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

背景技術(shù)：

1、飛行汽車作為航空飛行器與汽車的結(jié)合體，是實(shí)現(xiàn)地面行駛和天空翱翔自由切換的陸空兩用載具。作為解決地面交通擁堵等問(wèn)題的潛在方案，飛行汽車前景一片光明。但是由于技術(shù)成熟度等問(wèn)題，飛行汽車只在小部分地區(qū)進(jìn)行了試飛，還沒(méi)形成規(guī)模。

2、飛行汽車中汽車(行駛)動(dòng)力裝置與一般的汽車引擎裝置基本一致，飛行(起降和航行)動(dòng)力裝置則與一般的飛機(jī)推進(jìn)裝置一致，由涵道風(fēng)扇或螺旋槳組成。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。第一類為獨(dú)立式：此類中，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，整車結(jié)構(gòu)體積較大，車輛重量也較重。第二類為變換式：此類中，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。相比于獨(dú)立式飛行汽車，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)。但從目前變換式飛行汽車的設(shè)計(jì)方案來(lái)看，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(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問(wèn)題：

2、為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，屬于變換式飛行汽車的動(dòng)力裝置，該裝置取消離合器，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器集成為輪邊電機(jī)安裝于車架上，通過(guò)雙向輸出的輪邊電機(jī)配合一組用于帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)的齒輪進(jìn)行行駛模式與飛行模式下的動(dòng)力傳遞，車輪和螺旋槳共用一個(gè)空心式支承軸，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)，有效減小了汽車簧下質(zhì)量。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，包括：

4、車輪組件，包括輪轂，外端與輪轂同軸連接、用于帶動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)軸，同軸套裝于內(nèi)軸外徑、與內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的支撐軸，以及同軸套裝于支撐軸外徑、與支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的螺旋槳；所述螺旋槳位于輪轂內(nèi)腔，用于飛行模式下提供飛行推進(jìn)力；

5、動(dòng)力及傳動(dòng)組件，包括固定于車架的雙向輸出輪邊電機(jī)，連接輪邊電機(jī)水平向的輸出軸與內(nèi)軸內(nèi)端的萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，以及連接輪邊電機(jī)豎直向的輸出軸與螺旋槳的齒輪組；

6、車輪減振及換向組件，包括固定于車架的安裝架，伸縮減振機(jī)構(gòu)；所述安裝架面向車輪組件側(cè)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)用于車輪組件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，車輪組件整體為豎直狀態(tài)，輪邊電機(jī)水平向的輸出軸、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、內(nèi)軸三者同軸；所述飛行模式下，車輪組件整體在伸縮減振機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下繞安裝架與支撐軸的鉸接處翻轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)，輪邊電機(jī)水平向的輸出軸與內(nèi)軸垂直，且萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的兩端處于垂直。

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(guò)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(wàn)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(pán)，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)有外軸承，通過(guò)外軸承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(guò)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(guò)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)壁與外軸承的外圈緊配合。

13、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述齒輪組包括驅(qū)動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與輪邊電機(jī)的豎直向輸出軸同軸固定連接；所述被動(dòng)齒輪套裝于支撐軸的外徑，與支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同時(shí)與螺旋槳的安裝軸的內(nèi)端面固定連接；當(dāng)被動(dòng)齒輪隨車輪組件翻轉(zhuǎn)至水平時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪嚙合。

14、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)車輪組件整體翻轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)；所述液壓缸收回復(fù)位時(shí)，車輪組件整體為豎直狀態(tài)，此時(shí)減振彈簧與液壓缸的兩端彈性相抵，對(duì)車輪組件在行駛狀態(tài)下起到減振作用。

15、有益效果

16、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的一種基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，將車輪和螺旋槳集成到一個(gè)動(dòng)力裝置中，結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)切換不同的工作模式，可有效實(shí)現(xiàn)飛行汽車的地面行駛、垂直起降和空中航行功能。

17、相比現(xiàn)有變換式飛行汽車技術(shù)方案，本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器集成的雙輸出軸輪邊電機(jī)，并將輪邊電機(jī)整體固定于車架上，形成輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，有利于車輪系統(tǒng)減重。在汽車行駛模式下，輪邊電機(jī)水平向輸出軸工作，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)，輪邊電機(jī)的豎直向輸出軸工作，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)被動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)被動(dòng)輪帶動(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，同時(shí)取消了離合器，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(lái)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、汽車簧下質(zhì)量大的問(wèn)題。

18、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(guò)內(nèi)軸承與內(nèi)軸連接，外部通過(guò)外軸承與螺旋槳連接，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，減輕了簧下重量。

19、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。

20、本發(fā)明在汽車行駛模式下，通過(guò)汽車控制系統(tǒng)控制四套動(dòng)力裝置中的輪邊電機(jī)水平向輸出軸的轉(zhuǎn)速，即可通過(guò)改變車輪轉(zhuǎn)速完成車輛轉(zhuǎn)彎及原地掉頭等動(dòng)作，從而取消了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；飛行模式下，通過(guò)控制系統(tǒng)控制四套動(dòng)力裝置中的輪邊電機(jī)豎直向輸出軸的轉(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)中的水平向輸出軸、豎直向輸出軸可獨(dú)立控制，同時(shí)只有一個(gè)輸出軸工作。

技術(shù)特征：

1.一種基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述行駛模式下，車輪組件整體為豎直狀態(tài)，輪邊電機(jī)水平向的輸出軸、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、內(nèi)軸三者同軸；所述飛行模式下，車輪組件整體在伸縮減振機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下繞安裝架與支撐軸的鉸接處翻轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)，輪邊電機(jī)水平向的輸出軸與內(nèi)軸垂直，且萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)的兩端處于垂直。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪邊電機(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(guò)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(wàn)向聯(lián)軸節(jié)防轉(zhuǎn)套接固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于輪邊電機(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(pán)，用于安裝剎車鉗組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于輪邊電機(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)有外軸承，通過(guò)外軸承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(guò)銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于輪邊電機(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(guò)銷軸與伸縮減振機(jī)構(gòu)鉸接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于輪邊電機(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)壁與外軸承的外圈緊配合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，其特征在于，所述齒輪組包括驅(qū)動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與輪邊電機(jī)的豎直向輸出軸同軸固定連接；所述被動(dòng)齒輪套裝于支撐軸的外徑，與支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，同時(shí)與螺旋槳的安裝軸的內(nèi)端面固定連接；當(dāng)被動(dòng)齒輪隨車輪組件翻轉(zhuǎn)至水平時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪嚙合。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于輪邊電機(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)車輪組件整體翻轉(zhuǎn)為水平狀態(tài)；所述液壓缸收回復(fù)位時(shí)，車輪組件整體為豎直狀態(tài)，此時(shí)減振彈簧與液壓缸的兩端彈性相抵，對(duì)車輪組件在行駛狀態(tài)下起到減振作用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種基于輪邊電機(jī)的飛行汽車動(dòng)力裝置，屬于飛行汽車領(lǐng)域。該動(dòng)力裝置改變了傳統(tǒng)變換式飛行汽車的動(dòng)力裝置布局方式，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器集成固定于車架上，形成輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，通過(guò)雙向輸出的輪邊電機(jī)配合一組用于帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)的齒輪進(jìn)行行駛模式與飛行模式下的動(dòng)力傳遞。車輪和螺旋槳共用一個(gè)空心式支承軸，配合內(nèi)、外軸承支撐車輪及螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)伸縮減振機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車輪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。本發(fā)明避免了現(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(lái)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、汽車簧下質(zhì)量大的問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)緊湊，汽車簧下質(zhì)量輕的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李全坤,馬瑞賢,武琛舒,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：2024/12/19