一种电磁式分时轮桨总成系统及其操作方法与流程

本发明属于车辆设备技术领域，涉及一种电磁式分时轮桨总成系统及其操作方法。

背景技术：

多旋翼垂直起降陆空两用载具具有体积小、使用灵活、容易操控等优点。由于多旋翼垂直起降陆空两用载具需要兼顾空中与陆地使用，因此要在两种性能之间做到一个较为均衡的取舍。

现有的陆空两用载具其车轮和桨叶驱动转换结构较为复杂，导致结构重量大，进而造成飞行时的自重过多，有效载荷低，续航时间短以及陆地行驶性能不理想等。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺陷，以解决现有的陆空两用载具其车轮和桨叶驱动转换结构较为复杂，导致结构重量大，进而造成飞行时的自重过多，有效载荷低，续航时间短以及陆地行驶性能不理想等问题，提供一种电磁式分时轮桨总成系统及其操作方法。

其技术方案如下：

一种电磁式分时轮桨总成系统，包括轮胎和涡轮，所述轮胎和涡轮之间通过同轴安装，可各自独立旋转。在轮胎内缘固定有永磁体组，在涡轮外缘则固定有线圈组，装置通过悬臂铰接在车体上，可通过卡钳进行轮胎与涡轮的锁紧。

进一步，所述轮胎部分包括：轮圈、固定式轮毂、滚珠、永磁体，轮圈通过滚珠旋转地安装在固定式轮毂上，永磁体安装在轮圈内缘，永磁体为多个且为偶数个，沿周向间隔布置，每相邻的两个磁体同极相对，s极对s极，n极对n极。

进一步，所述涡轮部分包括：上安装有线圈，所述线圈为多个且为偶数个，沿周向间隔布置。

进一步，在涡轮转轴内侧有两条环状电轨，通过叶片内的导线分别连接线圈的两端。主轴内部有两个电刷，分别与两条电轨接触，电刷的另一端连接电源，从而保证电轨在随涡轮旋转时也能通过电刷为线圈提供稳定的电流输入。

本发明可以大致理解为一个大型的电机，轮胎部分与涡轮部分可以互为电机的定子与转子，通过卡钳进行切换，当轮胎被锁定时，轮胎为定子，涡轮为转子，此时系统为空中模式；当涡轮被锁定时，轮胎为转子，涡轮为定子，此时系统为地面模式。

本发明所述电磁式分时轮桨总成系统的操作方法，包括以下步骤：1.在陆地模式时，操控悬架向下收拢，装置处于竖直状态，此时载具等同于四轮四马达驱动的汽车；2.在空中模式式，操控悬架向上打开，装置处于水平状态，此时载具等同于普通四旋翼飞行器。

当线圈组通电时，产生电磁场，与永磁体相互作用，从而带动轮圈与涡轮进行相对运动；

当涡轮被锁紧时，磁场力带动轮胎运转，此时装置为车轮模式；当轮圈被锁紧时，磁场力带动涡轮运转，此时装置为桨叶模式。装置通过悬臂铰接在车体上，当悬架向上打开时，装置处于水平状态，此时为空中模式，由涡轮叶片为载具提供飞行所需的升力；当悬架向下收拢时，装置处于竖直状态，此时为陆地模式，由轮圈为载具提供行驶所需的动力；

当单个线圈处于两个磁体之间时，单个线圈通电产生磁场，一侧的磁体与线圈的电磁场极性相异，产生吸引力；另一侧磁体与线圈的电磁场极性相同，产生斥力，两个力的合力带动涡轮与轮圈进行相对运动。当线圈移动到下一组磁体之间时，两侧磁体的极性发生改变，因此此时通过线圈的电流将改变方向，使电磁场的极性也发生改变，从而保持合力方向始终保持一致，以此往复，从而实现装置连续运转。

本发明的有益效果：

本发明解决了现有的陆空两用载具其车轮和桨叶驱动转换结构较为复杂，导致结构重量大，进而造成飞行时的自重过多，有效载荷低，续航时间短以及陆地行驶性能不理想等问题。本发明具有集成度高，空间利用率大，能量效率高，转换速度快，使用装配灵活等特点，适合推广应用。

附图说明

图1：本发明总体的外观示意图；

图2：本发明的主视图及剖面图，其中a为主视图，b为剖面图；

图3：涡轮上线圈的供电方式示意图；

图4：具体实施例预设位置1示意图；

图5：具体实施例悬臂及车体铰接示意图；

图6：具体实施例预设位置2示意图；

图7：具体实施例预设位置3示意图。

图中，1.轮胎，11.永磁体，12.滚珠，2涡轮，21.线圈，22.电轨，221.第一电轨，222.第二电轨，23.涡轮轴承，3.固定式轮毂，31.电刷，311.第一电刷，312.第二电刷，41.涡轮卡钳，42.轮胎卡钳，50.悬臂，501.悬臂转轴，60.机体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

一种电磁式分时轮桨总成系统，包括轮胎1，涡轮2，两者同轴安装，可各自独立旋转。在轮胎1内缘固定有永磁体组11，在涡轮2外缘则固定有线圈组21，当线圈组21通电时，产生电磁场，与永磁体组11相互作用，从而带动轮圈与涡轮2进行相对运动。装置通过悬臂50铰接在车体上，可通过涡轮卡钳41、轮胎卡钳42进行轮胎1与涡轮2的锁紧：当涡轮2被锁紧时，磁场力带动轮胎1运转，此时装置为车轮模式；当轮圈被锁紧时，磁场力带动涡轮2运转，此时装置为桨叶模式。装置通过悬臂50铰接在车体60上，当悬臂50向上打开至预设位置1时，装置处于水平状态，此时为空中模式，由涡轮2叶片为载具提供飞行所需的升力；当悬臂50向下收拢至预设位置3时，装置处于竖直状态，此时为陆地模式，由轮胎1为载具提供行驶所需的动力。

如附图1，进一步地，所述轮胎部分包括：轮胎1、固定式轮毂3、滚珠12、永磁体11，轮胎1通过滚珠12旋转地安装在固定式轮毂3上，永磁体11安装在轮圈内缘，永磁体11为多个且为偶数个，沿周向间隔布置，每相邻的两个磁体同极相对(s极对s极，n极对n极)。

如附图2，进一步地，所述涡轮部分包括：涡轮2通过涡轮轴承23旋转地安装在转轴上，涡轮2上安装有线圈21，线圈21为多个且为偶数个，沿周向间隔布置.

如附图3所示，进一步地，在涡轮2转轴内侧有两条环状电轨22，两条环状电轨22分别是第一电轨221和第二电轨222，通过叶片内的导线分别连接线圈21的两端。主轴内部有两个电刷31包括第一电刷311和第二电刷312，分别与两条电轨22接触，电刷31的另一端连接电源，从而保证电轨22在随涡轮2旋转时也能通过电刷31为线圈21提供稳定的电流输入。

如附图3所示，进一步地，当单个线圈21处于两个磁体之间时，单个线圈21通电产生磁场，一侧的磁体与线圈21的电磁场极性相异，产生吸引力；另一侧磁体与线圈21的电磁场极性相同，产生斥力，两个力的合力带动涡轮2与轮圈进行相对运动。当线圈21移动到下一组磁体之间时，两侧磁体的极性发生改变，因此此时通过线圈21的电流将改变方向，使电磁场的极性也发生改变，从而保持合力方向始终保持一致，以此往复，从而实现装置连续运转。

如附图5所示，进一步地，悬臂50为四个，每侧两个铰接在机体60上，悬臂50可沿转轴501旋转，转轴501与水平面夹角为45°。

如附图4所示，进一步地，此时悬臂50沿转轴501旋转至预设位置1，此时装置呈水平状，载具为空中模式，轮胎卡钳42桨轮胎1锁定，由涡轮2提供载具飞行所需的升力。

如附图7所示，进一步地，此时悬臂50沿转轴501旋转至预设位置3，此时装置呈竖直状，载具为陆地模式，涡轮卡钳41将涡轮锁定，由轮胎1提供载具行驶所需动力。

如附图6所示，进一步地，在悬臂50沿转轴501由预设位置1旋转至预设位置3时，会经过图示的预设位置2，从而保证装置在模式切换的过程中能够平滑过渡，避免轮胎1与地面接触时产生较大摩擦而影响结构。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。