動(dòng)力裝置，該裝置中車輪行駛驅(qū)動(dòng)與螺旋槳飛行驅(qū)動(dòng)采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，車輪行駛驅(qū)動(dòng)的輪邊電機(jī)安裝于車架上，螺旋槳驅(qū)動(dòng)通過安裝于支撐軸的輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)，車輪和螺旋槳共用一個(gè)空心式支承軸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，并將用于車輪換向的伸縮液壓結(jié)構(gòu)與減振懸架結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)化了動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)，有效減小了汽車簧下質(zhì)量。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，包括：輪轂、內(nèi)軸、支撐軸、輪轂電機(jī)、螺旋槳、輪邊電機(jī)、安裝架和伸縮減振機(jī)構(gòu)；

4、所述內(nèi)軸外端與輪轂同軸固連，內(nèi)軸的內(nèi)端通過萬向聯(lián)軸節(jié)連接輪邊電機(jī)的輸出軸；所述輪邊電機(jī)固定于車架，其輸出軸水平設(shè)置，輪邊電機(jī)用于行駛模式下為輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力；

5、所述支撐軸同軸套裝于內(nèi)軸外徑，二者轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述輪轂電機(jī)為空心電機(jī)，同軸套裝于支撐軸外徑，其內(nèi)圈與支撐軸外徑壁緊配合；所述螺旋槳套裝于輪轂電機(jī)的外徑，與輪轂電機(jī)的外圈緊配合；螺旋槳位于輪轂內(nèi)腔，用于飛行模式下提供飛行推進(jìn)力；所述輪轂電機(jī)為螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力；

6、所述安裝架固定于車架，安裝架面向輪轂的端部與支撐軸內(nèi)端鉸接，其頂端與伸縮減振機(jī)構(gòu)的一端鉸接；所述伸縮減振機(jī)構(gòu)的另一端與支撐軸內(nèi)端上邊緣處鉸接；所述伸縮減振機(jī)構(gòu)用于動(dòng)力裝置飛行模式和行駛模式位置的切換，并用于行駛模式下的減振。

7、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述行駛模式下，輪轂為豎直狀態(tài)，輪邊電機(jī)輸出軸、萬向聯(lián)軸節(jié)、內(nèi)軸三者水平同軸，伸縮減振機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)；所述飛行模式下，輪轂為水平狀態(tài)，輪邊電機(jī)輸出軸與內(nèi)軸垂直，且萬向聯(lián)軸節(jié)的兩端處于垂直，伸縮減振機(jī)構(gòu)處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述內(nèi)軸一端設(shè)有連接法蘭，用于和輪轂通過螺栓固定連接；內(nèi)軸中部為光軸段，用于安裝內(nèi)軸承和支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；內(nèi)軸另一端為棱柱結(jié)構(gòu)，用于和萬向聯(lián)軸節(jié)防轉(zhuǎn)套接固定。

9、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述內(nèi)軸靠近連接法蘭一端同軸設(shè)有剎車盤，用于安裝剎車鉗組件。

10、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述支撐軸主體為空心軸結(jié)構(gòu)，其一端內(nèi)徑壁與內(nèi)軸承的外圈緊配合，該端的外徑壁套設(shè)有輪轂電機(jī)，通過輪轂電機(jī)與螺旋槳的安裝部轉(zhuǎn)動(dòng)連接；其另一端設(shè)有鉸接軸和第一鉸接孔，兩個(gè)所述鉸接軸水平設(shè)置，對(duì)稱設(shè)于支撐軸端部?jī)蓚?cè)，鉸接軸的軸線與支撐軸的軸線垂直相交，用于和安裝架鉸接；所述第一鉸接孔位于支撐軸端部上邊緣處，與鉸接軸平行，用于通過銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

11、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述安裝架包括豎桿和兩個(gè)橫桿；所述豎桿豎直固定于車架；兩個(gè)所述橫桿對(duì)稱設(shè)置，垂直固定于豎桿背向車架一側(cè)的底端；所述橫桿端部設(shè)有通孔，用于和支撐軸的鉸接軸配合鉸接；所述豎桿上端設(shè)有連接耳片，連接耳片設(shè)有與橫桿的通孔平行的第二鉸接孔，用于穿過銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

12、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述螺旋槳包括安裝軸和均布固定于安裝軸周圈外徑的多個(gè)葉片；所述安裝軸作為螺旋槳的安裝部，沿其軸線設(shè)有安裝孔，所述安裝孔的內(nèi)壁與輪轂電機(jī)的外圈緊配合。

13、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述伸縮減振機(jī)構(gòu)包括伸縮式液壓缸和同軸套裝于液壓缸外部的減振彈簧；所述液壓缸伸出時(shí)，推動(dòng)支撐軸內(nèi)端上邊緣繞安裝架與支撐軸的鉸接處翻轉(zhuǎn)至水平，輪轂與地面平行；所述液壓缸收回復(fù)位時(shí)，拉動(dòng)支撐軸翻轉(zhuǎn)復(fù)位，輪轂與地面垂直，此時(shí)減振彈簧與液壓缸的兩端彈性相抵，對(duì)車輪行駛狀態(tài)下起到減振作用。

14、有益效果

15、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，相比現(xiàn)有變換式飛行汽車技術(shù)方案，本發(fā)明取消了離合器設(shè)計(jì)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器集成的輪邊電機(jī)整體固定于車架上，形成輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，減少了車輪系統(tǒng)的負(fù)重。采用同軸安裝于支撐軸的輪轂電機(jī)為同軸安裝于輪轂電機(jī)外圈的螺旋槳提供動(dòng)力。在汽車行駛模式下，輪邊電機(jī)輸出軸工作，帶動(dòng)內(nèi)軸進(jìn)而帶動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輪行駛功能；在飛行模式下，車輪翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)，輪轂電機(jī)工作，直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生飛行推力。該結(jié)構(gòu)形式改變了傳統(tǒng)變換式飛行汽車的動(dòng)力裝置布局方式，避免了現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)方案在車輪系統(tǒng)內(nèi)集成驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和離合器等部件帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、汽車簧下質(zhì)量大的問題。

16、本發(fā)明中，車輪輪轂和螺旋槳共用一個(gè)空心式支承軸，支承軸內(nèi)部通過內(nèi)軸承與內(nèi)軸連接，支撐軸外部作為輪轂電機(jī)的固定軸，通過輪轂電機(jī)的旋轉(zhuǎn)外殼與螺旋槳緊配合連接，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，進(jìn)而減輕了簧下重量。

17、本發(fā)明中，將用于車輪換向的伸縮液壓結(jié)構(gòu)與減振懸架結(jié)構(gòu)集成為伸縮減振機(jī)構(gòu)，其中伸縮液壓缸與減振彈簧共用中心軸，伸縮式液壓缸在內(nèi)，減振彈簧在外，既簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，也減輕了簧下重量。

18、本發(fā)明在汽車行駛模式下，通過汽車控制系統(tǒng)控制四套動(dòng)力裝置中的輪邊電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速，即可通過改變車輪轉(zhuǎn)速完成車輛轉(zhuǎn)彎及原地掉頭等動(dòng)作，所以取消了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)；飛行模式下，通過控制系統(tǒng)控制四套動(dòng)力裝置中的輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制四個(gè)螺旋槳轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)飛行功能。輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)可獨(dú)立控制其工作。

技術(shù)特征：

1.一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，包括：輪轂、內(nèi)軸、支撐軸、輪轂電機(jī)、螺旋槳、輪邊電機(jī)、安裝架和伸縮減振機(jī)構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述行駛模式下，輪轂為豎直狀態(tài)，輪邊電機(jī)的輸出軸、萬向聯(lián)軸節(jié)、內(nèi)軸三者水平同軸，伸縮減振機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)；所述飛行模式下，輪轂為水平狀態(tài)，輪邊電機(jī)輸出軸與內(nèi)軸垂直，且萬向聯(lián)軸節(jié)的兩端處于垂直，伸縮減振機(jī)構(gòu)處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述內(nèi)軸一端設(shè)有連接法蘭，用于和輪轂通過螺栓固定連接；內(nèi)軸中部為光軸段，用于安裝內(nèi)軸承和支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；內(nèi)軸另一端為棱柱結(jié)構(gòu)，用于和萬向聯(lián)軸節(jié)防轉(zhuǎn)套接固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述內(nèi)軸靠近連接法蘭一端同軸設(shè)有剎車盤，用于安裝剎車鉗組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述支撐軸主體為空心軸結(jié)構(gòu)，其一端內(nèi)徑壁與內(nèi)軸承的外圈緊配合，該端的外徑壁套設(shè)有輪轂電機(jī)，通過輪轂電機(jī)與螺旋槳的安裝部轉(zhuǎn)動(dòng)連接；支撐軸另一端設(shè)有鉸接軸和第一鉸接孔，兩個(gè)所述鉸接軸水平設(shè)置，對(duì)稱設(shè)于支撐軸端部?jī)蓚?cè)，鉸接軸的軸線與支撐軸的軸線垂直相交，用于和安裝架鉸接；所述第一鉸接孔位于支撐軸端部邊緣處，與鉸接軸平行，用于通過銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述安裝架包括豎桿和兩個(gè)橫桿；所述豎桿豎直固定于車架；兩個(gè)所述橫桿對(duì)稱設(shè)置，垂直固定于豎桿背向車架一側(cè)的底端；所述橫桿外端部設(shè)有通孔，用于和支撐軸的鉸接軸配合鉸接；所述豎桿上端設(shè)有連接耳片，連接耳片設(shè)有與橫桿的通孔平行的第二鉸接孔，用于穿過銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述螺旋槳包括安裝軸和均布固定于安裝軸周圈外徑的多個(gè)葉片；所述安裝軸作為螺旋槳的安裝部，沿其軸線設(shè)有安裝孔，安裝孔的內(nèi)壁與輪轂電機(jī)的外圈緊配合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述伸縮減振機(jī)構(gòu)包括伸縮式液壓缸和同軸套裝于液壓缸外部的減振彈簧；所述液壓缸伸出時(shí)，推動(dòng)支撐軸內(nèi)端上邊緣繞安裝架與支撐軸的鉸接處翻轉(zhuǎn)至水平，輪轂與地面平行；所述液壓缸收回復(fù)位時(shí)，拉動(dòng)支撐軸翻轉(zhuǎn)復(fù)位，輪轂與地面垂直，此時(shí)減振彈簧與液壓缸的兩端彈性相抵，對(duì)車輪行駛狀態(tài)下起到減振作用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種基于輪轂電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，屬于飛行汽車領(lǐng)域。將地面行駛和空中飛行集成到一個(gè)動(dòng)力裝置，通過裝置變換工作形式進(jìn)行模式切換。其中車輪行駛驅(qū)動(dòng)與螺旋槳飛行驅(qū)動(dòng)采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，車輪行駛驅(qū)動(dòng)的輪邊電機(jī)安裝于車架上，螺旋槳驅(qū)動(dòng)通過安裝于支撐軸的輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)，車輪和螺旋槳共用一個(gè)空心式支承軸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐，并將用于車輪換向的伸縮液壓結(jié)構(gòu)與減振懸架結(jié)構(gòu)集成設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)化了動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)，有效減小了汽車簧下質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：李全坤,馬瑞賢,黃宇靈,王四季,雷曉波,石斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10