专利名称：一种新型车辆驱动转向方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆驱动转向方法。
现有的车辆驱动转向方法，不论是三轮车还是四轮车，其驱动转向方法均采用前轮驱动、后轮驱动或全轮驱动，并由前轮或全轮进行转向。这种车辆驱动转向方法的局限性在于，车辆的转向角和转向半径受到较大的限制，无法进行车辆的原地自由转体和转向；车辆转弯和掉头时占用的道路和场地空间较大；并且存在着需要掌握倒车、掉头等难度较大的车辆驾驶技术。针对这种情况，本发明首次提出一种与现有车辆驱动转向方法完全不同的一种新型车辆驱动转向方法。
本发明的目的在于利用独轮车可以原地自由转体、转向的原理，在车辆底盘中心处设置中心轮装置，通过承重回转支承，实现中心轮与车辆底盘之间的活接，从而实现车辆的原地自由转体、转向之目的。采用本发明，不但可以克服现有车辆转向结构的车轮转向角度的局限问题，减少车辆的转向半径，而且可以使车辆进行原地自由转体和转向，从而使车辆实现转体和转向的最小空间化。因此，本发明广泛适用于各种三轮或四轮的汽车、摩托车，残疾人轮椅，以及行走机器人和儿童玩具等的驱动转向结构的更新换代。
本发明技术方案的基本内容如
图1、图2、图3所示，设有带有若干辅助轮(普通车轮或万向轮)的车架；车架上固定有车辆底盘；在车辆底盘中心处设有通过承重回转支承相活接的中心轮装置。
一、带有辅助轮或万向轮的车架的作用是使由中心轮装置独轮支撑的车辆底盘保持平衡。车架可以采用传统的矩形，也可以采用圆形或正方形。采用矩形车架，可以使车辆顺时针或逆时针进行90度角、180度角的分档转向；而采用圆形或正方形的四轮车架，由于各辅助轮为等距设置，因此可以使车辆顺时针或逆时针进行任意角度转向，同时由于任意一对呈对角的辅助轮的轮向均可以和中心轮的轮向形成一条直线排列，因而还可以使车辆在保持车辆重心平衡的前提下，如同两轮摩托车一样具有通过独木桥的功能。
车架下设置有若干个辅助轮或万向轮。辅助轮的悬挂装置为叉式独立悬挂装置；并设有受中心轮的转向装置控制的辅助轮的转向装置。辅助轮的作用有二一是对车架的平衡起支撑作用，二是在中心轮主导下完成行驶和转向任务。
为降低车辆的重心，保持车辆的重心平衡，辅助轮的直径可以小于中心轮的直径；圆形或方形车架、其车辆底盘的形状设计可以相应采用中心轮处高、辅助轮处低的凸形设计；而矩形车架，其车辆底盘可在前、中、后各轮之间的间隔处采用凹形设计。
二、本发明的车辆原地转体方法有两种①在一个或呈对角设置的两个辅助轮上设置辅助驱动马达。辅助驱动马达的作用是在由车架和车辆底盘构成的车体转动时为辅助轮提供转动动力，辅助驱动马达可以由蓄电池提供动力。在需要进行车体转动时，先将辅助轮的转向角调至适当角度，然后以中心轮为圆心支点，驱动辅助轮沿同心圆弧线顺时针或逆时针方向滚动，从而完成车体的原地自由转动。
②在中心轮装置的承重架底部设有液压支撑柱。液压支撑柱可以是升降式，也可以是折叠式。液压支撑柱的作用有二一是用于维修和拆装中心轮及其轮胎时起支撑作用；二是用于车辆的原地转体。在需要进行车体转向时，先将设置于车辆承重架底部的液压支撑柱降下或打开，使之固定于地面，然后以其为圆心支点，启动回转马达，驱动车体，实现车体的原地自由转动。
上述两种车辆转体方法相比较各有利弊前一种方法的优点是耗力小而转动快，但由于需在辅助轮上加装辅助驱动马达而使车辆结构的复杂程度增大，并增加了车辆的制造成本；后一种方法虽无须在辅助轮上加装辅助驱动马达，但转动动作慢，动力消耗也相应增大。
三、在车辆底盘中心处设有中心轮装置。与现行的车辆驱动转向装置相比，中心轮装置的特点在于①中心轮装置是唯一的驱动轮；②中心轮装置是唯一的导向轮；③车辆的驱动马达、油箱或蓄电池设置在中心轮装置上，而不是传统设在车辆的前部或尾部的分离式结构。
中心轮装置的中心轮上设有叉式独立悬挂装置。叉式独立悬挂装置的转向柱上设有支撑架和承重架。支撑架的一端固定在车辆底盘上，另一端通过轴承与中心轮的转向柱相活接，其作用是保持中心轮的横向稳定性；承重架的结构方式有两种一种是将承重架的内圈固定在中心轮转向柱上，其外圈不与车架相接触，其适用对象主要是小型车辆；另一种是承重架的内圈固定在中心轮的转向柱上，其外圈与车架的环形龙骨上的环形滑动装置相活接。环行滑动装置为双向固定式。
承重架上设有驱动马达、油箱、蓄电池。中心轮的驱动马达与中心轮之间的传动装置可以是传动轴式，也可以是链条式；中心轮的驱动马达通过传动装置带动中心轮转动。中心轮的转向柱顶部设有将中心轮与车辆底盘相活接的承重回转支承；承重回转支承的上圈与车辆底盘相固定，承重回转支承的下圈固定在中心轮的转向柱的项部。设置于车辆底盘上的回转马达的齿轴与承重回转支承的下圈的外齿相啮合。承重回转支承的圆心处呈环形空心状。设置于车辆底盘上的中心轮的转向装置的连接装置，穿过承重回转支承空心处，与中心轮的转向柱上的连接装置相连接，从而可以在车体不动的情况下，通过回转马达实现中心轮带动辅助轮自由转动之目的。
四、中心轮的转向柱上可以设置导电滑环。通过导电滑环，将中心轮的驱动马达和蓄电池上的电源线与车辆底盘上的驱动、转向控制电路相活接。中心轮和各辅助轮上各设有转向装置。
本发明技术方案的特点是1、在车辆底盘中心处设有中心轮装置；通过承重回转支承，实现中心轮装置与车辆底盘中心处的活接；2、各辅助轮均为各自独立车轮结构，而不再是传统的两轮同轴结构；车辆的重心是落在各车轮顶部的转向柱上，而不再是落在两轮之间的车轴上；3、车辆的驱动马达、油箱、蓄电池设置在中心轮装置上，而不是传统设在车辆的前部或尾部的分离式结构；4、在一个或呈对角设置的两个辅助轮上设有辅助驱动马达；5、在承重架底部设有升降式或折叠式的液压支撑柱。
本发明技术方案的优点是1、由于采用在车辆底盘中心处设置中心轮装置的新型车辆驱动转向方法，因而可以实现车辆的原地自由转体和转向，使车辆可以完成任意方向的转体和转向，因此可以节省车辆掉头和原地转向所需的场地空间；2、由于车轮的悬挂装置各自独立，因此不存在两轮一组的同轴车轮结构的转向角的局限问题，同时由于中心轮与辅助轮之间的轮距缩短，因此车辆在行驶时的转向半径大大缩小，因此不但可以节省车辆行驶和停车的占地面积，而且可以取消车辆的倒车和掉头功能，降低驾驶难度，从而实现车辆驾驶技术的普及化；3、由于采用独轮驱动转向方式，因此可以缩短甚至取消传动轴，从而减少车辆结构的复杂性，有利于节省车辆的制造材料，降低制造成本、制造工艺的复杂性和车体重量，从而有利于减少车辆行驶过程中的故障率，增加安全性；4、由于车辆的驱动马达、油箱、蓄电池设置于车架环行龙骨内的中心轮的承重架上，因此即使车辆的正面或后面受到碰撞，不会对车辆的动力装置造成损害；即使受撞车辆的辅助轮前轮或后轮中有一个、甚至是两个已经损坏，只要将车辆的重心由中心轮转移到未撞坏辅助轮的车辆一侧，就仍可照常行驶。
本发明的车辆驾驶方法在正常行驶时，通过转向装置控制中心轮与辅助轮的转向；在原地进行大角度(等于或大于90度角)转体时，则通过回转马达和液压支撑柱或辅助驱动马达来完成。除此以外，本发明的其他驾驶方法与现有车辆的驾驶方法基本相同。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明一种新型车辆驱动转向方法的底盘平面、侧面结构示意图；图2是本发明一种新型车辆驱动转向方法的车架平面、侧面结构示意图；图3是本发明一种新型车辆驱动转向方法的中心轮装置正面结构示意图；图4是本发明一种新型电动轮椅驱动转向方法的正面结构示意图5是本发明一种新型微型汽车驱动转向方法的侧面结构示意图；图6是本发明一种新型微型汽车驱动转向方法的正面结构示意图。
附图；1为车架、2为辅助轮、3为辅助轮的叉式独立悬挂装置、4为辅助轮的转向柱、5为车辆底盘、6为中心轮装置、7为中心轮、8为中心轮的叉式独立悬挂装置、9为中心轮的转向柱、10为承重回转支承、11为承重架、12为驱动马达、13为油箱、14为蓄电池、15为为传动装置、16为支撑架、17为承重回转支承的上圈、18为承重回转支承的下圈、19为回转马达、20为中心轮的转向装置、21为转向装置20的连接装置、22为转向柱9的连接装置、23为环行滑动装置、24为环行龙骨、25为轴承、26为液压支撑柱、27为万向轮、28为导电滑环、29为辅助轮的转向装置、30为辅助驱动马达、31为辅助驱动马达的传动装置。
实施例1一种新型电动轮椅驱动转向方法本实施例如图4所示，具有车架1，车架1下设置有若干万向轮27。车辆底盘5固定在车架1上。
在车辆底盘5的中心处设有中心轮装置6中心轮7的悬挂装置为叉式独立悬挂装置8，中心轮7的转向柱9通过固定于转向柱9上的支撑架16的轴承25，使固定于车架1上的支撑架16与中心轮7的转向柱9相活接中心轮7的转向柱9上设有承重架11，承重架11上设置有驱动马达12和蓄电池14，承重架11随中心轮7的转向柱9同步转动。
中心轮7的转向柱9上设置有导电滑环28。导电滑环28将驱动马达12和蓄电池14与车辆底盘5上的驱动和转向电路相活接。
中心轮7的转向柱9顶部设有与车辆底盘5相活接的承重回转支承10，中心轮7的转向装置20的连接装置21穿过承重回转支承空心处，与中心轮7的转向柱9上的连接装置22相连接，从而完成中心轮装置6带动万向轮27自由转动之目的。
在一个或两个呈对角设置的万向轮27上设有辅助驱动马达30。在需要进行车体转动时，以中心轮装置6为圆心支点，启动辅助驱动马达30，驱动万向轮27沿同心圆弧线顺时针或逆时针滚动，从而完成车体的原地自由转动。
本发明通过承重回转支承10，实现中心轮装置6与车辆底盘5之间的活接，从而在车体不动的情况下，实现中心轮装置6带动万向轮27的自由转动；并以中心轮装置6为圆心支点，启动辅助驱动马达30，驱动万向轮27沿同心圆弧线顺时针或逆时针方向滚动，从而完成车体的原地自由转动。
实施例2一种新型微型汽车驱动转向方法本实施例如图5、图6所示，具有车架1，车架1下设置有若干辅助轮2，辅助轮2的悬挂装置为叉式独立悬挂装置3，辅助轮2的转向柱4与车架1相活接；各辅助轮分别设有转向装置29；环形龙骨24上设有环形滑动装置23。
车辆底盘5固定在车架1上。车辆底盘5的中心处设有中心轮装置6；中心轮7的转向柱9顶部设有与车辆底盘5相活接的承重回转支承10，承重回转支承10的圆心处呈环形空心状。设置于车辆底盘5上的转向装置20的连接装置21穿过承重回转支承空心处，与中心轮7的转向柱9上的连接装置22相连接，从而实现中心轮装置6带动辅助轮2自由转动之目的。
中心轮7的转向柱9通过固定于转向柱9上的轴承25，使固定于车辆底盘5上的支撑架16与中心轮7的转向柱9相活接；承重架11的内圈固定在中心轮7的转向柱9上，承重架11的外圈与固定于车架1上的环形龙骨24上的环形滑动装置23相活接；承重架11上设有中心轮驱动马达12和油箱13。中心轮的驱动马达12通过传动装置15带动中心轮装置6转动。车辆底盘5上设置有液压支撑柱26。设置于车辆底盘上的回转马达19的齿轴与承重回转支承10的下圈18的外齿相啮合。
在需要进行车体转动时，先将辅助轮2的转向角调整至适当角度，然后降下或打开液压支撑柱26，使之固定于地面，并以其为圆心支点，启动回转马达19，驱动车体沿同心圆弧线顺时针或逆时针滚动，从而完成车体的原地自由转动。
辅助轮2的直径可以小于中心轮7的直径，以利于车辆重心的降低。
本发明通过承重回转支承10，实现中心轮装置6与车辆底盘5之间的活接，从而在车体不动的情况下，完成中心轮装置6带动辅助轮2的自由转动并以液压支撑柱26为圆心支点，启动回转马达19，驱动车体沿同心圆弧线顺时针或逆时针方向滚动，从而完成车体的原地自由转动。
权利要求
1.一种新型车辆驱动转向方法，设有车架(1)；车架(1)下设有若干辅助轮(2)，辅助轮(2)通过叉式独立悬挂装置(3)的转向柱(4)与车架(1)相活接；车辆底盘(5)固定在车架(1)上；车辆底盘(5)中心处设有中心轮装置(6)，中心轮装置(6)上设有中心轮(7)，中心轮(7)上设有叉式独立悬挂装置(8)，叉式独立悬挂装置(8)上的转向柱(9)顶部设有与车辆底盘(5)相活接的承重回转支承(10)，转向柱(9)上设有承重架(11)，承重架(11)上设有驱动马达(12)、油箱(13)、蓄电池(14)；驱动马达(12)通过传动装置(15)带动中心轮(6)转动；中心轮(7)的转向柱(9)上还活接有与车辆底盘(5)固定连接的支撑架(16)；其特征是在车辆底盘(5)中心处设有通过承重回转支承(10)相活接的中心轮装置(6)。
2.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，承重回转支承(10)的上圈(17)固定在车辆底盘(5)上，下圈(18)固定在中心轮(7)的转向柱(9)的顶部。
3.根据权利要求1、2所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，设置于车辆底盘(5)上的回转马达(19)的齿轴与固定于中心轮(7)的转向柱(9)上的承重回转支承(10)的下圈(18)的外齿相啮合。
4.根据权利要求1、2所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，车辆底盘(5)上的转向装置(20)的连接装置(21)穿过承重回转支承(10)的空心处与中心轮(7)的转向柱(9)上的连接装置(22)相连接。
5.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，设置于中心轮(7)的转向柱(9)上的承重架(11)通过环形滑动装置(23)与车架(1)上的环形龙骨(24)相活接。
6.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，固定于车辆底盘(5)上的支撑架(16)通过轴承(25)与中心轮(7)的转向柱(9)相活接。
7.根据权利要求1、5所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，在中心轮装置(6)的承重架(11)底部设有液压支撑柱(26)。
8.根据权利要求1、3所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，辅助轮(2)为万向轮(27)。
9.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，中心轮(7)的转向柱(9)上设置有导电滑环(28)。
10.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，固定于车辆底盘(5)的辅助轮的转向装置(29)与活接于车架(1)上的辅助轮(2)的转向柱(4)相连接。
11.根据权利要求1所述一种新型车辆驱动转向方法，其特征是，辅助驱动马达(30)通过传动装置(31)带动辅助轮(2)转动。
全文摘要
本发明设有带有若干辅助轮的车架,车架上固定有车辆底盘,车辆底盘中心处设有中心轮装置,中心轮装置通过承重回转支承与车辆底盘相活接。其特征是,在车辆底盘中心处设有通过承重回转支承相活接的中心轮装置,以实现车辆原地自由转体、转向之目的。
文档编号B60G3/18GK1265357SQ0011170
公开日2000年9月6日 申请日期2000年2月18日 优先权日2000年2月18日
发明者胡铁岩 申请人:胡铁岩