一种车轮传动机构及包括该机构的电动汽车的制作方法

本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种车轮传动机构及包括该机构的电动汽车。

背景技术：

电动汽车是以车载电源为动力的新兴型汽车；由于其使用的是二次能源电能，因此具有节能环保、经济实用等优点；是十分理想的环保交通工具，其前景被广泛看好。

现有电动汽车转向时一般需要在低速行驶或正常速度行驶过程中进行，否则车轮容易磨损，影响车轮使用寿命；并且车轮可转向角度范围一般小于90°，转向灵活性不足，泊车时电动汽车需要按弧形路线移动，泊车便捷程度并不理想，对泊车空间要求较高。

技术实现要素：

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的一个目的在于提供一种可实现电动汽车原地车轮转向、避免车轮转向时磨损、转向灵活、可提高泊车便捷性的车轮传动机构。本发明的一个目的在于提供一种包括上述车轮传动机构、可实现原地车轮转向、避免车轮转向时磨损、转向灵活、可提高泊车便捷性的电动汽车。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种车轮传动机构，其特征在于：包括轮毂装置、旋转驱动装置、轮毂定子轴、第一伸缩装置和第二伸缩装置；

所述旋转驱动装置用于与电动汽车的车架连接；旋转驱动装置与第一伸缩装置连接，以实现第一伸缩装置顺时针或逆时针转动；所述第一伸缩装置连接有纵向设置的伸缩杆一，伸缩杆一与轮毂定子轴连接，以实现第一伸缩装置带动伸缩杆一伸缩从而带动轮毂定子轴升降；所述轮毂装置与轮毂定子轴连接；所述第二伸缩装置连接在伸缩杆一的下方；第二伸缩装置连接有纵向设置的伸缩杆二，以实现第二伸缩装置带动伸缩杆二伸缩从而使伸缩杆二支撑于地面或离开地面。

本发明车轮传动机构应用于电动汽车上，电动汽车的各个车轮分别一对一地套设在各个轮毂装置上，轮毂装置可带动车轮顺时针或逆时针旋转来实现电动汽车行驶，旋转驱动装置可带动第一伸缩装置和伸缩杆一顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴、轮毂装置和车轮绕伸缩杆一转动，从而实现电动汽车转向。

本发明车轮传动机构还可实现电动汽车原地车轮转向，电动汽车原地车轮转向的工作原理是：首先，通过第一伸缩装置将伸缩杆一缩短以及通过第二伸缩装置将伸缩杆二伸长，使伸缩杆二支撑于地面，使轮毂定子轴升高来使车轮升高离开地面；然后旋转驱动装置带动第一伸缩装置和伸缩杆一顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴、轮毂装置和车轮绕伸缩杆一转动，从而实现车轮方向转变；之后，通过第一伸缩装置将伸缩杆一伸长以及通过第二伸缩装置将伸缩杆二缩短，使轮毂定子轴下降来使车轮下降支撑于地面；最后，第二伸缩装置将伸缩杆二缩短，使伸缩杆二离开地面，电动汽车原地转向完成。本发明车轮传动机构可实现电动汽车原地车轮转向，车轮转向时离开地面，避免车轮磨损；车轮转向角度不受限制，转向灵活，可提高泊车便捷性；例如，电动汽车要进行侧方停车时，可将电动汽车行驶至车位侧方，然后原地将各个车轮转向90°，之后电动汽车可横向移动进入侧方车位，完成泊车；泊车路线容易规划，即使是较小的泊车空间，也可将电动汽车泊入。

优选地，所述第一伸缩装置包括与旋转驱动装置连接的缸体一，以及活塞一；所述缸体一设有容纳腔一；活塞一可滑动地设置在容纳腔一中并将容纳腔一分隔为上下布设的上腔一和下腔一；伸缩杆一的一端与活塞一连接，另一端经过下腔一后伸出缸体一与轮毂定子轴连接；

所述第二伸缩装置包括连接在伸缩杆一下方的缸体二，以及活塞二；所述缸体二设有容纳腔二；活塞二可滑动地设置在容纳腔二中并将容纳腔二分隔为上下布设的上腔二和下腔二；伸缩杆二的一端与活塞二连接，另一端经过下腔二后伸出缸体二；

所述上腔一、下腔一、上腔二和下腔二分别阀门与空气压缩机或与外界大气连通。通过上腔一与下腔一之间的压力差，以及上腔二与下腔二之间的压力差实现活塞一和活塞二升级，从而实现伸缩杆一和伸缩杆二伸缩。

优选地，还包括气管，气管通过换向阀一与空气压缩机或与外界大气连通；所述上腔一、下腔一、上腔二和下腔二分别阀门与空气压缩机或与外界大气连通，是指：上腔一和下腔一分别通过换向阀二与气管连通，上腔二和下腔二分别通过换向阀三与气管连通。

在原地车轮转向过程中，首先，空气压缩机启动，换向阀一将空气压缩机与气管导通，换向阀二关闭，换向阀三开启并将气管与上腔二导通，空气压缩机气体充入上腔二中使伸缩杆二下降支撑于地面；然后，换向阀一和换向阀三状态不变，换向阀二开启并将气管与下腔一导通，空气压缩机气体充入下腔一和上腔二，使伸缩杆一缩短和伸缩杆二伸长，伸缩杆二支撑于地面，使轮毂定子轴升高来使车轮升高离开地面；然后，换向阀二和换向阀三关闭，旋转驱动装置带动第一伸缩装置和伸缩杆一顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴、轮毂装置和车轮绕伸缩杆一转动，从而实现车轮方向转变；之后，空气压缩机停止工作，换向阀一将气管与外界大气导通，换向阀二将下腔一与气管导通，换向阀三将上腔二与气管导通，下腔一和上腔二分别将气体先外界大气排出，使伸缩杆一伸长和伸缩杆二缩短，使轮毂定子轴下降来使车轮下降支撑于地面；最后，换向阀一维持将气管与外界大气导通，换向阀二关闭，换向阀三将上腔二与气管导通使伸缩杆二继续缩短以离开地面，电动汽车原地转向完成。该设计可简化结构，便于安装。并且可以通过将空气压缩机的气体输入到上腔一中使上腔一内部气压为设定值，可使车轮时刻紧贴地面行驶，使电动汽车适合各种地形行驶，提高行车安全性。

优选地，所述轮毂定子轴、伸缩杆一和活塞一共同开设有通风通道；通风通道口设有通风扇。由于轮毂装置通常采用线圈和永磁体结构，通过线圈正反通电产生磁场来驱动永磁体在磁场转动的效果，从而带动车轮转动；线圈通电会产生大量热量。通风通道作为内部散热通道，有利于线圈散热，避免轮毂装置温度过高。

优选地，所述通风通道还与换向阀一连通。当空气压缩机输出风量时，换向阀一将通风通道与空气压缩机连通，可获得大风量流动，使热量快速向外界扩散；当空气压缩机停止输出风量时，换向阀一将通风通道与外界大气连通，通风扇启动使外界空气进入通风通道，使通风通道时刻有空气吹过，有利于轮毂装置散热。

优选地，所述伸缩杆二的下方设置有万向轮。万向轮可在伸缩杆二转动时避免伸缩杆二直接与地面接触而发生摩擦，延长使用寿命。

优选地，所述旋转驱动装置连接有用于检测转动角度的角度传感器。

一种电动汽车，其特征在于：包括上述车轮传动机构。本发明电动汽车可实现原地车轮转向，避免车轮转向时磨损，转向灵活，可提高泊车便捷性。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明车轮传动机构可实现原地车轮转向，避免车轮转向时磨损，转向灵活，可提高泊车便捷性；

2、本发明车轮传动机构设有通风通道用于散热，可避免轮毂装置温度过高；

3、本发明车轮传动机构简单，便于安装；

4、本发明电动汽车可实现原地车轮转向，避免车轮转向时磨损，转向灵活，可提高泊车便捷性。

附图说明

图1是本发明车轮传动机构的示意图；

其中，1为轮毂装置、1.1为永磁体、1.2为线圈、1.3为轴承、2为轮毂定子轴、3为车轮、4为旋转驱动装置、5为角度传感器、6为第一伸缩装置、6.1为活塞一、7为第二伸缩装置、7.1为活塞二、8为万向轮、9为空气压缩机、10为外界大气接口、11为换向阀一、12为换向阀二、13为换向阀三、14为气管、15为伸缩杆一、16为伸缩杆二、17为通风扇、18为车架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

如图1所示，本实施例一种车轮传动机构，包括轮毂装置1、旋转驱动装置4、轮毂定子轴2、第一伸缩装置6和第二伸缩装置7。

旋转驱动装置4用于与电动汽车的车架18连接，可采用现有驱动电机；旋转驱动装置4与第一伸缩装置6连接，以实现第一伸缩装置6顺时针或逆时针转动；第一伸缩装置6连接有纵向设置的伸缩杆一15，伸缩杆一15与轮毂定子轴2连接，以实现第一伸缩装置6带动伸缩杆一15伸缩从而带动轮毂定子轴2升降；轮毂装置1与轮毂定子轴2连接；第二伸缩装置7连接在伸缩杆一15的下方；第二伸缩装置7连接有纵向设置的伸缩杆二16，以实现第二伸缩装置7带动伸缩杆二16伸缩从而使伸缩杆二16支撑于地面或离开地面。

本发明车轮传动机构应用于电动汽车上，电动汽车的各个车轮3分别一对一地套设在各个轮毂装置1上，轮毂装置1可带动车轮3顺时针或逆时针旋转来实现电动汽车行驶，旋转驱动装置4可带动第一伸缩装置6和伸缩杆一15顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴2、轮毂装置1和车轮3绕伸缩杆一15转动，从而实现电动汽车转向。

本发明车轮传动机构还可实现电动汽车原地车轮转向，电动汽车原地车轮转向的工作原理是：首先，通过第一伸缩装置6将伸缩杆一15缩短以及通过第二伸缩装置7将伸缩杆二16伸长，使伸缩杆二16支撑于地面，使轮毂定子轴2升高来使车轮3升高离开地面；然后旋转驱动装置4带动第一伸缩装置6和伸缩杆一15顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴2、轮毂装置1和车轮3绕伸缩杆一15转动，从而实现车轮3方向转变；之后，通过第一伸缩装置6将伸缩杆一15伸长以及通过第二伸缩装置7将伸缩杆二16缩短，使轮毂定子轴2下降来使车轮3下降支撑于地面；最后，第二伸缩装置7将伸缩杆二16缩短，使伸缩杆二16离开地面，电动汽车原地转向完成。本发明车轮传动机构可实现电动汽车原地车轮3转向，车轮3转向时离开地面，避免车轮3磨损；车轮3转向角度不受限制，转向灵活，可提高泊车便捷性；例如，电动汽车要进行侧方停车时，可将电动汽车行驶至车位侧方，然后原地将各个车轮3转向90°，之后电动汽车可横向移动进入侧方车位，完成泊车；泊车路线容易规划，即使是较小的泊车空间，也可将电动汽车泊入。

伸缩杆二16的下方优选设置有万向轮8。万向轮8可在伸缩杆二16转动时避免伸缩杆二16直接与地面接触而发生摩擦，延长使用寿命。

第一伸缩装置6包括与旋转驱动装置4连接的缸体一，以及活塞一6.1；缸体一设有容纳腔一；活塞一6.1可滑动地设置在容纳腔一中并将容纳腔一分隔为上下布设的上腔一和下腔一；伸缩杆一15的一端与活塞一6.1连接，另一端经过下腔一后伸出缸体一与轮毂定子轴2连接。

第二伸缩装置7包括连接在伸缩杆一15下方的缸体二，以及活塞二7.1；缸体二设有容纳腔二；活塞二7.1可滑动地设置在容纳腔二中并将容纳腔二分隔为上下布设的上腔二和下腔二；伸缩杆二16的一端与活塞二7.1连接，另一端经过下腔二后伸出缸体二。缸体一与活塞一6.1之间设有止转结构一。缸体二与活塞二7.1之间设有止转结构二。

上腔一、下腔一、上腔二和下腔二分别阀门与空气压缩机或与外界大气连通。

具体地说，还包括气管14，气管14通过换向阀一11与空气压缩机9或与外界大气连通。上腔一和下腔一分别通过换向阀二12与气管14连通，上腔二和下腔二分别通过换向阀三13与气管14连通。

在原地车轮转向过程中，首先，空气压缩机9启动，换向阀一11将空气压缩机9与气管14导通，换向阀二12关闭，换向阀三13开启并将气管14与上腔二导通，空气压缩机9气体充入上腔二中使伸缩杆二16下降支撑于地面；然后，换向阀一11和换向阀三13状态不变，换向阀二12开启并将气管14与下腔一导通，空气压缩机9气体充入下腔一和上腔二，使伸缩杆一15缩短和伸缩杆二16伸长，伸缩杆二16支撑于地面，使轮毂定子轴2升高来使车轮3升高离开地面；然后，换向阀二12和换向阀三13关闭，旋转驱动装置4带动第一伸缩装置6和伸缩杆一15顺时针或逆时针转动，使轮毂定子轴2、轮毂装置1和车轮3绕伸缩杆一15转动，从而实现车轮3方向转变；之后，空气压缩机9停止工作，换向阀一11将气管14与外界大气导通，换向阀二12将下腔一与气管14导通，换向阀三13将上腔二与气管14导通，下腔一和上腔二分别将气体先外界大气排出，使伸缩杆一15伸长和伸缩杆二16缩短，使轮毂定子轴2下降来使车轮3下降支撑于地面；最后，换向阀一11维持将气管14与外界大气导通，换向阀二12关闭，换向阀三13将上腔二与气管14导通使伸缩杆二16继续缩短以离开地面，电动汽车原地转向完成。该设计可简化结构，便于安装。并且可以通过将空气压缩机9的气体输入到上腔一中使上腔一内部气压为设定值，可使车轮3时刻紧贴地面行驶，使电动汽车适合各种地形行驶，提高行车安全性。

轮毂定子轴2、伸缩杆一15和活塞一6.1共同开设有通风通道；通风通道口设有通风扇17。由于轮毂装置1可采用现有轮毂电机，通常采用线圈和永磁体结构，通过线圈正反通电产生磁场来驱动永磁体在磁场转动的效果，从而带动车轮3转动；线圈通电会产生大量热量。通风通道作为内部散热通道，有利于线圈散热，避免轮毂装置1温度过高。

通风通道还优选与换向阀一11连通。当空气压缩机9输出风量时，换向阀一11将通风通道与空气压缩机9连通，可获得大风量流动，使热量快速向外界扩散；当空气压缩机9停止输出风量时，换向阀一11将通风通道与外界大气连通，通风扇17启动使外界空气进入通风通道，使通风通道时刻有空气吹过，有利于轮毂装置1散热。

旋转驱动装置4连接有用于检测转动角度的角度传感器5。角度传感器5可采用光栅尺。

本实施例车轮传动机构可应用于电动汽车，电动汽车的四个车轮均采用车轮传动机构。该电动汽车可实现原地车轮转向，避免车轮转向时磨损，转向灵活，可提高泊车便捷性。

实施例二

本实施例一种车轮传动机构，与实施例一的区别在于：本实施例中，上腔一、下腔一、上腔二和下腔二分别阀门与空气压缩机或与外界大气连通，是指：上腔一、下腔一、上腔二和下腔二分别不同的阀门实现与空气压缩机或与外界大气连通。例如，上腔一通过换向阀二与空气压缩机或与外界大气连通，下腔一通过换向阀三与空气压缩机或与外界大气连通，上腔二通过换向阀四与空气压缩机或与外界大气连通，下腔二通过换向阀五与空气压缩机或与外界大气连通。本实施例的其余结构与实施例一相同。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。