專利名稱：動力道路電動轎車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種交通領域的車輛，具體是一種動力道路電動轎車。
背景技術：
電動汽車按其動力來源可分為三類車載動力、外部供電、車載動力與外部供電相結合。車載動力電動汽車包括蓄電池電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車。蓄電池電動汽車通過充電器將電能貯存于二次電池；混合動力電動汽車同時配備電力驅動系統(tǒng)和輔助動力單元(APU)，其中APU是燃燒某種燃料的原動機(也可以是燃料電池)或由原動機驅動的發(fā)電機組。由于蓄電池比能量、比功率低，導致蓄電池電動汽車續(xù)航里程短，加速、爬坡性能弱；混合動力電動汽車仍需消耗不可再生化石能源；燃料電池催化劑鉑金儲量非常稀少，氫的制備、存儲與運輸技術仍未解決。外部供電電動汽車包括有軌電車、無軌電車。由于蓄電池比能量、比功率低，充電時間長，壽命短，因此蓄電池電動汽車在性能上無法與內(nèi)燃機汽車相比，但電動汽車具有噪音小、零排放與結構簡單的優(yōu)點，人們發(fā)明了外部供電的電動汽車，利用架空線和受電弓或走行軌道從電網(wǎng)獲得電能來驅動車輛行駛。缺點是電動汽車行駛路線不能改變，離開電網(wǎng)將無法行駛。車載動力與外部供電相結合電動汽車稱為雙模電動汽車，即車輛在專用道路上接受道路提供的電能行駛，在普通道路上依靠車載動力源行駛。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利申請?zhí)枮閁S19970815163 19970311，發(fā)明名稱為雙模交通系統(tǒng)與動力單元，公開號為US5845583，該專利自述為主要包括可替換的動力單元、雙模車輛交通系統(tǒng)。動力單元包括發(fā)電機、原動機(內(nèi)燃機或燃料電池)、油缸、排氣管。雙模交通系統(tǒng)包括電動汽車、動力道路。電動汽車包括路面輪、軌道輪、三角型槽、動力傳輸裝置。動力道路包括三角型軌道，T型軌道、動力單元裝載系統(tǒng)。動力單元裝載系統(tǒng)包括軌道、動力單元、平臺、升降機、斜坡。工作方式為在普通道路上電動汽車依靠自身裝載的蓄電池提供電力行使，行使上動力道路后，電動汽車通過動力傳輸裝置從三角型軌道上端的T型軌道受電驅動軌道輪沿軌道行使，當駕駛者在下動力道路之后需要行使更長的距離，可以行使至動力單元裝載平臺裝載動力單元。該專利采用了車載動力與外部供電相結合的方式，通過可替換的動力單元進一步擴大了電動汽車的續(xù)航里程。它的不足之處在于(1)道路需重新建設；(2)專用道路是單車道的，只能單向行駛；(3)車輛在動力道路上行駛時橫向是固定的；(4)車輛底盤有三角型槽，空氣動力學性能差；(5)結構復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提出一種動力道路電動轎車，使其滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，節(jié)約了能源與資源、減小了環(huán)境污染，滿足人們門對門的交通需求，而且電動轎車結構簡單，通過對現(xiàn)有高架道路或高速公路的改造即可形成本發(fā)明的動力道路，且普通車輛仍可行駛在其上，大大減低了電動轎車生產(chǎn)成本與基礎設施建設成本。
本發(fā)明是根據(jù)以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括電動轎車和動力道路。
所述的電動轎車部分包括底盤、受電輪機構、自動駕駛系統(tǒng)。受電輪機構設置在底盤里，自動駕駛系統(tǒng)控制轎車在軌道上自動駕駛。
所述的底盤，包括受電輪艙、受電輪升降機構、電磁式導向系統(tǒng)。受電輪升降機構固定在受電輪艙里，電磁式導向系統(tǒng)安裝在底盤中部。
受電輪艙包括艙體、艙門。艙體焊接在底盤上，艙門與艙體鉸接。
受電輪升降機構包括油缸、連桿機構、支座。油缸頂端與支座鉸接，連桿機構頂端與油缸推桿鉸接，連桿機構上端與支座鉸接。
電磁式導向系統(tǒng)包括兩個耦合線圈、控制裝置、轉向電機。兩個耦合線圈設置在底盤上，與控制裝置連接，控制裝置與轉向電機連接。耦合線圈用于檢測到供電軌道的磁場，當感應電壓相同時，移動路徑正確，否則根據(jù)感應電壓差通過控制裝置控制轉向電機轉向使得汽車沿著軌道行駛。
所述的受電輪機構，包括油缸、輪架、兩個外側輪、兩個絕緣輪、中間輪、偏心輪、滾動軸承、軸，其中兩個外側輪、兩個絕緣輪、中間輪、偏心輪構成受電輪，油缸推桿與輪架固定連接，輪架與軸固定連接，滾動軸承套在偏心輪上，過盈連接，中間輪內(nèi)孔與套在偏心輪外部的滾動軸承外圈過盈連接，外側輪內(nèi)孔與滾動軸承外圈過盈連接，偏心輪內(nèi)孔與滾動軸承外圈過盈連接，兩個外側輪將偏心輪夾在中間且同軸，兩者的滾動軸承內(nèi)圈與軸過盈連接，絕緣輪固定在外側輪內(nèi)側。
受電輪升降機構的連桿機構底端與受電輪中部鉸接，受電輪機構頂端與受電輪艙艙體為球籠式萬向節(jié)連接。
所述的自動駕駛系統(tǒng)，包括電子控制單元(ECU)、雷達傳感器、輪速傳感器、制動控制器、扭矩控制器、電動機控制器。電子控制單元(ECU)安裝在本轎車中控臺內(nèi)，既能控制車輛以恒定速度行駛，也可適時調整車輛速度；雷達傳感器安裝在進氣格柵內(nèi)，可探測到汽車前方150米的距離；在前后輪轂上均裝有輪速傳感器，可測出車輛的行駛速度；電動機控制器和扭矩控制器用以探測和調整電動機接通和輸出扭矩，以提高電動機的動力性，以上傳感器的信號傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?ECU)進行分析處理，并對電動機控制器、扭矩控制器、制動控制器發(fā)出信號，適時調整車輛的運行速度，防止車輛發(fā)生碰撞。
所述的動力道路部分，包括凹型供電軌道、路基、固定螺栓、排污管道，其連接方式為凹型供電軌道按車道鋪設在高架或高速公路上，通過固定螺栓固定，上表面與路面持平且凹槽寬度小于輪胎寬度，輪胎不會陷入軌道，排污管道埋在路基里用于及時排出軌道內(nèi)部積水以防短路。
所述的凹型供電軌道包括正極軌、負極軌、絕緣漆、絕緣基座、排污孔。絕緣漆噴涂在負極軌內(nèi)側表面，正極軌固定在絕緣基座上，排污管道與排污孔相連。正負極不在同一平面保證人身安全，噴涂絕緣漆防止落入金屬雜物導致短路。
電動轎車駛上動力道路后，通過電磁式導向系統(tǒng)控制受電輪落入供電軌道接受電能并沿著軌道自動駕駛，駛離動力道路后依靠自身的蓄電池由人操控作短距離行駛。
在普通道路上行駛時，受電輪升起進入受電輪艙，受電輪艙關閉，以便保持受電輪清潔；行駛上動力道路后，受電輪艙打開，降下受電輪到軌道中受電行駛。駕駛者通過電磁式導向系統(tǒng)使受電輪準確落入供電軌道中并沿軌道行駛。
在現(xiàn)有的高速公路或高架道路上按車道鋪設單根凹型供電軌道，軌道上表面與路面持平且凹槽寬度小于輪胎寬度，構成本發(fā)明轎車與普通車輛通用的動力道路。本發(fā)明電動轎車為與普通四輪轎車相同的車輛，自身裝載小型蓄電池，但底盤中部裝有可升降的受電輪，當轎車行駛上動力道路時，駕駛者通過電磁式導向系統(tǒng)控制受電輪落入軌道后方向盤無效，落入動力軌道的受電輪接收來自供電軌道的電能，經(jīng)電動機驅動轎車沿軌道行駛并對蓄電池充電。駕駛者升起受電輪可像普通轎車一樣行駛并進行變道。在動力軌道上整個行使過程由電磁式導向系統(tǒng)、自適應巡航控系統(tǒng)、GPS導航系統(tǒng)及計算機控制，實現(xiàn)駕駛自動化。轎車升起受電輪駛離動力道路后動力來自車載蓄電池系統(tǒng)并由人駕駛，實現(xiàn)門對門交通要求。未來干線道路網(wǎng)是一個動力道路網(wǎng)，因此車載蓄電池只需解決駛離動力道路后到目的地的短距離行駛要求。其車載蓄電池容量只需具有40公里續(xù)航能力。
本發(fā)明電動汽車結構簡單，提高了電動汽車續(xù)航能力，滿足人們門對門的交通需求，節(jié)約了能源與資源、減小了環(huán)境污染，通過對現(xiàn)有高架道路或高速公路的改造即可形成本發(fā)明的動力道路，且普通車輛仍可行駛在其上，大大減低了基礎設施建設成本，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，具有明顯的社會效益與客觀的經(jīng)濟效益。


圖1本發(fā)明總體結構示意2本發(fā)明受電輪機構結構示意3本發(fā)明底盤結構示意4本發(fā)明受電輪艙結構示意5本發(fā)明受電輪升降機構結構示意6本發(fā)明自動駕駛系統(tǒng)結構框7本發(fā)明凹型供電軌道結構示意圖其中，電動轎車1、動力道路2、底盤3、受電輪機構4、自動駕駛系統(tǒng)5、凹型供電軌道6、路基7、固定螺栓8、排污管道9、受電輪艙10、受電輪升降機構11、電磁式導向系統(tǒng)12、艙體13、艙門14、油缸15、連桿機構16、支座17、耦合線圈18、控制裝置19、轉向電機20、油缸21、輪架22、外側輪23、絕緣輪24、中間輪25、偏心輪26、滾動軸承27、軸28、電子控制單元29、雷達傳感器30、輪速傳感器31、制動控制器32、扭矩控制器33、電動機控制器34、正極軌35、負極軌36、絕緣漆37、絕緣基座38、排污孔39。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括兩部分電動轎車1和動力道路2。
所述的電動轎車1包括底盤3、受電輪機構4、自動駕駛系統(tǒng)5，受電輪機構4設置在底盤3里，自動駕駛系統(tǒng)5控制轎車在軌道上自動駕駛。所述的動力道路2，包括凹型供電軌道6、路基7、固定螺栓8、排污管道9，凹型供電軌道6按車道鋪設在高架或高速公路上，上表面與路面持平且凹槽寬度小于輪胎寬度，凹型供電軌道6由固定螺栓8固定，排污管道9埋在路基7里。
如圖2所示，所述的受電輪機構4，包括油缸21、輪架22、兩個外側輪23、兩個絕緣輪24、中間輪25、偏心輪26、滾動軸承27、軸28，其中兩個外側輪23、兩個絕緣輪24、中間輪25、偏心輪26構成受電輪，其連接方式為油缸21推桿與輪架22固定連接，輪架22與軸28固定連接，滾動軸承27套在偏心輪26上過盈連接，中間輪25內(nèi)孔與套在偏心輪26外部的滾動軸承27外圈過盈連接，外側輪23內(nèi)孔與滾動軸承27外圈過盈連接，偏心輪26內(nèi)孔與滾動軸承27外圈過盈連接，兩個外側輪23將偏心輪26夾在中間且同軸，兩者的滾動軸承27內(nèi)圈與軸過盈連接，絕緣輪24固定在外側輪23內(nèi)側。
如圖3、圖4、圖5所示，所述的底盤3包括受電輪艙10、受電輪升降機構11、電磁式導向系統(tǒng)12。受電輪升降機構11固定在受電輪艙10里，電磁式導向系統(tǒng)12安裝在底盤3中部。
受電輪艙10包括艙體13、艙門14。艙體13焊接在底盤3上，艙門14與艙體13鉸接。
受電輪升降機構11包括油缸15、連桿機構16、支座17。油缸15頂端與支座17鉸接，連桿機構16頂端與油缸15推桿鉸接，連桿機構16上端與支座17鉸接。
電磁式導向系統(tǒng)12包括兩個耦合線圈18、控制裝置19、轉向電機20。兩個耦合線圈18設置在底盤3上，與控制裝置19連接，控制裝置19與轉向電機20連接。
受電輪升降機構11的連桿機構16底端與受電輪中部鉸接，受電輪艙10的艙體13與受電輪機構4頂端為球籠式萬向節(jié)連接。
如圖6所示，所述的自動駕駛系統(tǒng)5包括電子控制單元29、雷達傳感器30、輪速傳感器31、制動控制器32、扭矩控制器33、電動機控制器34。電子控制單元29設置在本轎車中控臺內(nèi)，雷達傳感器30設置在進氣格柵內(nèi)，在前后輪轂上均設有輪速傳感器31，電動機控制器34和扭矩控制器33探測和調整電動機接通和輸出扭矩，以上傳感器的信號輸出端連接到電子控制單元29。
如圖7所示，所述的凹型供電軌道6包括正極軌35、負極軌36、絕緣漆37、絕緣基座38、排污孔39。絕緣漆37噴涂在負極軌36內(nèi)側表面，正極軌35固定在絕緣基座38上，排污孔39與排污管道9相連。
權利要求
1.一種動力道路電動轎車，包括電動轎車(1)和動力道路(2)，其特征在于，所述的電動轎車(1)包括底盤(3)、受電輪機構(4)、自動駕駛系統(tǒng)(5)，受電輪機構(4)設置在底盤(3)里，自動駕駛系統(tǒng)(5)控制轎車在軌道上自動駕駛，所述的動力道路(2)，包括凹型供電軌道(6)、路基(7)、固定螺栓(8)、排污管道(9)，凹型供電軌道(6)按車道鋪設在高架或高速公路上，由固定螺栓(8)固定，排污管道(9)埋在路基(7)里。
2.根據(jù)權利要求1所述的動力道路電動轎車，其特征是，所述的受電輪機構(4)，包括油缸(21)、輪架(22)、兩個外側輪(23)、兩個絕緣輪(24)、中間輪(25)、偏心輪(26)、滾動軸承(27)、軸(28)，其中兩個外側輪(23)、兩個絕緣輪(24)、中間輪(25)、偏心輪(26)構成受電輪，油缸(21)推桿與輪架(22)固定連接，輪架(22)與軸(28)固定連接，滾動軸承(27)套在偏心輪(26)上過盈連接，中間輪(25)內(nèi)孔與套在偏心輪(26)外部的滾動軸承(27)外圈過盈連接，外側輪(23)內(nèi)孔與滾動軸承(27)外圈過盈連接，偏心輪(26)內(nèi)孔與滾動軸承(27)外圈過盈連接，兩個外側輪(23)將偏心輪(26)夾在中間且同軸，兩者的滾動軸承(27)內(nèi)圈與軸過盈連接，絕緣輪(24)固定在外側輪(23)內(nèi)側。
3.根據(jù)權利要求1所述的動力道路電動轎車，其特征是，所述的底盤(3)包括受電輪艙(10)、受電輪升降機構(11)、電磁式導向系統(tǒng)(12)，受電輪升降機構(11)固定在受電輪艙(10)里，電磁式導向系統(tǒng)(12)設在底盤(3)中部。
4.根據(jù)權利要求3所述的動力道路電動轎車，其特征是，受電輪艙(10)包括艙體(13)、艙門(14)，艙體(13)焊接在底盤(3)上，艙門(14)與艙體(13)鉸接。
5.根據(jù)權利要求3所述的動力道路電動轎車，其特征是，受電輪升降機構(11)包括油缸(15)、連桿機構(16)、支座(17)，油缸(15)頂端與支座(17)鉸接，連桿機構(16)頂端與油缸(15)推桿鉸接，連桿機構(16)上端與支座(17)鉸接。
6.根據(jù)權利要求3所述的動力道路電動轎車，其特征是，電磁式導向系統(tǒng)(12)包括兩個耦合線圈(18)、控制裝置(19)、轉向電機(20)，兩個耦合線圈(18)設置在底盤(3)上，與控制裝置(19)連接，控制裝置(19)與轉向電機(20)連接。
7.根據(jù)權利要求4或者5所述的動力道路電動轎車，其特征是，連桿機構(16)底端與受電輪中部鉸接，艙體(13)與受電輪機構(4)頂端為球籠式萬向節(jié)連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的動力道路電動轎車，其特征是，所述的自動駕駛系統(tǒng)(5)包括電子控制單元(29)、雷達傳感器(30)、輪速傳感器(31)、制動控制器(32)、扭矩控制器(33)、電動機控制器(34)，電子控制單元(29)設置在轎車中控臺內(nèi)，雷達傳感器(30)設置在進氣格柵內(nèi)，在前后輪轂上均設有輪速傳感器(31)，電動機控制器(34)和扭矩控制器(33)探測和調整電動機接通和輸出扭矩，以上傳感器的信號輸出端連接到電子控制單元(29)。
9.根據(jù)權利要求1所述的動力道路電動轎車，其特征是，所述的凹型供電軌道(6)包括正極軌(35)、負極軌(36)、絕緣漆(37)、絕緣基座(38)、排污孔(39)，絕緣漆(37)噴涂在負極軌(36)內(nèi)側表面，正極軌(35)固定在絕緣基座(38)上，排污孔(39)與排污管道(9)相連。
10.根據(jù)權利要求1或者9所述的動力道路電動轎車，其特征是，凹型供電軌道(6)上表面與路面持平且凹槽寬度小于輪胎寬度。
全文摘要
一種交通領域的動力道路電動轎車，包括電動轎車和動力道路，所述的電動轎車包括底盤、受電輪機構、自動駕駛系統(tǒng)，受電輪機構設置在底盤里，自動駕駛系統(tǒng)控制轎車在軌道上自動駕駛，所述的動力道路，包括凹型供電軌道、路基、固定螺栓、排污管道，凹型供電軌道按車道鋪設在高架或高速公路上，由固定螺栓固定，排污管道埋在路基里。本發(fā)明電動汽車結構簡單，提高了電動汽車續(xù)航能力，滿足人們門對門的交通需求，節(jié)約了能源與資源、減小了環(huán)境污染，通過對現(xiàn)有高架道路或高速公路的改造即可形成本發(fā)明的動力道路，且普通車輛仍可行駛在其上，大大減低了基礎設施建設成本，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，具有明顯的社會效益與客觀的經(jīng)濟效益。
文檔編號B60L5/00GK1718457SQ20051002822
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權日2005年7月28日
發(fā)明者王成燾, 李玉德 申請人:上海交通大學