專利名稱：油電通用萬能汽車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為一種全新概念的小型汽車(轎車、吉普、面包車)，屬于交通工具領域。
背景技術：
當今時代流行的汽車，無論是以內燃機作動力的還是以電動機作動力的，都只具有前進、后退和行進中轉向的功能，在一些復雜的路況和場所換位時很不方便，在環(huán)境保護、合理利用能源和節(jié)能方面，也存在著較大的問題。為徹底解決這些問題，本發(fā)明提供了一種全新概念的油電通用萬能汽車。該汽車具有正常行駛、車中心在原地轉向、左右橫行以及回收余能(減速充電)的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明采用發(fā)電機組和蓄電池組共同提供電能，驅動外轉式直流車輪電機運轉，同時，使車輛的全部功能實行電氣化。本發(fā)明的技術內容是能使車輛具有原地轉向、左右橫行和正常駕駛的換向駕駛機構以及能使車輛具有能源轉換、自動差速、減速充電(回收余能)以及功能切換的電氣線路。其特征如下1.一個可以轉動的絲管及與之配套的螺紋相反的左右伸縮絲杠、活動臂、連節(jié)銷、輪臂、絲管齒輪及安裝于絲管套上與之配合的功能電機及其齒輪，還有絲管轉套、方向臂、隨動臂、轉套銷、轉臂銷等組成的換向駕駛機構，在功能電機帶動絲管正向轉動時，管內左右絲杠可伸出，使車輪對稱改變角度至原地轉向和左右橫行所需位置。當功能電機帶動絲管反向轉動時，管內左右絲杠可縮回至正常駕駛時車輪所需位置。
2.由四只直流車輪電機電樞串連的電樞電路，和由其四只勵磁繞組并聯的勵磁電路，分別受控于兩調速器進行同步互為反幅調速(即低速時勵磁電流大，電樞電流小，高速時勵磁電流小，電樞電流大)。電機電樞串連運行，四車輪電機可互相差速，兩調速器同步互為反幅調速，可使電機超過設定速度(實調速度)時對電池反充電(如下坡或減速)，同時起到減速作用。
3.由以燃油作動力源的發(fā)電機組和以市電作主要動力源的蓄電池組組成的直流供電系統(tǒng)，當發(fā)電機對負載供電時，蓄電池組退出供電，同時接受發(fā)電機充電，當發(fā)電機停止工作時，蓄電池組恢復對負載供電。
4.由琴鍵開關、二極管、接觸器、繼電器、行程開關和功能電機等組成的功能切換電路，可使車輛分別處于正常行駛、原地左轉、原地右轉、向左橫行、向右橫行五種工作狀態(tài)。


圖1為本發(fā)明的機械構造主圖(后面將作詳細描述)。本圖的名稱及代號為車輪電機(1、25、42、57)，車輪橫軸(2、24、43、56)，車輪立軸(3、22、58、69)，輪臂(4、23、45、55)，活動臂(5、21、46、53)，絲管轉套(6、17)，轉臂銷(7、14、18)，方向臂(8)，連節(jié)銷(9、20、26、28、36、44、47、52、54)，絲管(10、48)，絲杠(11、16、49、51)，絲管齒輪(12、50)，電機座轉套(13)，隨動臂(15、19)，減振彈簧座膛(27、35、59、68)，轉套銷(29、32、34)，電機齒輪(30、65)，功能電機(31、62)，橋架(33、70)，方向盤齒輪(37)，方向齒條(38)，萬向節(jié)(39)，方向連桿(40)，橋架支軸(41、71)，轉套固定臂(60、66)，固定螺絲(61、63、67)電機架(64)。
圖2為圖1的輔圖，只反映車輛原地轉向時的狀態(tài)。本圖不作單獨描述。
圖3為圖1的輔圖，只反映車輛橫行時的狀態(tài)。本圖不作單獨描述。
圖4為圖1的輔圖，是圖1中前、后橋及其機構的端面圖，圖中名稱和代號與圖1對應一致。本圖不作單獨描述。
圖5為圖1的輔圖，是圖1中絲管轉套(6)、轉臂銷(7)、方向臂(8)、連節(jié)銷(9)、轉套銷(29)和前橋架(33)的右側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖6為圖1的輔圖，是圖1中絲管轉套(17)、轉臂銷(18)、隨動臂(19)、轉臂銷(34)和前橋架(33)的右側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖7為圖1的輔圖，是圖1中電機座轉套(13)、轉臂銷(14)、隨動臂(15)、功能電機(31)、電機齒輪(30)、轉套銷(32)、前橋架(33)的左側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖8為圖1的輔圖，是圖1中功能電機(62)、固定螺絲(63)、電機架(64)、電機齒輪(65)和后橋架(70)的右側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖9為圖1的輔圖，是圖1中轉套固定臂(60)、同定螺絲(61)和后橋架(70)的右側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖10為圖1的輔圖，是圖1中轉套固定臂(66)、固定螺絲(67)和后橋架(70)的左側放大圖。本圖不作單獨描述。
圖11為本發(fā)明的電氣線路圖(后面將作詳細描述)。圖的代號及名稱為FD-發(fā)電機組，C0-電源轉換接觸器(直流)，CD-充電器，DC-蓄電池組，QK1-5-琴鍵開關(其中QK1切換到正常駕駛模式，QK2切換到原地左轉向模式，QK3切換到原地右轉向模式，QK4切換到向左橫行模式，QK5切換到向右橫行模式)，D1-20-二極管，J1-6-直流繼電器，C1-5-直流接觸器，M1-4-直流他勵式車輪電機(外轉式)，L1-4-電機M1-4的勵磁繞組，M5-6-功能電機(直流)，ZX1-2-原地轉向限位開關，CX1-2-正常駕駛限位開關，HX1-2-左右橫行限位開關，DX-方向盤中點定位開關，XK-信號開關，DK-倒車開關，SK-剎車開關，TS1-2-調速器(TS1為勵磁部分，TS2為電樞部分)，BX-保護限位開關。
具體實施例方式
下面對照附圖1進行詳細描述從圖中可知，本發(fā)明有前橋部分和后橋部分組成。
前橋部分一個可以轉動的絲管(10)，其管內左右半段分別裝有與之配套的螺紋相反的兩根伸縮絲杠(11)和(16)，通過連節(jié)銷(26)(28)(20)(36)、活動臂(5)(21)分別與輪臂(4)(23)連接，絲管外部中間位置裝有與之固定的絲管齒輪(12)。齒輪(12)右側的絲管上裝有帶功能電機(31)、轉套銷(32)和隨動臂(15)的電機座轉套(13)。絲管左端裝有帶轉套銷(29)和方向臂(8)的絲管轉套(6)。絲管右端裝有帶轉套銷(34)和隨動臂(19)的絲管轉套(17)。電機座轉套(13)和絲管轉套(6)(17)功能相同，起到軸承作用，轉套銷(29)(32)(34)的作用是使絲管(10)及轉套(6)(13)(17)能跟隨方向臂(8)和隨動臂(15)(19)靈活擺動。方向臂(8)和隨動臂(15)(19)分別由轉臂銷(7)(14)(18)固定在前橋架(33)上。車輪橫軸(2)(24)，車輪立軸(3)(22)和輪臂(4)(23)固為一體，由立軸(3)(22)和前橋架(33)配合。當功能電機(31)驅動絲管(10)正向轉動時，左右絲杠(11)(16)向外伸出，通過活動臂(5)(21)，連接銷(26)(28)(20)(36)，分別推動輪臂(4)(23)，使車輪改變角度，使之達到原地轉向和橫行所需要的位置(四車輪立軸構成一個矩形，車輛原地轉向時，車輪平面分別與通過其中心的矩形對角線垂直；車輛橫行時，車輪平面與矩形的短邊平行，即與車身長的方向垂直)。當功能電機(31)驅動絲管(10)反向轉動時，左右絲杠(11)(16)向內縮回，使車輪回到正常駕駛位置。這時只要轉動方向盤(與方向盤齒輪同軸)，方向盤齒輪(37)就帶動方向齒條(38)，萬向節(jié)(39)和方向連桿(40)，使方向臂(8)橫臂的前后運動變?yōu)榭v臂的左右運動，從而帶動整個換向機構及車輪同步左右擺動而處于正常駕駛狀態(tài)。
后橋部分后橋部分的換向機構和前橋完全相同，只是不需要駕駛功能，所以轉套固定臂(60)(66)有固定螺絲(61)(67)固定在后橋架(70)上，功能電機(62)通過電機架(64)也由固定螺絲(63)固定在后橋架(70)上。
下面對照圖11進行詳細描述從圖中可知，本發(fā)明全電路由三部分組成，即電源部分，主電路部分和功能電路部分。
電源部分由發(fā)電機組FD，二極管D1-2，充電器CD，蓄電池組DC和接觸器C0組成。當FD工作發(fā)電時，C0吸合，FD對主電路供電，同時斷開DC對主電路供電。FD的另一路經CD對DC充電。當FD停止工作時，C0釋放，DC恢復對主電路供電。D1是隔離二極管，是防止車輪電機M1-4反充電時FD雖然停止工作但M1-4的反電動勢仍使C0吸合，而無法對DC充電。D2為保護二極管，防止前端故障使DC放電。
主電路部分由車輪電機M1-4及其勵磁繞組L1-4，調速器TS1-2，倒車開關DK，剎車開關SK和接觸器C1-5的觸頭部分組成。M1-4的電樞串聯后由TS2調速，L1-4并聯后由TS1調速，TS1和TS2實行同步互為反幅調節(jié)(速)，即兩調速器的動作部件固定在同一個支架上同步運動，而兩調速器調節(jié)幅度正好相反(低速時勵磁電流大，電樞電流小，高速時勵磁電流小，電樞電流大)。由于M1-4電樞串聯運行，所以四個電機間均能互相差速運行，由于TS1和TS2實行同步互為反幅調速，所以當M1-4轉速超過設定轉速(如下坡)時，M1-4產生的反電勢電流(此時電機起發(fā)電作用)可通過二極管D3-4對DC充電，同時起到減速作用。DK的作用是，可將L1-4的勵磁電流反向，使M1-4反轉，從而實現倒車。SK的作用是將電機電樞的反電勢電流進行不同程度的短路(根據需要)起到剎車作用，剎車時自動斷開電源。C1-4受功能電路控制，C1-4釋放時，由常閉觸頭接通L1-4電路，電機為正轉方向；C1-4吸合時，由常開觸頭接通L1-4電路，被接電機為反轉方向，以適應車輛左右原地轉向和左右橫行狀態(tài)時各車輪轉向的需要。C5也受功能電路控制，只有當車輛在不同的五種功能狀態(tài)到位時，C5才接通主電路電源。
功能電路由琴鍵開關QK1-5，二極管D5-20，接觸器C1-5，繼電器J1-6，正常駕駛限位開關CX1-2，原地轉向限位開關ZX1-2，左右橫行限位開關HX1-2，保護限位開關BX，方向盤中點定位開關DX，信號開關XK和功能電機M5-6組成。其中琴鍵開關QK1為正常，QK2為左轉，QK3為右轉，QK4為左橫行，QK5為右橫行。由于琴鍵開關具有機械聯鎖作用，同時只能有一只開關處于導通狀態(tài)，其余均處于自鎖斷開狀態(tài)，所以整個電路工作程序嚴密可靠。電路工作程序如下當QK1通電時，J1-2吸合，M5-6反向運轉，同時串聯于C5的J1-2常閉觸頭斷開，C5釋放，主電路電源被斷開。當M5-6運行至車輪回到正常駕駛位置時，CX1-2斷開，J1-2釋放，其常開觸頭斷開，常閉觸頭接通，M5-6停轉，C5吸合，主電路電源被接通，電路進入正常駕駛狀態(tài)。當QK2通電時，D11，D13通電，C1-2吸合，L1-2得反向電流，M1-2處反轉狀態(tài)，同時D5通電，J3-4吸合，M5-6正轉，C5釋放。當M5-6運轉至車輪回到原地轉向位置時，ZX1-2斷開，J3-4釋放，M5-6停轉，C5吸合，電路進入原地左轉狀態(tài)。當QK3通電時，D15，D17通電，C3-4吸合，L3-4得反向電流，M3-4處反轉狀態(tài)，同時D8通電，其J3-4，C5，M5-6及ZX1-2的動作過程與QK2通電時相同，電路進入原地右轉狀態(tài)。當QK4通電時，D12，D18通電，C1，C4吸合，L1，L4得反向電流，M1，M4處反轉狀態(tài)，同時D9通電，J5吸合，ZX1-2兩端被短接(暫不起限位作用)，D6通電，J3-4吸合，M5-6正轉，C5釋放，當M5-6運轉至車輪回到橫行位置時，HX1-2斷開，J3-4釋放，M5-6停轉，C5吸合，電路進入向左橫行狀態(tài)。當QK5通電時，D14，D16通電，C2-3吸合，L2-3得反向電流，M2-3處反轉狀態(tài)，同時D7，D10通電，其J3-4，J5，ZX1-2，C5，HX1-2和M5-6的動作過程與QK4通電時相同。電路進入向右橫向狀態(tài)。
DX和XK在本電路中起保護作用，只有方向盤在中點位置時DX才導通；只有電樞電壓為零(車輪電機停轉)時XK才導通。也就是說，除正常駕駛外，其余的四種功能都必須首先在車輛停穩(wěn)后方向在正中位置時才能操作。
J6和BX起錯檔保護作用，當車輪處于橫行位置時，BX導通，這時如果QK2或QK3通電，J6就會使C5釋放，斷開主電路電源。因為車輛從橫行到原地轉向換檔時必須先回到正常位置。
為使電路安全工作，J1和J3、J2和J4分別通過對方的常閉觸頭實行聯鎖保護。
權利要求
1.一種油電通用萬能汽車，其特征是一個可以使車輪角度從正常駕駛位置分別變換到車中心在原地轉向和左右橫行位置的換向駕駛機構，由安裝于電機座轉套(13)上的功能電機(31)及其齒輪(30)驅動的絲管齒輪(12)、絲管(10)及與絲管(10)配套的螺紋相反的左右伸縮絲杠(11)(16)通過連接銷(26)(28)(20)(36)、活動臂(5)(21)，分別與輪臂(4)(23)連接，其帶轉套銷(32)和隨動臂(15)的電機座轉套(13)安裝于絲管(10)的中間位置，而帶轉套銷(29)與方向臂(8)的絲管轉套(6)和帶轉套銷(34)和隨動臂(19)的絲管轉套(17)分別安裝于絲管(10)兩端位置，方向臂(8)和隨動臂(15)(19)分別經轉臂銷(7)(14)(18)安裝于前橋架(33)上。
2.根據權利要求1所述的油電通用萬能汽車，其特征是具有四輪互相差速和減速充電功能的主電路，其受控于調速器TS2的4只直流車輪電機M1-4的電樞串聯運行，受控于調速器TS1的4只電機勵磁繞組L1-4并聯運行，調速器TS1、TS2實行同步互為反幅調速，其調速器TS2兩端反向并聯二極管D3-4用于減速充電。
3.根據權利要求1所述的油電通用萬能汽車，其特征是以燃油作動力源的發(fā)電機組和以市電作主要動力源的蓄電池組組成的直流供電系統(tǒng)，其接觸器C0與發(fā)電機FD并聯，轉換發(fā)電機FD和蓄電池組DC對負載供電，充電器CD串聯于發(fā)電機FD與蓄電池組DC之間對蓄電池組DC充電。
4.根據權利要求1所述的油電通用萬能汽車，其特征是可使車輛處于5種工作狀態(tài)的功能切換電路，其琴鍵開關QK1-5與繼電器J3-6，接觸器C1-4之間接有二極管D5-20進行功能程序分配。
全文摘要
本發(fā)明為一種全新概念的小型汽車，除正常行駛外，還具有油電通用、原地轉向、左右橫行和回收余能的功能。其核心技術一是由功能電機、絲管以及與之配套的伸縮絲杠、活動臂和輪臂等主要部件組成的換向駕駛機構可使車子中心處于原地轉向；二是由車輪電機、調速器、接觸器、繼電器、琴鍵開關和二極管等主要部件組成的電氣線路可使車輪電機具有互相差速、反電勢充電以及功能程序控制等功能。該轎車駕駛方便、功能程序嚴密可靠、運行安全、符合環(huán)保和節(jié)能宗旨。
文檔編號B60S9/00GK1603180SQ200410009770
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權日2004年11月10日
發(fā)明者吳冠豪 申請人:吳冠豪