9连接在内球笼8和轮毂10之间，呈悬浮安装状态，轮毂10通过轴承和立柱11过盈安装，轮毂10上通过螺栓固定有制动盘12，立柱11上通过螺栓固定有卡钳13。转向架2和传动机构之间安装有减震导向机构，减震导向机构包括导向机构15和减震器16，立柱11上安装有套筒17，套筒17内有防止导向机构卡死的直线轴承，导向机构15的上端和转向架2的外端上板21相连，导向机构15的下端伸入到套筒17内并和直线轴承相连，导向机构的下端能在套筒内上下滑动，减震器16采用拉伸弹簧，弹簧的上端固定在转向架2的外端上板21上，弹簧的下端通过球铰和立柱11相连。
[0021]工作过程:
[0022]汽车驾驶室驱动操作机构发出信号控制轮边驱动电机的运转，轮边驱动电机的输出轴的旋转动力通过传动机构传递给汽车单轮，驱动汽车单轮旋转；汽车驾驶室转向操作机构发出信号控制转向电机的运转，转向电机的输出轴的旋转动力带动转向架旋转，转向架、轮边驱动电机、传动机构及汽车单轮成为一体以转向电机的输出轴为旋转轴进行整体旋转；汽车上每个汽车单轮装置的轮边驱动电机受汽车驾驶室驱动操作机构的独立控制，各个汽车单轮的驱动力大小及驱动方向能独立进行调整，不同汽车单轮分别进行单独驱动；汽车上每个汽车单轮装置的转向电机受汽车驾驶室转向操作机构的独立控制，各个汽车单轮的转向角度能独立进行调整，不同汽车单轮分别进行各自角度单独转向。
[0023]对于四轮汽车而言，安装有四个汽车单轮装置，汽车除了能实现普通汽车已有的行驶方式外，还能实现如下三种行驶方式:
[0024]蟹行行驶:如图3所示，四个汽车单轮装置的转向电机分别控制自己所属的汽车单轮转向到和汽车的横轴线平行，当四个汽车单轮装置的轮边驱动电机分别驱动自己所属的汽车单轮顺时针旋转时，则实现汽车向右蟹行行驶；当四个汽车单轮装置的轮边驱动电机分别驱动自己所属的汽车单轮逆时针旋转，则实现汽车向左蟹行行驶；
[0025]原地转向行驶:如图4所示，四个汽车单轮装置的转向电机分别控制自己所属的汽车单轮转向，使左前侧汽车单轮、右后侧汽车单轮和汽车的横轴线的夹角分别在0°?90°之间，左后侧汽车单轮、右前侧汽车单轮和汽车的横轴线的夹角在90°?180°之间，当四个汽车单轮装置的轮边驱动电机分别驱动自己所属的汽车单轮顺时针旋转，则实现汽车顺时针原地转向行驶，当四个汽车单轮装置的轮边驱动电机分别驱动自己所属的汽车单轮逆时针旋转，则实现汽车逆时针原地转向行驶；
[0026]斜行行驶:如图5所示，四个汽车单轮装置的转向电机分别控制自己所属的汽车单轮转向，四个汽车单轮装置的轮边驱动电机分别驱动自己所属的汽车单轮，分两种方式:
[0027]第一种方式，四个汽车单轮和汽车的横轴线的夹角分别在0°?90°之间，当左侧两个汽车单轮逆时针旋转，右侧两个汽车单轮顺时针旋转时，则实现汽车向左后方斜行行驶；当左侧两个汽车单轮顺时针旋转，右侧两个汽车单轮逆时针旋转时，则实现汽车向右前方斜行行驶；
[0028]第二种方式，四个汽车单轮和汽车的横轴线的夹角分别在90°?180°之间，当左侧两个汽车单轮逆时针旋转，右侧两个汽车单轮顺时针旋转时，则实现汽车向右后方斜行行驶；当左侧两个汽车单轮顺时针旋转，右侧两个汽车单轮逆时针旋转，则实现汽车向左前方斜行行驶。
[0029]配置了本实用新型的车辆在行驶过程中，轮边驱动电机通过传动机构给车轮提供驱动力，不同车轮的驱动力大小可独自调整。转向电机提供转向动力，当进行转向时，以转向架为转向核心，转向电机拖动转向架带动轮边驱动电机、传动机构、减震导向机构及汽车单轮构成的整个轮边装置进行整体旋转，每个转向电机控制的转向架及轮边装置所转的角度都不一样，以此来满足整车在行驶及操控上的不同要求。当车轮颠簸时，整个轮边装置顺着导向机构上下跳动，通过弹簧吸收路面传来的冲击载荷达到减震目的。
[0030]本实用新型为车辆多轮独立驱动及独立转向的行驶方案提供了结构基础，配置了本实用新型的车辆可实现斜行、蟹行、原地转向等多种行驶模式，对提高汽车行驶稳定性和转向灵活性具有积极意义，在一定程度上能大大缓解交通堵塞状况。
[0031]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于包括转向电机(I)、转向架(2)、轮边驱动电机(3)和汽车单轮(4)，转向电机⑴安装在汽车车架底盘(5)上，转向架(2)设在所述的汽车车架底盘(5)的下方，转向架(2)的外端设有法兰盘￠)，所述的转向电机⑴的输出轴和所述的法兰盘(6)相连，所述的轮边驱动电机(3)安装在所述的转向架⑵的内端的下方，轮边驱动电机⑶的输出轴和所述的汽车单轮⑷之间连接有传动机构。2.根据权利要求1所述的具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于所述的转向架⑵包括外端上板(21)、内端下板(22)及连接外端上板(21)和内端下板(22)的连接板(23)，连接板(23)呈倾斜状，转向架(2)呈台阶状，所述的法兰盘(6)安装在外端上板(21)上，所述的轮边驱动电机(3)安装在内端下板(22)的背面。3.根据权利要求2所述的具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于所述的轮边驱动电机(3)的前端和所述的内端下板(22)之间连接有螺栓，轮边驱动电机(3)的后端外周包围有U形螺杆(7)，U形螺杆(7)的两端固定在所述的内端下板(22)上。4.根据权利要求1或2或3所述的具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于所述的传动机构包括内球笼(8)、外球笼、传动轴(9)、轮毂(10)和立柱(11)，所述的内球笼(8)安装在所述的轮边驱动电机(3)的输出轴上，所述的外球笼和所述的轮毂(10)相连，所述的传动轴(9)连接在内球笼(8)和轮毂(10)之间，轮毂(10)通过轴承和所述的立柱(11)过盈安装，轮毂(10)上通过螺栓固定有制动盘(12)，立柱(11)上通过螺栓固定有卡钳(13)，所述的汽车单轮(4)上的轮辋(14)通过螺栓和所述的轮毂(10)相连。5.根据权利要求1或2或3所述的具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于所述的转向架(2)和所述的传动机构之间设有减震导向机构。6.根据权利要求4所述的具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，其特征在于所述的转向架(2)和所述的传动机构之间设有减震导向机构，减震导向机构包括导向机构(15)和减震器(16)，所述的立柱(11)上设有套筒(17)，套筒(17)内设有防止导向机构卡死的直线轴承，所述的导向机构(15)的上端和所述的转向架(2)相连，导向机构(15)的下端伸入到所述的套筒(17)内并和所述的直线轴承相连，所述的减震器(16)的上端固定在所述的转向架(2)上，减震器(16)的下端通过球铰和所述的立柱(11)相连。
【专利摘要】本实用新型涉及一种具备独立转向和轮边驱动的汽车单轮装置，包括转向电机、转向架、轮边驱动电机和汽车单轮，转向电机安装在汽车车架底盘上，转向架设在汽车车架底盘的下方，转向架的外端设有法兰盘，转向电机的输出轴和法兰盘相连，轮边驱动电机安装在转向架的内端的下方，轮边驱动电机的输出轴和汽车单轮之间连接有传动机构。每个汽车单轮的驱动受各自的轮边驱动电机独立控制，每个汽车单轮的转向受各自的转向电机独立控制，使汽车实现蟹行、原地转向及斜行行驶。本实用新型能精确控制每个车轮的驱动力，灵活调整每个车轮的转向角度，大大提高汽车的操纵稳定性和转向灵活性，行驶方式多样，有利于缓解交通堵塞状况。
【IPC分类】B62D5/04, B62D9/00, B60K17/30
【公开号】CN204915812
【申请号】CN201520650446
【发明人】聂亮, 厉蒋, 徐晖
【申请人】杭州伯坦科技工程有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月26日