本實(shí)用新型涉及地空兩棲交通工具領(lǐng)域，具體涉及一種電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置及陸空兩用電動汽車。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車在日常生活中已經(jīng)不僅僅是一種交通工具，更是人們的一種生活方式。近些年以來，城市中汽車數(shù)量大幅增加，堵車已經(jīng)成了大多數(shù)城市的日?，F(xiàn)象，過大的交通壓力會帶來一系列問題和隱患。如何有效的解決現(xiàn)代城市存在的交通問題變得刻不容緩。

結(jié)合享利·福特提出的飛行汽車的概念，有人便提出依靠飛行汽車來緩解地面交通壓力的想法，這也使飛行汽車成為世界各國相關(guān)行業(yè)研究的熱點(diǎn)。通過查詢資料不難發(fā)現(xiàn)，有千奇百怪性能各異的飛行汽車發(fā)明，但遺憾的是目前世界上真正可以實(shí)現(xiàn)飛行的汽車中絕大多數(shù)都表現(xiàn)不佳。有些發(fā)明中，由于增加了很多飛行必需的裝置，使得飛行汽車在很大程度上失去了良好的視野、運(yùn)載能力和靈活的操控性。還有的飛行汽車發(fā)明不具備垂直起降能力，使用的是類似固定翼飛機(jī)的滑跑起飛方式，這樣很難找到合適的起降場地并且也不能實(shí)質(zhì)上降低地面交通的壓力。

目前具備垂直起降的飛行汽車可分為兩大類，第一類是在車身左右兩側(cè)，使用可以折疊的固定翼旋翼或是涵道風(fēng)扇作為起飛和飛行的動力，第二類則是采用直升機(jī)和汽車結(jié)合的模式。以上兩種方式均有著嚴(yán)重的缺陷，利用折疊的固定翼旋翼或涵道風(fēng)扇作為驅(qū)動，旋翼及涵道會占用大量的車體空間，車內(nèi)可利用空間變得很狹小，而采用直升機(jī)和汽車結(jié)合的模式，車頂?shù)木薮笮韺o法使汽車在公路上正常行駛，并且汽車起飛時(shí)需要保持周圍空曠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)開發(fā)了一種電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，本實(shí)用新型的目的之一是解決電動汽車車輪位置能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能夠?qū)④囕喩斐鲕圀w外，方便維修。

本實(shí)用新型的目的之二是解決啟動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，能偶將車輪伸出車體外，通過車輪輪輻螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生升力。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)開發(fā)了一種陸空兩用電動汽車，本實(shí)用新型的目的是提供一種可以作為游樂設(shè)施或者可以作為交通工具的電動汽車。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，包括：

車軸，其穿過輪轂電機(jī)的中心并且和輪轂電機(jī)的定子固定，車輪相對于所述車軸自由旋轉(zhuǎn)；

轉(zhuǎn)向支架，其固定連接所述的車軸或其和所述車軸形成為一體；所述轉(zhuǎn)向支架具有兩個(gè)平行外伸腳；

電機(jī)基座，其設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向支架的兩個(gè)外伸腳之間，并且具有容納空間；

減振液壓缸，其固定設(shè)置在所述電機(jī)基座和所述轉(zhuǎn)向支架的所述外伸腳之間；

減振液壓活塞桿，其穿過所述電機(jī)基座和所述減振液壓缸，并且固定在所述轉(zhuǎn)向支架的兩個(gè)外伸腳之間；

轉(zhuǎn)向電機(jī)，其設(shè)置在所述容納空間內(nèi)，能夠驅(qū)動所述減振液壓活塞桿旋轉(zhuǎn)；

伸縮式液壓缸，其安裝在車輛底部，所述伸縮式液壓缸的活塞桿與所述電機(jī)基座連接，用于將所述車輪伸出車體外部。

優(yōu)選的是，還包括：液壓舉升裝置，其分別固定安裝在車輛的前部與后部，用于支撐車體。

優(yōu)選的是，所述電機(jī)基座，其一端通過法蘭與所述旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸連接，另一端與所述轉(zhuǎn)向支架相連。

優(yōu)選的是，在所述伸縮式液壓缸的缸體上設(shè)置限位銷，在所述伸縮式液壓缸的活塞桿的螺旋套上設(shè)置螺旋導(dǎo)向槽，所述限位銷能夠在所述螺旋導(dǎo)向槽內(nèi)相配合運(yùn)動。

優(yōu)選的是，所述電動汽車的車輪輪輻為對稱設(shè)置的螺旋槳。

優(yōu)選的是，所述液壓舉升裝置為液壓缸，其缸筒分別固定在所述車輛的前備箱以及后備箱。

優(yōu)選的是，所述減振液壓活塞桿外端與所述轉(zhuǎn)向機(jī)架相連，內(nèi)端穿過所述電機(jī)基座與花鍵套相連。

優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)向電機(jī)的輸出端與所述花鍵套通過減速齒輪相嚙合進(jìn)行傳動，進(jìn)而帶動所述減振液壓活塞桿，再驅(qū)動所述轉(zhuǎn)向支架完成轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的是，在所述輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子外側(cè)設(shè)置剎車盤。

一種陸空兩用電動汽車，包括所述的電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置；車輪的輪輻為螺旋槳形，能夠產(chǎn)生升力；輪轂電機(jī)驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果：

1、本實(shí)用新型中由于車輪向外伸出后成中心對稱，采用對稱布局的旋翼裝置，并配合車輪轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向的控制，可以將陀螺效應(yīng)及空氣動力學(xué)扭矩抵消，輕松實(shí)現(xiàn)垂直起飛，同時(shí)有效提高車身整體飛行時(shí)的穩(wěn)定性和可控性；

2、本實(shí)用新型的兼具陸地與空中行駛的兩用電動汽車，在地面行駛時(shí)，與普通汽車無異，沒有增加額外的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并且由于采用了輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，大大減少了汽車的自重并增加了車體本身的可利用空間，使汽車具有更好的空間利用率、更高的傳動效率、更好的駕駛操縱性，滿足駕駛者及乘客對舒適性的要求。在空中飛行時(shí)，四個(gè)車輪式螺旋槳可獨(dú)立控制轉(zhuǎn)速，并且汽車整體所占空間小，可實(shí)現(xiàn)小空間范圍內(nèi)起降使汽車本身機(jī)動性加強(qiáng)，飛行更加穩(wěn)定。此外，這種兼具陸地與空中行駛的兩用電動汽車具有垂直起降的特點(diǎn)，降低了對地面場地的要求，可應(yīng)用于多種場地。

附圖說明

圖1-a為本實(shí)用新型飛行狀態(tài)升降運(yùn)動原理圖。

圖1-b為本實(shí)用新型飛行狀態(tài)前后運(yùn)動原理圖。

圖1-c為本實(shí)用新型飛行狀態(tài)偏航運(yùn)動原理圖。

圖2為本實(shí)用新型地面狀態(tài)俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型飛行狀態(tài)俯視圖。

圖4為液壓舉升裝置支撐車體圖示。

圖5為旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪正視圖。

圖8為集成式懸架及轉(zhuǎn)向模塊圖示。

圖9為半主動式懸架結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

實(shí)施例1

如圖1～9所示，本實(shí)用新型提供了一種電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，其主體包括集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110，負(fù)責(zé)車輪伸出及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180以及分別固定在車體前備箱191和后備箱192中的四個(gè)液壓舉升裝置190。

如圖1～4所示，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110分別安裝于車身基體前后端的左右對稱的位置，汽車整體的驅(qū)動裝置輪轂電機(jī)140集成于車輪內(nèi)部，直接驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)；此外，車輪中還集成有轉(zhuǎn)向電機(jī)163以及半主動式懸架162，汽車通過線控轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動車輪偏轉(zhuǎn)；如圖3所示，在車身前后部分別安裝有四個(gè)液壓舉升裝置190，可以舉升、支撐車身，舉升高度為恰好使車輪離開地面；由于整車為輪轂電機(jī)140驅(qū)動，節(jié)省了大量的車內(nèi)空間，四個(gè)單柱式液壓舉升裝置190的液壓缸缸筒可分別固定在車體前備箱191及后備箱192中，保證當(dāng)舉升裝置190活塞桿完全收回時(shí)，不會影響汽車的通過性；液壓舉升裝置190由電機(jī)提供原動力驅(qū)動液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過液壓閥的控制進(jìn)到液壓缸，驅(qū)動液壓缸推動活塞桿完成舉升運(yùn)動，當(dāng)車體上升到最大舉升高度時(shí)，限位開關(guān)會自動斷電、自動切斷液壓泵里的油壓回路，液壓舉升裝置190支撐車體200穩(wěn)定在一定高度，便于電動汽車的維修。

如圖5、圖6所示，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110伸出并翻轉(zhuǎn)的運(yùn)動過程，整體可分為兩部分，分別是車輪的伸出、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及車輪的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動；四個(gè)車輪轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)的法蘭盤170與旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸活塞桿187端部的法蘭盤188通過螺栓進(jìn)行固定連接，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180通過螺栓分別固定在車身基體前后端左右對稱的位置；當(dāng)需要車輪翻轉(zhuǎn)時(shí)，首先旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180將車輪伸出一定長度，使伸出后四個(gè)車輪成中心對稱，在伸出的同時(shí)活塞桿驅(qū)動車輪整體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，當(dāng)旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180工作時(shí)，壓力油從進(jìn)油口181進(jìn)入液壓缸180內(nèi)，活塞182推動活塞桿187運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180在缸體上設(shè)置有一個(gè)限位銷184，在活塞桿187的螺旋套183上設(shè)置有螺旋導(dǎo)向槽185，當(dāng)活塞桿187作直線運(yùn)動時(shí)，卡在螺旋導(dǎo)向槽185里的限位銷184將驅(qū)使活塞桿187發(fā)生轉(zhuǎn)動，即在限位銷184的作用下，活塞桿187將在做直線運(yùn)動的同時(shí)沿螺旋導(dǎo)向槽185的旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直到行程結(jié)束，從出油口186將壓力油排出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將車輪伸出并同步旋轉(zhuǎn)90°的運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180完成伸出及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即活塞桿187伸出達(dá)最大行程處，限位開關(guān)會自動斷電，切斷液壓油回路，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿鎖死不動，此時(shí)車輪由于被旋轉(zhuǎn)90°，車輪上的轉(zhuǎn)向電機(jī)163成橫向水平布置，再由轉(zhuǎn)向電機(jī)163驅(qū)動，使車輪繞轉(zhuǎn)向電機(jī)軸線方向向上翻轉(zhuǎn)90°，車輪完成翻轉(zhuǎn)運(yùn)動成水平布置。

如圖6～9所示，集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110，四組集成式車輪110完全相同且獨(dú)立，車輪從輪輻120一側(cè)向外依次集成有輪轂電機(jī)140、盤式制動器152、半主動式懸架162、轉(zhuǎn)向電機(jī)163；其中，負(fù)責(zé)整車驅(qū)動的輪轂電機(jī)140為外轉(zhuǎn)子型，定子142與車軸130相連固定不動，外轉(zhuǎn)子143通過螺栓與輪輻120連接，每個(gè)車輪獨(dú)立驅(qū)動，當(dāng)輪轂電機(jī)140轉(zhuǎn)動時(shí)，動力直接輸出到車輪，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，有效提高了能量的利用率，在外轉(zhuǎn)子143外側(cè)設(shè)置有剎車盤151，負(fù)責(zé)汽車的制動問題；轉(zhuǎn)向機(jī)架161與車軸130相連，另一端通過半主動式懸架162與轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160相連接，轉(zhuǎn)向機(jī)架161在轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動下可以繞懸架162中液壓缸活塞桿166旋轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)動，并帶動車輪偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的最大角度可以達(dá)到90°，轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)的法蘭盤170可以與前述的旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿上的法蘭盤通過螺栓固定連接。

如圖6～圖9所示，集成式半主動懸架及轉(zhuǎn)向模塊，這里將汽車懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成一個(gè)模塊，由轉(zhuǎn)向機(jī)架161、半主動式懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成，采用半主動式懸架系統(tǒng)以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

其中，在轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160上下對稱布置有兩個(gè)半主動式懸架162，可以通過電子控制單元ECU控制，改變懸架的阻尼系數(shù)，分別由彈性元件、減震器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，在半主動式懸架162的液壓缸內(nèi)部活塞上布置有節(jié)流孔162a，在轉(zhuǎn)向機(jī)架161與電機(jī)基座160之間還設(shè)置螺旋彈簧162c；在現(xiàn)有技術(shù)中，閥門162b移動可改變節(jié)流孔162a通道的節(jié)面積，在受到信號控制時(shí)，從而改變整個(gè)懸架系統(tǒng)的阻尼；其中，液壓減震器活塞桿166兩端均穿過液壓缸，外端與轉(zhuǎn)向機(jī)架161利用花鍵連接，內(nèi)端同樣通過花鍵與花鍵套165相連接，這樣通過花鍵套165傳遞過來的轉(zhuǎn)動，可以通過活塞桿166傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)架161，轉(zhuǎn)向機(jī)架161與車輪軸130相連，當(dāng)轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160與車體200固定連接后，汽車行駛車輪受到震動沖擊時(shí)，車輪先將所受震動傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)架161，再經(jīng)過半主動懸架系統(tǒng)緩沖和衰減受到的震動，以使汽車具有良好的舒適性，因此由于懸架系統(tǒng)中彈性元件及減震器的緩沖、減震作用，當(dāng)車輪受到?jīng)_擊震動時(shí)，可以有效的緩沖及衰減沖擊，減小車身震動。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)163、傳動齒輪164、花鍵套165以及活塞桿166，轉(zhuǎn)向電機(jī)163固定在電機(jī)基座160內(nèi)部，輸出端與花鍵套165通過一組減速齒輪164相嚙合進(jìn)行傳動；駕駛員操控汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)163會接收主控制器ECU的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并通過齒輪164傳動至花鍵套165，花鍵套165帶動與其嚙合的活塞桿166，再驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)架161完成轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向機(jī)架161與車輪相連，便可帶動車輪完成偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向機(jī)架161旋轉(zhuǎn)不與電機(jī)基座160干涉，在轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動下，可使車輪最大完成90°的偏轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)設(shè)置有法蘭盤170，可與旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿上法蘭盤通過螺栓相連接，以固定整體車輪位置。

在本實(shí)施例中，半主動式懸架162、轉(zhuǎn)向電機(jī)163、傳動齒輪164、花鍵套165以及活塞桿166組成部分在車輛行駛過程中分為減振部分以及轉(zhuǎn)向部分；

其中，轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160通過法蘭盤170固定在車體上，轉(zhuǎn)向電機(jī)163固定在電機(jī)基座160的內(nèi)部空間中，電機(jī)163的輸出軸上固定設(shè)置有齒輪164，齒輪164始終和花鍵套165的外齒嚙合，齒輪164和花鍵套165的外齒均為直齒，且其傳動比大于1，為減速傳動。兩個(gè)活塞桿166沿著軸向同軸固定在一起形成一體，活塞桿166具有外花鍵與花鍵套165的內(nèi)花鍵槽相配合。由于活塞桿166端部的外花鍵長度有限，當(dāng)活塞桿166上下運(yùn)動時(shí)，花鍵套165也會隨之一起上下運(yùn)動。

當(dāng)車輪受到的震動通過車軸130傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)架161時(shí)，轉(zhuǎn)向機(jī)架161的震動帶動與其固定的活塞桿166上下運(yùn)動，從而帶動液壓缸中的固定在活塞桿上的活塞進(jìn)行運(yùn)動，活塞桿166的徑向周緣形成活塞，活塞上設(shè)置節(jié)流孔162a，通過液壓缸中液壓油流過節(jié)流孔162a，形成阻尼力，吸收震動的能量。壓縮或者拉伸分別設(shè)置在電機(jī)基座160和轉(zhuǎn)向機(jī)架161之間的兩個(gè)彈簧162c，由于電機(jī)基座160是固定不動的，所以實(shí)際半主動式懸架162總是一端壓縮一端伸長，當(dāng)轉(zhuǎn)向機(jī)架161向下運(yùn)動時(shí)，上方半主動式懸架162的彈簧162c被壓縮，活塞桿166被向下推，下方半主動式懸架162的彈簧162c被向下拉伸，活塞桿166以及花鍵套165也向下運(yùn)動，花鍵套165和與其外齒嚙合的齒輪164產(chǎn)生相對滑動，此時(shí)轉(zhuǎn)向電機(jī)163、齒輪164與電機(jī)基座160由于與車體相連保持固定不動。

轉(zhuǎn)向電機(jī)163驅(qū)動齒輪164旋轉(zhuǎn)，通過齒輪164嚙合花鍵套165外齒使花鍵套165轉(zhuǎn)動，花鍵套165通過花鍵配合驅(qū)動活塞桿166旋轉(zhuǎn)，活塞桿166的外端與轉(zhuǎn)向機(jī)架161固定連接，從而帶動轉(zhuǎn)向機(jī)架161旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動車軸偏轉(zhuǎn)。即使在花鍵套165相對于齒輪164軸向運(yùn)動時(shí)，其之間的傳動關(guān)系并不會改變，齒輪164仍然能夠帶動活塞套165的旋轉(zhuǎn)。

實(shí)施例2

如圖1～9所示，本實(shí)用新型提供了一種電動汽車車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，其主體包括集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110，車輪式螺旋槳121，負(fù)責(zé)車輪伸出及旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180以及分別固定在車體前備箱191和后備箱192中的四個(gè)液壓舉升裝置190。

如1～4所示，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110分別安裝于車身基體前后端的左右對稱的位置，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪的輪輻120均采用螺旋槳的結(jié)構(gòu)形式，汽車整體的驅(qū)動裝置輪轂電機(jī)140集成于車輪內(nèi)部，通過輪轂電機(jī)控制器210進(jìn)行控制，對電磁繞組141通電，直接驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)；此外，車輪中還集成有轉(zhuǎn)向電機(jī)163以及半主動式懸架162，汽車通過線控轉(zhuǎn)向技術(shù)驅(qū)動車輪偏轉(zhuǎn)；如圖3所示，在車身前后部分別安裝有四個(gè)液壓舉升裝置190，可以舉升、支撐車身，舉升高度為恰好使車輪離開地面；由于整車為輪轂電機(jī)140驅(qū)動，節(jié)省了大量的車內(nèi)空間，四個(gè)單柱式液壓舉升裝置190的液壓缸缸筒可分別固定在車體前備箱191及后備箱192中，保證當(dāng)舉升裝置190活塞桿完全收回時(shí)，不會影響汽車的通過性；液壓舉升裝置190由電機(jī)提供原動力驅(qū)動液壓泵工作，液壓泵輸出的液壓油經(jīng)過液壓閥的控制進(jìn)到液壓缸，驅(qū)動液壓缸推動活塞桿完成舉升運(yùn)動，當(dāng)車體上升到最大舉升高度時(shí)，限位開關(guān)會自動斷電、自動切斷液壓泵里的油壓回路，液壓舉升裝置190支撐車體200穩(wěn)定在一定高度；當(dāng)汽車完成起飛后，液壓油反向作用于液壓舉升裝置190，使液壓缸活塞桿收回，不增加汽車在空中飛行時(shí)的空氣阻力，液壓舉升裝置190主要負(fù)責(zé)車輪翻轉(zhuǎn)時(shí)舉升、支撐車體以及當(dāng)汽車降落時(shí)的著陸問題，此外，此裝置可以在日常生活中方便一些簡單的汽車檢修問題，諸如更換輪胎等情況。

陸地行駛時(shí)，汽車由四臺輪轂電機(jī)140獨(dú)立驅(qū)動，外觀與普通汽車完全相同，起飛時(shí)，車身底部的四個(gè)液壓舉升裝置190伸出并支撐車身，使車輪不與地面接觸，再通過旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180配合車輪上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使車輪翻轉(zhuǎn)至水平位置，裝有車輪式螺旋槳121的集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110高速旋轉(zhuǎn)以提供足夠的升力，使汽車垂直升降，由于輪轂電機(jī)140驅(qū)動車輪的相互獨(dú)立特性，可獨(dú)立控制四個(gè)車輪式螺旋槳，使汽車在空中完成各中飛行運(yùn)動狀態(tài)的調(diào)整。

如圖5、圖6所示，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110伸出并翻轉(zhuǎn)的運(yùn)動過程，整體可分為兩部分，分別是車輪的伸出、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以及車輪的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動；四個(gè)車輪轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)的法蘭盤170與旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸活塞桿187端部的法蘭盤188通過螺栓進(jìn)行固定連接，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180通過螺栓分別固定在車身基體前后端左右對稱的位置；當(dāng)需要車輪翻轉(zhuǎn)時(shí)，首先旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180將車輪伸出一定長度，使伸出后四個(gè)車輪成中心對稱，在伸出的同時(shí)活塞桿驅(qū)動車輪整體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，當(dāng)旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180工作時(shí)，壓力油從進(jìn)油口181進(jìn)入液壓缸180內(nèi)，活塞182推動活塞桿187運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180在缸體上設(shè)置有一個(gè)限位銷184，在活塞桿187的螺旋套183上設(shè)置有螺旋導(dǎo)向槽185，當(dāng)活塞桿187作直線運(yùn)動時(shí)，卡在螺旋導(dǎo)向槽185里的限位銷184將驅(qū)使活塞桿187發(fā)生轉(zhuǎn)動，即在限位銷184的作用下，活塞桿187將在做直線運(yùn)動的同時(shí)沿螺旋導(dǎo)向槽185的旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，直到行程結(jié)束，從出油口186將壓力油排出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將車輪伸出并同步旋轉(zhuǎn)90°的運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180完成伸出及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即活塞桿187伸出達(dá)最大行程處，限位開關(guān)會自動斷電，切斷液壓油回路，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿鎖死不動，此時(shí)車輪由于被旋轉(zhuǎn)90°，車輪上的轉(zhuǎn)向電機(jī)163成橫向水平布置，再由轉(zhuǎn)向電機(jī)163驅(qū)動，使車輪繞轉(zhuǎn)向電機(jī)軸線方向向上翻轉(zhuǎn)90°，此時(shí)車輪式螺旋槳121平行于水平面，車輪完成翻轉(zhuǎn)運(yùn)動成水平布置；當(dāng)旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿處于行程的兩個(gè)端點(diǎn)位置時(shí)，即車輪處于陸地正常行駛及空中飛行位置時(shí)，傳感器可檢測液壓缸180活塞桿位置，通過電控完成對旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180的控制將其鎖死，保證車輪位置的相對固定，保證汽車在陸地行駛和空中飛行時(shí)的穩(wěn)定性。

如圖6～9所示，集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110，四組集成式車輪110完全相同且獨(dú)立，車輪從輪輻120一側(cè)向外依次集成有車輪式螺旋槳121、輪轂電機(jī)140、盤式制動器152、半主動式懸架162、轉(zhuǎn)向電機(jī)163；其中，車輪輪輻120由四片對稱布置的螺旋槳組成，當(dāng)車輪翻轉(zhuǎn)后高速旋轉(zhuǎn)可以提供升力，使汽車完成起飛運(yùn)動，其中車輪可適當(dāng)增大保證四個(gè)車輪式螺旋槳121可以提供足夠的升力；負(fù)責(zé)整車驅(qū)動的輪轂電機(jī)140為外轉(zhuǎn)子型，定子142與車軸130相連固定不動，外轉(zhuǎn)子143通過螺栓與輪輻120連接，每個(gè)車輪獨(dú)立驅(qū)動，當(dāng)輪轂電機(jī)140轉(zhuǎn)動時(shí)，動力直接輸出到車輪，驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)，有效提高了能量的利用率，在外轉(zhuǎn)子143外側(cè)設(shè)置有剎車盤151，負(fù)責(zé)汽車的制動問題；轉(zhuǎn)向機(jī)架161與車軸130相連，另一端通過半主動式懸架162與轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160相連接，轉(zhuǎn)向機(jī)架161在轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動下可以繞懸架162中液壓缸活塞桿166旋轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)動，并帶動車輪偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的最大角度可以達(dá)到90°，轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)的法蘭盤170可以與前述的旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿上的法蘭盤通過螺栓固定連接。

如圖6～9所示，當(dāng)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110翻轉(zhuǎn)后，由于安裝了車輪式螺旋槳121，當(dāng)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，車輪式螺旋槳121可提供足夠的升力，使汽車垂直起飛，轉(zhuǎn)向電機(jī)163集成在集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110上，汽車整體采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動一定角度后，信號會傳遞至主控制器ECU，之后再傳遞到轉(zhuǎn)向電機(jī)163，通過轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動使車輪完成一定角度的偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向電機(jī)163安裝在電機(jī)基座160上，電機(jī)基座160一端通過法蘭170與車體固定的旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180相連接，另一端與半主動式懸架162相連。

如圖6～9所示，集成式半主動懸架及轉(zhuǎn)向模塊，這里將汽車懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成一個(gè)模塊，由轉(zhuǎn)向機(jī)架161、半主動式懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成，采用半主動式懸架系統(tǒng)以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；

其中，在轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160上下對稱布置有兩個(gè)半主動式懸架162，分別由彈性元件、減震器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等組成，并且在半主動式懸架162液壓缸內(nèi)部的活塞上布置有節(jié)流孔162a，其中液壓減震器活塞桿166兩端均穿過液壓缸，外端與轉(zhuǎn)向機(jī)架161利用花鍵連接，內(nèi)端同樣通過花鍵與花鍵套165相連接；半主動式懸架162可以通過閥門162b移動改變節(jié)流孔162a通道的節(jié)面積，從而改變整個(gè)懸架的阻尼，一方面當(dāng)汽車在陸地行使時(shí)，增加汽車操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性等性能，另一方面是為了當(dāng)車輪翻轉(zhuǎn)后，通過調(diào)整懸架阻尼至最大值，使車輪式螺旋槳位置固定，避免在飛行時(shí)車輪和車體之間因懸架的彈性連接而使車輪產(chǎn)生的升力方向無法固定，保證汽車飛行時(shí)的安全性和平穩(wěn)性，當(dāng)轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160與車體200固定連接后，汽車行駛車輪受到震動沖擊時(shí)，車輪先將所受震動傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)架161，再經(jīng)過半主動懸架系統(tǒng)緩沖和衰減受到的震動，以使汽車具有良好的舒適性。因此由于懸架系統(tǒng)中彈性元件及減震器的緩沖、減震作用，當(dāng)車輪受到?jīng)_擊震動時(shí)，可以有效的緩沖及衰減沖擊，減小車身震動。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向電機(jī)163、傳動齒輪164、花鍵套165以及活塞桿166，轉(zhuǎn)向電機(jī)163固定在電機(jī)基座160內(nèi)部，輸出端與花鍵套165通過一組減速齒輪164相嚙合進(jìn)行傳動；駕駛員操控汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向電機(jī)163會接收主控制器ECU的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并通過一對減速齒輪164傳動至花鍵套165，花鍵套165帶動與其嚙合的活塞桿166，再驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)架161完成轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向機(jī)架161與車輪相連，便可帶動車輪完成偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向機(jī)架161旋轉(zhuǎn)不與電機(jī)基座160干涉，在轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動下，可使車輪最大完成90°的偏轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)向電機(jī)基座160外側(cè)設(shè)置有法蘭盤170，可與旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180活塞桿上法蘭盤通過螺栓相連接，以固定整體車輪位置。

本實(shí)用新型的一種工作過程如下：

根據(jù)現(xiàn)有輪轂電機(jī)能夠達(dá)到的技術(shù)參數(shù)，由于采用輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，取消了原有汽車復(fù)雜的傳動系統(tǒng)等，較大程度的減少車身自重。汽車標(biāo)配成員4名，滿載時(shí)總重900kg，輪轂電機(jī)最大功率80kw，最高轉(zhuǎn)速9000r/min，通過公式F_升＝D×L×W×n²×m×λ，式中，D為螺旋槳直徑，單位為m，L為螺距，單位為m，W為槳寬，單位為m，n為轉(zhuǎn)速，單位為r/s，m槳葉數(shù)，λ為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；在本實(shí)施例中，所用車輪式螺旋槳葉片數(shù)為4片，車輪直徑為22英寸，單片螺旋槳直徑D為0.275m，螺距L為0.3m，槳寬W為0.15m，轉(zhuǎn)速n為150r/s，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)λ為0.25，則根據(jù)以上條件計(jì)算得出，每個(gè)車輪可以提供約280kg左右的升力，四個(gè)車輪一共可以提供約1100kg的升力，滿足方案要求。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，可以通過使用更大功率及轉(zhuǎn)速的輪轂電機(jī)，或者適當(dāng)增加車輪直徑的方法來滿足對更大升力的需求。

當(dāng)向前飛行時(shí)，根據(jù)最大升力F_合＝1100kg，并保證F_升＝900kg，可求得車身向前最大傾角為35°，為保證乘客不會因車身向前偏轉(zhuǎn)而不適，控制向前行駛時(shí)車身前傾角最大不超過20°。

地面行駛時(shí)，集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110可驅(qū)動汽車正常行駛，旋轉(zhuǎn)伸縮式液壓缸180鎖死并固定車輪位置；需要起飛時(shí)，液壓舉升裝置190將車身抬起，車輪伸出并完成翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動車輪，使車輪式螺旋槳121高速旋轉(zhuǎn)提供升力；

空中飛行時(shí)，四個(gè)集成式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向車輪110中，一條對角線上的兩個(gè)車輪旋轉(zhuǎn)方向相同，且與另一條對角線上的車輪旋轉(zhuǎn)方向相反；

升降運(yùn)動：因有兩對車輪轉(zhuǎn)向相反，可以平衡其對車體200的反扭矩，同時(shí)增加四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速，車輪式螺旋槳121升力增大，當(dāng)足以克服車身重力時(shí)垂直上升，反之，同時(shí)減小車輪轉(zhuǎn)速汽車垂直下降；

前后運(yùn)動：增大兩個(gè)后車輪轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速大于兩個(gè)前車輪的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一個(gè)力矩，使車尾升高，當(dāng)車體200向前旋轉(zhuǎn)一定角度后，四個(gè)車輪產(chǎn)生的合力與豎直方向成一定角度，改變四個(gè)車輪轉(zhuǎn)速，使四個(gè)車輪提供的升力相等且合力在豎直方向上的分力等于車體200自重，保持汽車在豎直方向上的穩(wěn)定，此外，四組升力的合力在水平方向有一個(gè)向前的分力，該水平分量提供前進(jìn)的動力，實(shí)現(xiàn)飛行過程中的向前運(yùn)動，向后運(yùn)動同理；

偏航運(yùn)動：汽車在飛行過程中需要左右偏航時(shí)，偏航一側(cè)的兩個(gè)車輪在轉(zhuǎn)向電機(jī)163的驅(qū)動下向外翻轉(zhuǎn)一定角度，這兩個(gè)車輪上車輪式螺旋槳121高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力為F_合與豎直方向成一定角度，兩個(gè)車輪偏轉(zhuǎn)的同時(shí)其轉(zhuǎn)速增加，使得F_合在豎直方向上的分力F_升與車輪翻轉(zhuǎn)前保持不變，即豎直方向上四個(gè)車輪提供的升力相等且合力仍等于車體200自重，F(xiàn)_合在水平方向上的分力F_偏提供車體200偏航的橫向力，使汽車完成偏航運(yùn)動。

本實(shí)用新型還提供了一種陸空兩用電動汽車，包括使用本實(shí)用新型提供的車輪位置轉(zhuǎn)換裝置，從而克服現(xiàn)有飛行汽車起飛滑跑距離遠(yuǎn)、穩(wěn)定性差的不足，實(shí)現(xiàn)飛行汽車從公路行駛到空中飛行的直接轉(zhuǎn)換，不需要借助任何外界條件，具有可垂直起降、穩(wěn)定性高、經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，可用于娛樂設(shè)施或者交通工具。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。