CN110461426B - 电驱动车轮、传动和控制模块、套件、车辆以及*** - Google Patents

Abstract

公开了电驱动车轮、传动和控制模块、套件、车辆以及***。电驱动车轮(100)设置成可释放地联接到非机动轮式车辆。所述电驱动车轮(100)包括：地面接合组件(110)；联接组件(125)，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆(2700)的车轴(2000)；以及壳体(1902)，其设置为容纳：电动机(560)，其可操作地联接到所述地面接合组件(110)；控制***(505)，其包括惯性测量单元(540)和控制器(510)或者联接到惯性测量单元(540)和控制器(510)，所述惯性测量单元(540)在电驱动车轮(100)的驱动旋转期间在壳体(1902)内静止，所述控制器(510)配置为基于从所述惯性测量单元(540)接收的一个或多个传感器信号来控制所述电动机(560)的运转；和电源(520)，其电连接到所述控制***(505)和所述电动机(560)。

Description

电驱动车轮、传动和控制模块、套件、车辆以及***

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月15日提交的澳大利亚临时专利申请号为2016904651的优先权，其内容通过引用而并入本文。

技术领域

本发明涉及电驱动车轮、传动和控制模块、套件、车辆以及***。在一个特定示例中，本发明涉及将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆。

背景技术

存在许多非机动轮式车辆，需要用户利用车轮沿着表面手动推动或拉动车辆。这种非机动轮式车辆的示例包括高尔夫球车和婴儿车。能够以简单的方式驱动这种非机动轮式车辆将是非常有利的。

虽然存在这些类型的车辆的许多驱动版本，但是将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆是极具挑战性的。这种转换可能需要专业的技术知识，并且可能非常耗时。

此外，当在非平面的表面上行进时，这样的机动车辆可能偏离路程，从而意味着如果可能的话，可能要求用户校正机动车辆的行进方向。如果用户远离机动车辆，这可能是无法实现的。

另外，过去存在用户忘记关闭这样的机动车辆的电源的问题，这意味着机动车辆可能无法在预期的时间段内运转。一旦电源不再能够为机动车辆供电，用户就可能需要手动推动或拉动机动车辆，这可能非常困难，因为在该运动期间可能要手动操作电动机。

其他人已经尝试提供能够连接到非机动车辆的一个电驱动车轮或一对电驱动车轮。然而，这些尝试遭遇了许多问题。

例如，在提供一对电驱动车轮以联接到非机动车辆的情况下，该对电驱动车轮包括专用右车轮和专用左车轮。因此，这要求用户注意将右车轮联接到非机动车辆的右侧并且将左车轮联接到非机动车辆的左侧，否则车轮将反向运转，从而导致非机动车辆以与预期相反的方向行进。另外，如果需要更换其中一个车轮，则用户需要确保为更换的相应车轮获取专用的右车轮或左车轮，否则非机动车辆将无法正确行进。

另外，这些尝试要求用户与转换后的车辆一起行走以便于转向。这在特定应用中可能不是有利的。

因此，需要缓解一个或多个上述问题，或者至少提供有用的替选方案。

本说明书中对任何先前出版物(或从中得出的信息)或者任何已知事项的引用不是，也不应被视为承认、认可或以任何形式暗示先前出版物(或从中得出的信息)或者已知事项形成本说明书所涉及的尝试领域中的公知常识的一部分。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍选出的一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在第一个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

地面接合组件；

联接组件，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；以及壳体，其配置为容纳：

电动机，其可操作地联接到所述地面接合组件；

控制***，其包括惯性测量单元和控制器或者联接到惯性测量单元和控制器，所述惯性测量单元在电驱动车轮的驱动旋转期间在壳体内静止，所述控制器配置为基于从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号来控制所述电动机的运转；和

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机。

在某些实施方案中，所述惯性测量单元包括三轴陀螺仪和三轴加速度计。

在某些实施方案中，所述联接组件构造成在第一联接位置以及第二联接位置将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；在第一联接位置，所述地面接合组件的旋转由所述电动机控制，而在第二联接位置，所述地面接合组件的旋转不受所述电动机的控制。

在某些实施方案中，所述联接组件包括一对轴向分离的接合部件和接合致动器部件，其中，所述接合致动器部件的致动使得所述一对轴向分离的接合部件在接合位置与脱离位置之间移动，从而使得所述电驱动车轮能够在所述第一联接位置与所述第二联接位置之间轴向移动。

在某些实施方案中，所述一对轴向分离的接合部件包括第一保持夹和第二保持夹，并且其中所述接合致动器部件是凸轮轴，其中，所述凸轮轴的致动同时使所述第一保持夹从接合位置移动到脱离位置并且使所述第二保持夹从脱离位置移动到中间位置，其中，所述电驱动车轮的轴向移动导致所述车轴的凹槽与所述第二保持夹对准并且自偏置到接合位置来接合所述车轴。

在某些实施方案中，所述电动机是双向电动机，其中，基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号所表示的感测加速度，由所述控制器来控制所述电动机的运转方向。

在某些实施方案中，所述控制***包括储存有安装取向数据的存储器，其中，所述控制器使用由一个或多个传感器信号表示的感测加速度以及所述安装取向数据确定所述电驱动车轮的安装取向，其中，根据安装取向控制所述电动机的运转方向。

在某些实施方案中，所述安装取向数据包括多个角度旋转范围，其中，每个角度旋转范围具有相应的安装取向，其中，所述控制器配置为：

基于由一个或多个传感器信号表示的感测加速度确定当前角度旋转；并且

从所述多个角度旋转范围中确定所述当前角度旋转所落入的匹配的角度旋转范围，其中，所述电驱动车轮的安装取向是所述匹配的角度旋转范围的相应安装取向。

在某些实施方案中，所述控制***被配置为基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号表示的角速度来控制所述电动机的运转速度。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括无线通信装置，所述无线通信装置与所述控制器通信，以用于从用户指令装置接收指令信号，其中，所述控制器基于指令信号操作所述电动机。

在某些实施方案中，所述控制器设置为响应于所述控制器从用户指令信号接收初始化请求而与所述用户指令装置建立无线通信会话。

在某些实施方案中，所述壳体至少部分地容纳传动组件，所述传动组件可操作地连接在所述电动机与所述地面接合组件之间，其中，所述传动组件配置为响应于所述电动机的致动而引起所述电驱动车轮的地面接合组件的旋转。

在某些实施方案中，传动组件包括具有安装表面的轮毂，所述壳体将所述安装表面暴露在外，所述轮毂相对于所述壳体旋转。

在某些实施方案中，所述安装表面包括紧固装置，以将所述电驱动车轮的地面接合组件可操作地连接到所述轮毂，从而使得所述轮毂的旋转导致所述地面接合组件随之旋转。

在某些实施方案中，所述地面接合组件包括：

外框架，其固定在所述轮毂上；

轮辋，其连接到所述外框架，所述轮辋围绕所述壳体的周缘；以及

轮胎，其固定在所述轮辋上。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括固定到所述壳体的内盖，所述内盖具有用于定位所述联接组件的中心孔以及位于所述中心孔周围的用于接收安装支腿的一个或多个安装孔，其中所述安装支腿是非机动轮式车辆的一部分或联接到非机动轮式车辆。

在某些实施方案中，其中所述内盖的中心孔向内延伸，限定了容纳所述联接组件的中空柱。

在某些实施方案中，所述联接组件包括具有一对弹性指状物的帽，其中每个指状物包括凹口端部，所述凹口端部接合所述中空柱中的相应孔，以将所述联接组件在组装状态下保持在轴柱内。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括底盘，所述底盘固定在所述壳体中，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述底盘在所述壳体内不旋转运动，其中，所述轮毂经由轴承支撑在所述底盘上，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述轮毂能够相对于所述底盘旋转。

在某些实施方案中，所述传动组件包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件可操作地联接到所述电动机，其中，所述齿轮箱组件包括齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体通过一个或多个振动阻尼器支撑在所述壳体内。

在某些实施方案中，所述传动组件进一步包括滚轮装置，所述滚轮装置至少部分地支撑在所述底盘上，所述底盘可操作地连接在所述齿轮箱组件与所述轮毂之间。

在某些实施方案中，所述齿轮箱壳体通过一个或多个另外的振动阻尼器与所述底盘分离。

在某些实施方案中，所述齿轮箱壳体支撑滚轮，所述滚轮可操作地连接到所述齿轮箱组件，其中，所述滚轮还通过传动带可操作地连接到所述滚轮装置的至少一部分。

在某些实施方案中，所述控制器包括磁场传感器，基本上邻近所述轮毂的一部分定位所述磁场传感器，其中，所述轮毂中嵌入有一个或多个磁体，其中，所述控制器配置为：

从所述磁场传感器接收表示所述轮毂的旋转速度的一个或多个磁场传感器信号；

从所述电动机的电动机控制器接收表示所述电动机的旋转速度的信号；并且

确定所述轮毂的旋转速度与所述电动机的旋转速度之比是否随时间变化，其中，所述控制器配置为响应于确定的改变来停止所述电动机的运转。

在某些实施方案中，所述壳体包括穿过其中的第一空腔，并且所述底盘具有穿过其中的第二空腔，其中，所述第一空腔和第二空腔同轴对齐，以在其中定位用于联接所述车轴的联接机构。

在某些实施方案中，所述底盘的第二空腔由端部开口的圆柱形部分限定，所述圆柱形部分可旋转地支撑在所述轮毂周围。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括电源指示器，所述电源指示器与所述控制器和所述电源中的至少一个电连接，其中，所述壳体将所述电源指示器暴露在外，以提供由所述电源储存的电能水平的指示。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括具有充电端口的充电装置，所述壳体将所述充电端口暴露在外，其中，所述充电装置与所述电源电连接。

在某些实施方案中，所述充电端口具有磁体，以便将外部电源的连接器磁性地保持在所述充电端口上。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮是电动高尔夫球车车轮，用于将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。

在第二个方面，提供了一种用于电驱动车轮的传动和控制模块，其中，所述传动和控制模块包括：

壳体；

电动机，其容纳在所述壳体内；

传动组件，其可操作地连接到所述电动机并且至少部分地容纳在所述壳体内，其中，所述传动组件配置成使得所述电驱动车轮的地面接合部分旋转；

控制***，其容纳在所述壳体内并且电联接到所述电动机，其中，所述控制***包括惯性测量单元和控制器或者联接到惯性测量单元和控制器，所述惯性测量单元在电驱动车轮的驱动旋转期间在壳体内静止，所述控制器配置为基于从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号来控制所述电动机的运转；以及

电源，其容纳在所述壳体内并且电连接到所述控制***和所述电动机。

在某些实施方案中，所述电动机是双向电动机，其中，基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号所表示的感测加速度，由所述控制***来控制所述电动机的运转方向。

在某些实施方案中，所述控制***包括储存有安装取向数据的存储装置，其中，所述控制器使用由一个或多个传感器信号表示的感测加速度以及所述安装取向数据确定所述电驱动车轮的安装取向，其中，根据安装取向控制所述电动机的运转方向。

在某些实施方案中，所述安装取向数据包括多个角度旋转范围，其中，每个角度旋转范围具有相应的安装取向，其中，所述控制器配置为：

基于由一个或多个传感器信号表示的加速度确定当前角度旋转；并且

从所述多个角度旋转范围中确定所述当前角度旋转所落入的匹配的角度旋转范围，其中，所述电驱动车轮的安装取向是所述匹配的角度旋转范围的相应安装取向。

在某些实施方案中，所述控制***被设置为基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号表示的角速度来控制所述电动机的运转速度。

在某些实施方案中，传动组件包括具有安装表面的轮毂，该安装表面从壳体暴露，该安装表面相对于壳体旋转。

在某些实施方案中，所述安装表面包括紧固装置，以将所述电驱动车轮的地面接合部分可操作地连接到所述轮毂，从而使得所述轮毂的旋转导致所述地面接合部分随之旋转。

在某些实施方案中，所述传动和控制模块包括底盘，所述底盘固定在所述壳体中，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述底盘在所述壳体内不旋转运动，其中，所述轮毂经由轴承支撑在所述底盘上，在驱动旋转期间使得所述轮毂能够相对于所述底盘旋转。

在某些实施方案中，所述传动组件包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件可操作地联接到所述电动机，其中，所述齿轮箱组件包括齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体通过一个或多个振动阻尼器支撑在所述壳体内。

在某些实施方案中，所述传动组件进一步包括滚轮装置，所述滚轮装置至少部分地支撑在所述底盘上，所述底盘可操作地连接在所述齿轮箱组件与所述轮毂之间。

在某些实施方案中，所述齿轮箱壳体通过一个或多个另外的振动阻尼器与所述底盘分离并间隔开。

在某些实施方案中，所述齿轮箱壳体支撑滚轮，所述滚轮可操作地连接到所述齿轮箱组件，其中，所述滚轮还通过传动带可操作地连接到所述滚轮装置的至少一部分。

在某些实施方案中，所述控制器包括磁场传感器，基本上邻近所述轮毂的一部分定位所述磁场传感器，其中，所述轮毂中嵌入有一个或多个磁体，其中，所述控制器配置为：

从所述磁场传感器接收表示所述轮毂的旋转速度的一个或多个磁场传感器信号；

从所述电动机的电动机控制器接收表示所述电动机的旋转速度的信号；并且

确定所述轮毂的旋转速度与所述电动机的旋转速度之比是否随时间变化，其中，所述控制器配置为响应于确定的改变来停止所述电动机的运转。

在某些实施方案中，所述传动和控制模块进一步包括与所述控制器通信的无线通信装置，用于从用户指令装置接收用户指令信号，其中，所述控制器基于用户指令信号操作所述电动机。

在某些实施方案中，所述控制器设置为响应于所述控制器从用户指令装置接收初始化请求而与所述用户指令装置建立无线通信会话。

在某些实施方案中，所述壳体包括穿过其中的第一空腔，并且所述底盘具有穿过其中的第二空腔，其中，所述第一空腔和第二空腔同轴对齐，以在其中定位用于联接所述电驱动车轮的车轴的联接机构。

在某些实施方案中，所述底盘的第二空腔由端部开口的圆柱形部分限定，所述圆柱形部分可旋转地支撑在所述轮毂周围。

在某些实施方案中，所述传动和控制模块进一步包括电源指示器，所述电源指示器与所述控制器和所述电源中的至少一个电连接，其中，所述壳体将所述电源指示器暴露在外，以提供由所述电源储存的电能水平的指示。

在某些实施方案中，所述传动和控制模块进一步包括具有充电端口的充电装置，所述壳体将所述充电端口暴露在外，其中，所述充电装置与所述电源电连接。

在某些实施方案中，所述充电端口具有磁体，以便将外部电源的连接器磁性地保持在所述充电端口上。

在第三个方面，提供了一种用于将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的套件，其中，所述套件包括根据第一个方面所述的第一电驱动车轮和第二电驱动车轮。

在某些实施方案中，所述套件包括多个安装适配器，以联接到非机动轮式车辆的车轮支撑部分，其中，每个安装适配器提供车轴，以用于通过电驱动车轮之一的联接组件之一可释放地联接。

在某些实施方案中，每个安装适配器包括安装支腿，所述安装支腿接合相应电驱动车轮的壳体的一部分，其中，所述安装支腿与相应的车轴不同轴。

在某些实施方案中，所述套件包括用户指令装置，所述用户指令装置配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***。

在某些实施方案中，所述套件包括对接器，所述对接器用于附接到所述电驱动车辆以用于对接所述用户指令装置，其中，所述对接器包括一个或多个磁体并且所述用户指令装置包括铁磁性的表面，其中，所述对接器的一个或多个磁体与所述指令装置的铁磁性的表面之间的磁吸引力可释放地将所述用户指令装置保持在对接位置。

在某些实施方案中，所述用户指令装置包括控制器，所述控制器包括磁场传感器或联接到磁场传感器，其中，在所述对接位置，所述磁场传感器感测所述对接器的一个或多个磁体并将初始化请求传送到所述第一电驱动车轮和第二电驱动车轮以执行初始化过程。

在某些实施方案中，所述套件将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。

在第四个方面，提供了一种电驱动车辆，包括：

非机动轮式车辆；以及

第一电驱动车轮和第二电驱动车轮，其中，每个电驱动车轮适用于非机动轮式车辆并且根据权利要求1至30中任一项设置。

在某些实施方案中，多个安装适配器联接到非机动轮式车辆的车轮支撑部分，其中，每个安装适配器提供车轴，以用于通过电驱动车轮之一的联接组件之一可释放地联接。

在某些实施方案中，每个安装适配器包括安装支腿，所述安装支腿接合相应电驱动车轮的壳体的一部分，其中，所述安装支腿与相应的车轴不同轴。

在第五个方面，提供了一种***，其包括：

根据第四个方面所述的电驱动车辆，其中，所述***包括用户指令装置，所述用户指令装置配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到所述第一电驱动车轮和第二电驱动车轮中的至少一个的控制***，从而操作所述第一电驱动车轮和第二电驱动车轮中的至少一个的相应的电动机。

在某些实施方案中，所述***进一步包括对接器，所述对接器附接到所述电驱动车辆以用于对接所述用户指令装置，其中，所述对接器包括一个或多个磁体并且所述用户指令装置包括铁磁性表面，其中，所述对接器的一个或多个磁体与所述指令装置的铁磁性表面之间的磁吸引力可释放地将所述用户指令装置保持在对接位置。

在某些实施方案中，所述用户指令装置包括控制器，所述控制器包括磁场传感器或联接到磁场传感器，其中，在所述对接位置，所述磁场传感器感测所述对接器的一个或多个磁体并将初始化请求传送到所述第一电驱动车轮和第二电驱动车轮以执行初始化过程。

在第六个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

地面接合部分；

联接组件，其用于将电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；以及

壳体，其设置为容纳：

电动机，其可操作地联接到所述地面接合部分；

控制***；以及

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；

其中，所述控制***配置为至少部分地基于接收的用户指令来进一步控制电动机的运转。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮包括惯性测量单元，所述惯性测量单元与所述控制***集成或者与所述控制***通信，用于产生与所述电驱动车轮相关的惯性测量数据。

在某些实施方案中，所述惯性测量单元包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，其中，所述惯性测量数据包括一个或多个轴上的陀螺仪和三轴加速度数据中的至少一个。

在某些实施方案中，所述控制***与用户指令装置通信，用于接收表示用户指令的用户输入，其中，控制***配置成进一步至少部分地基于所述用户指令装置的安装状态来控制电动机的运转，安装状态表示所述用户指令装置被安装至车辆或远离车辆。

在某些实施方案中，在所述用户指令装置安装到车辆时，所述控制***配置成控制所述电动机使得车辆基于用户指令以第一速度行驶，其中，在所述用户指令装置远离车辆时，所述控制***配置成控制所述电动机使得车辆基于用户指令以第一速度行驶，其中，第一速度大于第二速度。

在某些实施方案中，所述控制***与用户指令装置通信，用于接收表示用户指令的用户输入，其中，控制***配置成进一步至少部分地基于所述用户指令装置的安装状态来控制电动机的运转，安装状态表示所述用户指令装置被安装至车辆或远离车辆，其中，在所述用户指令装置安装至车辆并且惯性测量数据表示车辆倾斜大于或等于倾斜阈值时，所述控制***配置成控制所述电动机以使车辆行驶，而其中，在所述用户指令装置远离车辆并且惯性测量数据表示车辆倾斜大于或等于倾斜阈值时，所述控制***设置成控制所述电动机以使车辆停止行驶。

在某些实施方案中，在车辆行驶并且所述用户指令装置安装到车辆时，所述用户指令装置配置成响应于车辆倾斜大于或等于倾斜阈值而产生警告。

在某些实施方案中，所述控制***包括无线通信装置，以与所述用户指令装置进行无线通信。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括开关，其中，使所述联接组件联接到车轴使得开关将所述控制***连接到电源，而使所述联接组件从车轴脱离使得开关将所述控制***从电源断开连接。

在某些实施方案中，将车轴***所述联接组件内促使所述开关致动构件致动所述开关以将所述控制***电连接到电源，而将车轴从所述联接组件撤出导致所述开关致动构件偏置地制动以使得所述控制***与电源断开连接。

在某些实施方案中，所述控制***配置成：

使用惯性信号确定或便于确定所述电驱动车轮相对于车辆的安装取向，其中，安装取向是左安装取向或右安装取向；并且

至少部分地基于安装取向来进一步控制电动机的运转。

在某些实施方案中，所述联接组件构造成在第一联接位置以及第二联接位置将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；在第一联接位置，所述地面接合部分的旋转由所述电动机控制，而在第二联接位置，所述地面接合部分的旋转不受所述电动机的控制。

在某些实施方案中，所述联接组件包括一对轴向分离的接合部件和接合致动器部件，其中，所述接合致动器部件的致动使得所述一对轴向分离的接合部件以异相方式在接合位置与脱离位置之间移动，从而使得所述电驱动车轮能够在所述第一联接位置与所述第二联接位置之间轴向移动。

在某些实施方案中，所述一对轴向分离的接合部件包括第一保持夹和第二保持夹，并且其中所述接合致动器部件是凸轮轴，其中，所述凸轮轴的旋转致动同时使所述第一保持夹从接合位置移动到脱离位置并且使所述第二保持夹从脱离位置移动到中间位置，其中，所述电驱动车轮的轴向移动导致所述车轴的凹槽与所述第二保持夹对准并且自偏置到接合位置来接合所述车轴。

在某些实施方案中，联接到所述地面接合部分的第一壁和第二壁限定了所述壳体。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮进一步包括支撑结构，所述支撑结构在壳体内支撑所述电动机、控制***和电源，其中，所述支撑结构通过轴承可旋转地连接到第一壁和第二壁，从而使得由所述电动机的致动引起的所述地面接合部分的旋转导致所述壳体相对于所述支撑结构旋转。

在某些实施方案中，所述电驱动车轮是电驱动高尔夫球车车轮，用于将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。

在第七个方面，提供了一种用于将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的套件，其中，所述套件包括根据第一个方面所述的第一电驱动车轮和第二电驱动车轮。

在某些实施方案中，所述套件包括用户指令装置，所述用户指令装置配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***。

在第八个方面，提供了一种车辆，其包括：

一种具有车轴的非机动高尔夫球车；

第一电驱动车轮和第二电驱动车轮，其中，每个电驱动车轮包括：

地面接合部分；

联接组件，其用于将相应的电驱动车轮可释放地联接到所述非机动高尔夫球车的车轴；以及

壳体，其设置为容纳：

电动机，其可操作地联接到所述地面接合部分；

控制***；以及

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；

其中，所述第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***配置为至少部分地基于接收的用户指令来进一步控制电动机的运转。

在第九个方面，提供了一种***，其包括：

根据第八个方面的车辆；以及

用户指令装置，其配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***。

在第十个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

联接组件，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；

电动机，其能够操作以旋转电驱动车轮；

惯性测量单元，其用于产生与电驱动车轮相关的惯性测量数据；

控制***，其包括所述惯性测量单元或与所述惯性测量单元通信，其中，所述控制***包括用于接收用户指令的接口或与之通信；以及

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；

其中，所述控制***配置为至少部分地基于惯性测量数据和用户指令的至少一部分来进一步控制电动机的运转。

在第十一个方面，提供了一种用于将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的***，其中，所述***包括：

第一电驱动车轮和第二电驱动车轮，每个电驱动车轮包括：

联接组件，其用于将相应的电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；

电动机，其能够操作以旋转相应的电驱动车轮；

惯性测量单元，其用于产生与相应的电驱动车轮相关的惯性测量数据；控制***，其包括所述惯性测量单元或与所述惯性测量单元通信；

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；以及

用户指令装置，其与第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***通信，用于接收来自用户的一个或多个指令；

其中，用户指令装置、第一电驱动车轮的控制***和第二电驱动车轮的控制***中的至少一个基于用户指令以及第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的惯性测量数据产生用于控制第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的操作的控制数据。

在第十二个方面，提供了一种用于将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的***，其中，所述***包括：

电驱动车轮，其包括：

联接组件，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；

电动机，其能够选择性地操作以旋转电驱动车轮；

控制***，其并入所述惯性测量单元或与所述惯性测量单元通信；

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；以及

用户指令装置，其配置为：

确定所述用户指令装置的安装状态，安装状态表示用户指令装置安装至车辆或远离车辆；

从用户接收用于操作电驱动车轮的用户指令；并且

传输表示或基于用户指令的数据；

其中，所述控制***配置为至少部分地基于安装状态和用户指令来进一步控制电动机的运转。

在第十三个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

联接组件，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；

开关，其当所述联接组件与所述车轴分离时具有第一位置，当所述联接组件联接到所述车轴时具有第二位置；

电动机，其能够选择性地操作以旋转电驱动车轮；

电源，其与所述开关和所述电动机电气通信；以及

控制***，其响应于开关处于第一位置而与电源断开，并且响应于开关处于第二位置而连接到电源，从而使得所述控制***能够控制所述电动机的运转。

在第十四个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

电动机，其能够操作以旋转电驱动车轮；

电源，其与所述电动机电气通信；和

控制***，其基于通过接口接收的用户指令而控制所述电动机的运转；以及

联接组件，其在第一联接位置以及第二联接位置将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；在第一联接位置，所述电驱动车轮的旋转由所述电动机控制，而在第二联接位置，所述电驱动车轮的旋转不受所述电动机的控制。

在第十五个方面，提供了一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

地面接合部分；

联接组件，其用于将电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；以及

电动机，其可操作地联接到所述地面接合部分；

控制***；以及

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机；

其中，所述控制***设置为至少部分地基于接收的用户指令来进一步控制电动机的运转。

在整个示例的详细描述中将实现其它方面和实施方案。

附图说明

通过以下优选的但非限制性的实施方案的说明，本发明的示例性示例将变得显而易见，该说明结合附图描述而仅作为示例给出。

图1为电驱动车轮的示例的后部和外侧等距视图；

图2为图1的电驱动车轮的后部和内侧等距视图；

图3为图1的电驱动车轮的机械部件和电源的分解视图；

图4为图1的电驱动车轮的机械部件和电源的相反角度的分解视图；

图5为图1的电驱动车轮的电气部件以及用户指令装置的电气部件的框图；

图6为电驱动车轮的另一个示例的外侧视图；

图7为图6的电驱动车轮的内侧视图；

图8为图6的电驱动车轮的前视图；

图9为图6的电驱动车轮的分解视图；

图10为电驱动车轮的内侧的一部分的透视图，该部分连接到高尔夫球车组件的车轴和安装构件；

图11为用于图1或图6的电驱动车轮的联接组件的替选示例的分解视图；

图12为电驱动车轮的又一个示例的外侧视图；

图13为图12的电驱动车轮的旋转内侧视图；

图14为联接到处于接合位置的安装适配器的图12的电驱动车轮的旋转内侧视图；

图15为联接到处于未接合位置的安装适配器的图12的电驱动车轮的旋转内侧视图；

图16为联接到处于未接合位置的安装适配器的图12的电驱动车轮的端部视图；

图17为内盖和联接机构的分解旋转视图；

图18为图14的电驱动车轮的穿过线A-A的截面视图；

图19为图12的电驱动车轮的分解旋转外侧视图；

图20为图12的电驱动车轮的分解旋转内侧视图；

图21为图12的电驱动车轮的分解旋转外侧视图，其中地面接合组件进一步分解；

图22为图12的电驱动车轮的分解旋转内侧视图，其中地面接合组件进一步分解；

图23为图12的电驱动车轮以及非机动车辆的支腿的安装布置的进一步分解旋转外侧视图；

图24为图12的电驱动车轮的传动和控制模块的分解视图；

图25为图12的电驱动车轮的传动和控制模块的相反方向的分解视图；

图26为联接到非机动车辆的一对支腿的第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的放大视图；

图27为改装有第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的非机动车辆的旋转侧视图；

图28为用户指令装置的示例的等距视图；

图29为用于用户指令装置的对接器的示例的等距视图；

图30为用于车辆的替选安装构件的示例的旋转视图；

图31为包括多个安装孔的替选内盖的示例的旋转视图，所述安装孔用于接收图30的替选安装构件。

具体实施方式

仅作为示例描述了以下模式，以便提供对一个或多个优选的实施方案的主题的更精确理解。

并入附图以说明示例性实施方案的特征，在附图中，贯穿所有附图使用相同的附图标记标识相同的部件。

本文所使用的术语是出于说明特定实施方案的目的，而非旨在限制发明的概念。正如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解当在本文中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、部件和/或其群体。

应当理解的是，虽然在本文中会使用术语第一、第二和第三等等以描述各个限制、元件、部件、区域、分层和/或部分，但是不应该由这些术语限定这些限制、元件、部件、区域、分层和/或部分。这些术语仅用于将一个限制、元件、部件、区域、分层或部分与另一个限制、元件、部件、区域、分层或部分相区分开。因此，下面讨论的第一限制、元件、部件、区域、分层或部分可以被称为第二限制、元件、部件、区域、分层或部分，而不脱离本申请的教导。

将进一步理解，当一个元件被称为“在另一个元件上”或者“连接”或“联接”到另一个元件时，它可以直接在另一个元件之上或上方，或者直接连接或联接到另一个元件，或者可能存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或者“直接连接”或“直接联接”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应以类似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。当元件在本文中被称为在另一元件“上方”时，它可以在另一元件之上或之下，并且可以直接联接到另一元件，或者可能存在中间元件，或者元件可以由空间或空隙间隔开。

参照图1至图5，示出了电驱动车轮100的示例，该电驱动车轮100可释放地联接到非机动轮式车辆并将其转换为电驱动车辆。电驱动车轮100包括：地面接合组件110、联接组件125、用于容纳电动机560的壳体110i、110o、控制***505和电源530。联接组件125配置成将电驱动车轮100可释放地联接到车辆的车轴2000。电动机560可操作地联接到地面接合组件110。控制***505配置成控制电动机560的运转。

由于电驱动车轮100是自给自足的单元(意为电动机560、控制***505和电源530联接到车轮主体并且容纳在车轮100的壳体110i、110o内)，电驱动车轮100可以通过联接组件125容易地联接到非机动轮式车辆的车轴2000，以将非机动车辆转换成机动轮式车辆。

在某些实施方案中，非机动轮式车辆可以具有联接到车辆的车轴2000的两个电驱动车轮100。在这种构造中，地面接合组件110可以响应于用户指令以不同的速度旋转或者自动地旋转，以便使用差速转向布置使轮式车辆(例如在选定方向上)转向。应当理解，在某些情况下，单个电驱动车轮可以用于车辆。例如，三轮高尔夫球车组件的前车轮可以用单个电驱动车轮100代替。出于清楚的目的，本文将关于具有可释放地联接到车辆上的两个电驱动车轮100的车辆来描述示例。

每个电驱动车轮100可以通过图28中所示的用户指令装置570来控制，并且用户指令装置570的电气部件在图5中示出。在一种形式中，用户指令装置570可以作为遥控装置操作，其包括输入装置577以允许用户提供代表用户指令的输入。用户指令装置570配置为将代表或至少部分地基于用户指令的信号传送到每个电驱动车轮100的控制***505，使得控制***505至少部分地基于用户指令控制电动机560的致动。在优选的形式中，用户指令装置570包括微控制器571，例如微控制器，微控制器包括处理器572、存储器573、I/O接口576，I/O接口576联接到输入装置577的、输出装置578以及通信装置574或者用于与控制***505通信的介质。部件572、573、576经由总线575联接在一起。

在优选的形式中，用户指令装置570的通信装置574是能够与电驱动车轮100进行无线通信的无线通信装置。然而，应当理解，可替代地可以经由诸如电缆等的物理介质将信号从用户指令装置570传送到每个电驱动车轮100。

在用户指令装置570的通信装置574是无线通信装置的优选的形式中，每个电驱动车轮100的控制***505包括无线通信装置518或与无线通信装置518通信，以实现其间的无线通信，如图5中的虚线所示。用户指令装置570和电驱动车轮100的无线通信装置574、518可以分别设置成蓝牙通信装置的形式，其中，用户指令装置570与电驱动车轮100之间的通信使用蓝牙协议(例如低功耗蓝牙(BLE)或经典蓝牙)实现。应当理解，可以使用其它无线通信协议和规范，例如Wi-Fi、Zigbee等。

在优选的形式中，用户指令装置570的无线通信装置574作为无线通信会话的主设备操作，而无线通信装置518起到随从设备的作用。在建立通信会话之前，无线通信装置574起到***设备的作用，而无线通信装置518起到中央设备的作用。通过从用户指令装置接收初始化信号，从睡眠模式唤醒每个电驱动车轮100的控制***505，此时在初始化期间，基于储存在控制***505的存储器514中的标识主设备的配对数据，与无线通信装置574建立无线通信会话。在一种形式中，为了将任一车轮100的无线通信装置518与用户指令装置570的无线通信装置574配对，用户可以在阈值时间段(例如小于1或2秒)段内将充电连接器连接、断开再重新连接到电驱动车轮100的充电端口2020，其中，控制***505的第一微控制器510在阈值时间段内检测电力连接和断开的顺序，作为响应，第一微控制器510控制无线通信装置518以与用户指令装置的无线通信装置574进行配对操作。

继续参照图5，电驱动车轮100的控制***505与电源530和电动机560电联接(或如本文所述地可联接)。电源530可以设置成可充电电池的形式。在一种形式中，可充电电池520可以设置成锂离子电池的形式。在如图24所示的一种形式中，电池530由双面胶带2490和泡沫条2495支撑。

在优选的形式中，控制***505包括处理***，该处理***包括第一微控制器510以及设置成专用电动机控制器的形式的第二微控制器550。第一微控制器510包括通过总线515相互连接在一起的处理器512、存储器514和I/O接口518。第一微控制器510包括经由I/O接口519连接的无线通信装置518。电动机控制器550与电动机560一起限定电动机组件551。电动机控制器550包括通过总线555相互连接在一起的处理器552、存储器554和I/O接口559。如上所述，控制***505包括通信装置518(例如蓝牙通信装置)或与通信装置518(例如蓝牙通信装置)通信，以实现与用户指令装置570的无线通信。控制***505还与一个或多个传感器540、541通信，传感器540、541经由I/O接口519联接到第一微控制器510。

每个驱动车轮100的第一微控制器510被配置为从一个或多个传感器540、541采样或接收传感器数据。第一微控制器510(也称为车轮控制器)还被配置为使用无线通信装置518控制与用户指令装置570的通信。第一微控制器510还可以被配置为经由I/O接口519将电动机控制指令传送到第二微控制器550，其中电动机控制器550电联接到电动机560。由于电动机560的电致动优选地与电动机控制器550同步，优选的实施方案包括执行单独功能的第一微控制器510、第二微控制器550。第一微控制器510和第二微控制器550可以电气通信，例如在同一PCB上的轨道或者经由电带或某种形式的数据电缆(例如串行电缆等)。应当理解，虽然这种布置是优选的，但也可以使用整体执行功能的单个微控制器。

虽然在图5中，无线通信装置518被描绘为经由I/O接口519电联接到第一微控制器510，但是在另一种形式中，无线通信装置518与第一微控制器510集成。在优选的形式中，无线通信装置518是Nordic nRF51822低功耗蓝牙收发器。

在优选的形式中，第一微控制器510是STM32微控制器。在其它形式中，第一微控制器可以设置为ESP8266微控制器。

在如图12至图25所示的优选的形式中，电动机560设置为无刷DC电动机的形式。在优选的形式中，无刷DC电动机具有80W的额定值。然而，在图3、图4和图9所示的示例中，电动机设置成无刷盘式电动机的形式。

如上所述，控制***505可以包括一个或多个传感器540、541或与一个或多个传感器540、541通信，传感器540、541可以包括惯性测量单元540。在优选的实施方案中，惯性测量单元540不与第一微控制器510集成在一起，而是通过I/O接口519与其电气通信。然而，应当理解，在其它的实施方案中，第一微控制器510可以具有集成的惯性测量单元。有利地，在驱动旋转期间，惯性测量单元在壳体内不旋转运动，从而可以基于控制器从惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号来控制电动机的运转。这样能够确定安装取向和路线校正，如下面进一步详细说明的。

在某些实施方案中，惯性测量单元540是六轴惯性测量单元，其可以包括三轴陀螺仪和三轴加速度计。第一微控制器510可以对来自惯性测量单元540的惯性测量数据进行采样，该惯性测量数据表示一个或多个轴(优选三个轴)中的陀螺仪和加速度数据。在任选的形式中，惯性测量单元540还可以包括数字罗盘，其中，惯性测量数据可以表示数字罗盘数据。

第一微控制器510可以配置为使用惯性测量数据来生成或促进用于表示电动机控制器550的电动机指令的生成。特别地，控制***505配置为基于由惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号表示的角速度(即陀螺仪数据)来控制电动机560的运转速度。例如，惯性测量数据可以表示车辆在非平面地面上行进，导致车辆偏离用户指令装置570指示的期望方向。这样，第一微控制器510可以处理惯性测量数据，生成电动机指令以校正车辆的行进方向/路线。在两个电驱动车轮100联接到车辆的一个特定布置中，可能的是，该对驱动车轮100中仅有一个第一微控制器510在一段时间内调节相应电动机的速度，以实现差速转向从而实现路线校正。在一种形式中，在初始化期间将车轮100中的一个设定为主车轮，其中，主车轮配置为基于从惯性测量单元(IMU)540接收的相应的一个或多个传感器信号执行速度调节。在一种形式中，用户指令装置570指示车轮100的第一微控制器510中的一个是主车轮。

在任选的实施方案中，第一微控制器510可以将惯性测量数据传送到用户指令装置570的微控制器571以产生电动机指令，然后通过通信装置518将电动机指令传送到第一微控制器510，转而通过I/O接口519传送到电动机控制器550。在需要一起处理来自两个车轮100的惯性测量数据以产生两组用于车轮100的电动机指令的情况下，这可能是期望的。在另一个选项中，第一微控制器510、用户指令装置570的微控制器571可以作为分布式处理***操作以产生电动机指令。然而，在优选的形式中，电控制车轮100的控制器中仅有一个基于所感测的信号产生指令，因此不需要实施分布式处理设置。

第一微控制器510还可以从电动机控制器550接收表示由电动机560的传感器产生的脉冲的数据，其表示电动机560的速度。传感器可以设置成霍尔效应传感器的形式，但是里程计等的其它布置也是可能的。如本文将讨论的，用户可以提供用于车辆向前行驶选定距离的用户指令，其中，第一微控制器510使用脉冲以及储存在存储器中的数据(指示脉冲之间行进的距离)以确定车辆行进的距离，从而确定何时电动机560应该停止致动。第一微控制器还使用所感测的脉冲来在存储器514或554中跟踪并存储行进的总距离。

每个第一微控制器510优选地与另一传感器通信，用于感测电驱动车轮的旋转速度。在一种形式中，控制器包括或联接到磁场传感器541，磁场传感器541基本上邻近车轮的旋转部分，例如车轮100的轮毂2420，如图12至图25中的其它示例所示。轮毂2420中嵌入有位于周缘的一个或多个磁体1895。第一微控制器510配置为从磁场传感器541接收表示轮毂2420的旋转速度的一个或多个磁场传感器信号。然后，第一微控制器510配置为从电动机560的电动机控制器550接收如上所述的表示电动机560的旋转速度的信号。第一微控制器510然后配置成确定轮毂2420的旋转速度与电动机560的旋转速度的比率是否随时间变化，其中，控制器配置为响应于确定的改变来停止电动机560的运转。用户指令装置540可以显示错误指示符。

在一种形式中，用户指令装置的微控制器571可以设置成STM32微控制器的形式，但也可以使用诸如ESP8266微控制器的其它控制器。多个按键/按钮形式的输入装置577可以经由接口576电联接到微控制器571。按键/按钮可以包括前进、后退、向左、向右和停止按钮。另外，用户指令装置570的输出装置578可以设置成联接到微控制器571的I/O接口576的LED的形式，用于显示用户反馈。在某些实施方案中，可以设置例如扬声器等的额外输出装置，以发出声音。另外，用户指令装置570可以包括类似于用于智能电话等的锁定按钮，以便当位于用户的口袋等中时限制用户指令装置的非预期操作。

用户指令装置570的存储器573中储存有用户指令装置程序，用于操作例如显示器或LED的输出装置578提供用户反馈，以及用于产生传送到电驱动车轮的表示用户指令的数据。用户指令装置程序还可以对从车轮100接收的各种信号和数据执行处理，以确定传送到电驱动车轮的控制***的电动机指令。在一些实施方案中，电驱动车轮100的第一微控制器510以及用户指令装置570的微控制器571作为分布式处理***操作，其中，能够以分布式方式执行信号和数据的处理从而产生电动机指令。

用户指令装置570能够可释放地联接到车辆的对接器2900，从而使得用户指令装置可释放地安装到车辆。然而，用户指令装置可以从车辆卸载并且作为遥控装置操作。在一种形式中，用户指令装置可以生成表示用户指令的安装状态的数据。特别地，如图5所示，用户指令装置570可以包括对接传感器579，当用户指令装置安装在对接器内时，对接传感器579被激活，其中，微控制器571通过I/O接口576接收电信号。对接传感器579可以设置成按钮的形式，在安装时按钮压靠在对接器上。然而，可以实现其它模式的传感器，例如RFID读取器，其读取附接到对接器的RFID电路。在优选的实施方案中，用户指令装置包括霍尔效应传感器579，其感测对接器2900的磁体2910，磁体2910还将用户指令装置570磁性地保持到对接器2900，其中，通过用户指令装置570的微控制器571从霍尔效应传感器579接收的一个或多个信号表示安装状态。在一种形式中，在用户指令装置570基于磁体的感测从睡眠模式唤醒的情况下，用户指令装置经由无线通信装置574生成初始化请求，并向一个或多个车轮100传送初始化请求，以进行一项或更多项初始化行动。

确定的安装状态可以用于控制电驱动车轮100的操作。例如，在用户指令装置570安装到车辆时，每个电驱动车轮100的控制***505可以配置成控制相应的电动机560，使得车辆以第一速度行驶。然而，在用户指令装置570远离车辆的情况下，电驱动车轮100的控制***505可以配置成控制电动机560，使得车辆以小于第一速度的第二速度行驶。

在另一个示例中，在用户指令装置570安装到车辆并且惯性测量数据表示车辆倾斜大于或等于储存在存储器514中的倾斜阈值时，电驱动车轮100的控制***505可以配置成控制电动机560以使车辆行驶。在车辆行驶并且用户指令装置570安装到车辆时，用户指令装置570可以配置成响应于车辆倾斜大于或等于倾斜阈值而产生警告。例如，可以通过输出装置578呈现警告。然而，在用户指令装置570远离车辆并且惯性测量数据表示车辆倾斜大于或等于倾斜阈值时，电驱动车轮100的控制***505可以配置成控制电动机560以使车辆停止行驶。

在进一步的实施方案中，如果控制***505正在控制电动机560以使车辆行驶，而控制***505不再能够与用户指令装置570通信(例如，用户指令装置超出车辆的范围)，控制***505可以停止操作电动机560，从而使得车辆不再继续行驶。另外，在用户指令装置570不能与任一车轮100的无线通信装置518之一通信的情况下，用户指令装置570将停止指令传送到与用户指令装置570通信的剩余车轮100以停止各个车轮100的操作。

如图1所示，联接组件125可以包括推动启动按钮290，以使车轮100的联接组件与车辆的车轴脱离。联接组件可以设置在外部轮毂部件130o的中央部分中。图6中示出了替选形状的推动启动按钮290。同样，可以向内推动长形的推动启动按钮290，以使联接组件125脱离车轴2000。

如图6所示，车轮100可以包括从轮毂部件130延伸的柄部620。柄部620可以帮助联接组件与车轴的接合，因为在车轴***柄部之后车轮可能需要旋转，使得驱动销1010形式的安装构件被引导成与内部轮毂部件130i的孔136接合。当车轮沿相反方向旋转以使驱动销1010与内部轮毂部件130i接合时，由每个车轮产生的惯性测量数据可以用于确定每个车轮是左安装车轮还是右安装车轮。

参照图3、图4和图9，示出了电驱动车轮的第一示例和第二示例的分解图。电驱动车轮100包括第一壁(这里是内侧壁)120i和第二壁(这里是外侧壁)120o，它们连接到地面接合部分110以限定壳体。地面接合部分110设置成具有实心轮辋112的橡胶轮胎部分的形式。可以用紧固件将一个或多个壁紧固到地面接合部分的轮辋。

电驱动车轮100还包括支撑结构295，其设置成一对框架210o、210i的形式，在壳体内支撑电动机560、控制***505和电源520。支撑结构295通过轴承280、138(包括外轴承部件138a和内轴承部件138b)可旋转地连接到内侧壁和外侧壁，从而使得由电动机560的致动引起的地面接合部分110的旋转导致壳体相对于支撑结构295旋转。惯性测量单元540还联接到支撑结构295，从而使得其在车轮100的地面接合部分110的驱动旋转运动期间静止。

框架210i、210o上安装有用于容纳电源520的电源室220。如分解视图所示，电源室220具有大致“C”形的轮廓以容纳电源520，电源520配置成具有相应的“C”形轮廓。

图3、图4和图9的电驱动车轮100的轮毂130可以包括外部轮毂部件130o，内部轮毂部件130i和中间轮毂部件130int，中间轮毂部件130int通过框架210i、210o的通孔将外部轮毂部件130o和内部轮毂部件130i联接在一起，以形成轮毂130。轮毂130联接到或包括轴承138、280，使得轮毂130与支撑结构295一起相对于电驱动车轮100的旋转壳体而保持静止。如图2、图7和图10所示，内部轮毂部件包括孔，在该孔中容纳车辆1050的驱动销1010(参见图10)。在壁120i、120o和地面接合部分110由于电动机560的致动而旋转时，驱动销使得轮毂130保持静止，这又使得联接到轮毂130的支撑结构保持静止。如在其它示例中所讨论的，其它布置也是可能的。

如图1和图2所示，内部轮毂部件130i和外部轮毂部件130o的一部分位于壳体的内侧壁120i和外侧壁120o的外表面上。内部轮毂构件120i和外部轮毂构件120o与壁120i、120o和地面接合部分110一起限定了用于容纳电驱动车轮100的电气部件的封闭且受保护的空间。

电动机560可操作地联接到驱动组件，例如传动带滚轮装置222、252、240、230、270。特别地，如图3所示，电驱动车轮100的壳体包括双传动带滚轮装置，其中传动带滚轮装置的滚轮270固定到壳体的外侧壁120o的内侧。因此，电动机560的致动使得固定到外侧壁120o的内侧的滚轮使壁120o、120i和地面接合部分旋转。

参照图11，示出了用于图1和图6中示例的电驱动车轮100的替代联接组件125的分解视图。特别地，联接组件125包括开关1230，开关1230安装在联接组件125的轮毂部件1210i、1210o中。经由联接组件125将电驱动车轮100联接到车轴2000使得开关1230将相应的控制***505电连接到电源520。经由联接组件125使电驱动车轮100从车轴2000脱离使得开关1230将控制***505从电源520断开连接。更具体地，将车轴2000***联接组件125内促使开关致动构件1270致动开关1230以将控制***505电连接到电源520，而将车轴2000从联接组件125撤出导致开关致动构件1270偏置地移动来打开开关，从而使得控制***505断开与电源520的电连接。

更具体地，参照图11，联接组件125包括开关致动构件1270，其抵靠位于联接组件125的接合致动器部件1220的杆内的弹簧1290。开关1230包括偏置构件1232，其在联接组件125的车轴接收孔1284内突出。当车轴2000被接收在联接组件125的车轴接收孔1284内时，车轴的端部接触开关致动构件1270的端部。当施加足够的力以将车轴2000***联接组件125内时，克服弹簧1290抵靠开关致动构件1270的相对端部的偏置，从而允许开关致动构件1270在车轴接收孔1284内轴向移动并闭合开关1230的偏置构件1232，使得通过开关致动构件1270的接触而将开关1230保持在闭合位置。由于开关1230的闭合，电源520电连接到控制***505，从而使得控制***505能够操作。通常，在向电驱动车轮100提供电力时，控制***505通过尝试与用户指令装置570建立无线通信会话而经历包括网络连接操作的初始化过程。

当用户通过致动接合致动器部件1220使车轮100与车轴200分离时，弹簧1290使开关致动构件1270偏置而沿与车轴2000从车轴接收孔1284撤出的方向相同的方向轴向移动。弹簧1290使开关致动构件1270移动而不与开关1230的偏置构件1232接触，从而使开关1230移动到打开位置，导致控制***505与电源520断开电连接。该特征是特别有利的，用户不需要记住打开或关闭控制***505，因为每个电驱动车轮100的联接或脱离状态控制了控制***505的电操作。

继续参照图11，联接组件125构造成在第一联接位置以及第二联接位置将电驱动车轮100可释放地联接到车辆的车轴2000；在第一联接位置，地面接合部分110的旋转由电动机560控制，而在第二联接位置，地面接合部分110的旋转不受电动机560的控制。在电源520不具有足够的电能以使机动车辆在地面上行进的情况下，该特征是特别有利的。通过将车轮100移动到第二联接位置，手动旋转车轮100不会手动驱动车轮的电动机560，从而能够更容易移动车辆。

更具体地，联接组件125包括可操作地连接到接合致动器部件1220的一对轴向分离的接合部件1240、1250。接合致动器部件1220使得一对轴向分离的接合部件1240、1250在接合位置与脱离位置之间以异相方式移动，从而使得电驱动车轮100能够在第一联接位置与第二联接位置之间轴向移动。在某些实施方案中，该对轴向分离的接合部件1240、1250以第一保持夹1240和第二保持夹1250的形式提供。接合致动器部件1220具有提供凸轮轴的杆1226。保持夹1240、1250的偏置指状物1242、1244、1252、1254与凸轮轴1226的凸轮1228a、1228b对准。例如，凸轮轴1226的旋转致动同时使第一保持夹1240的指状物1242、1244张开并从接合位置移动到脱离位置，并且第二保持夹1250的张开的指状物1252、1254从脱离位置移动到中间位置。电驱动车轮100的轴向运动导致车轴2000的凹槽2010与在中间位置的第二保持夹1250对准，其中第二保持夹1250的指状物1252、1254自偏置以接合车轴2000的凹槽2010，从而使得联接组件125在第二联接位置联接车轴2000。由于车轮100的轴向运动，如图10所示，车辆的驱动销1010与设置在内部轮毂130i的外表面上的孔136脱离。由于驱动销1010与电驱动车轮100的内部轮毂130i脱离，内部轮毂130i能够自由旋转，从而使得在地面上车辆的手动移动期间不会手动操作电动机560。

更具体地，参照图11，联接组件125接收内部轮毂部件1210i的空隙1211内的接合组件1290。接合组件1290包括外部轮毂部件1210o，外部轮毂部件1210o在其空腔1283内接收接合致动器部件1224的杆1226。外部轮毂部件1210o的外端部包括标记1282，以表示联接组件125的联接位置。外部轮毂部件1210o的内端部接合防旋转盘1260，防旋转盘1260在相对的面上具有一对沿直径对齐的凸脊1262和凹槽1264。第一保持夹1240的指状物1242、1244围绕凸脊1262，并且第二保持夹1250的指状物1252、1254位于凹槽1264内。指状物1242、1244、1252、1254的端部还接合杆1226的从外部轮毂部件1210o的端部突出的部分的凸轮部分1228a、1228b。防旋转盘1260的凸脊1262与外部轮毂部件1210o的内端表面中的凹槽接合，并且防旋转盘1260的凹槽1264与设置在内部轮毂部件1210i的空隙1211的内部端壁上的凹槽接合。由于防旋转盘1260的这种构造，当接合致动器部件1224旋转时(例如用户将硬币等***接合致动器部件的按钮部分1222的凸脊1224中并施加旋转力)，保持夹1240、1250不在轮毂部件1210i内旋转。然而，由于接合致动器部件1220的杆1226的凸轮轮廓，保持夹1240、1250的指状物1242、1244、1252、1254交替地在接合位置或脱离位置之间移动。当保持夹1240中的一个的指状物1242、1244从接合位置移动到脱离位置时，相应的指状物1242、1244被凸轮部分1228a中的一个张开，使得指状物1242、1244脱离车轴2000的凹槽2010。另一个保持夹1250的张开的指状物1252、1254在中间位置偏置地移回到与车轴2000的外表面接触。然后可以轴向移动车轮100，使得另一个保持夹1250的自偏置指状物1252、1254在车轴2000的外表面上滑动，直到其与凹槽2010对齐。另一个保持夹1250的指状物1252、1254的偏置使得指状物1252、1254存放在车轴2000的凹槽2010内，从而使得车轮100在第二联接位置中被联接。在该第二联接位置，车辆的驱动销1010被充分撤出从而不在内部轮毂部件1210i的孔126内凸出，使得当车辆移动时轮毂120能够旋转，使得在车辆手动移动期间不会手动操作电动机560。

在一种形式中，电驱动车轮100的至少一个的控制***505可以配置成使用来自惯性测量单元的传感器信号确定或便于确定电驱动车轮100相对于车辆的安装取向。特别地，安装取向可以是左安装取向或右安装取向。控制***505还配置为至少部分地基于安装取向来进一步控制电动机的运转。

例如，如果确定特定车轮100具有左安装取向，则控制***505可以在第一方向上操作电动机560，相反，如果确定车轮100具有右安装取向，则电动机560在第二(相反)方向上操作。该特征是特别有利的，在可释放地联接到车辆时，用户不需要考虑车轮100是否是“左车轮”或“右车轮”。相反，用户简单地将车轮100联接到车辆，至少一个车轮100的控制***505基于包括加速度数据的惯性测量数据自动确定安装取向。在一些情况下，可以将惯性测量数据传递到用户指令装置570以确定安装取向。在一些情况下，由于相对的安装车轮被施用到相对的车轮100，因此仅需要处理来自车轮100之一的惯性测量数据。因此，在其中一个车轮100的控制***505确定“左车轮”的安装状态的情况下，表示该确定的数据可以用于将“右车轮”安装取向应用于相对的车轮100。如果需要购买备用轮胎，则该特征也是特别有利的，因为用户不需要购买备用左车轮或右车轮或可能全新的一对车轮。

在关于图12至图25所示的电驱动车轮100使用的优选的形式中，控制***505包括其中储存有安装取向数据的存储器514，其中，第一微控制器510使用由惯性测量单元(IMU)540的一个或多个传感器信号表示的感测加速度以及安装取向数据来确定电驱动车轮100的安装取向，其中，根据确定的安装取向控制电动机560的运转方向。在一种形式中，安装取向数据包括多个角度旋转范围，其中，每个角度旋转范围具有相应的安装取向。第一微控制器510配置为基于由一个或多个传感器信号表示的感测加速度确定当前角度旋转。然后，第一微控制器510配置为从多个角度旋转范围中确定当前角度旋转所落入其中的匹配的角度旋转范围，其中，电驱动车轮100的安装取向是匹配角度旋转范围的相应安装取向。左右安装车轮的角度旋转范围的示例在下面的表1中提供。

表1：用于确定安装取向的示例角度旋转范围

参照图12至图25，示出了电驱动车轮100的另一个示例，该电驱动车轮100可释放地联接到非机动轮式车辆并将其转换为电驱动车辆。电驱动车轮100包括地面接合组件110、联接组件125、构造为用于容纳电动机560的壳体110、控制***505和电源530。联接机构125构造成将电驱动车轮100可释放地联接到车辆的车轴2000。电动机560可操作地联接到地面接合组件110。控制***505包括或联接到惯性测量单元540，惯性测量单元540在壳体110内静止。此外，控制***505包括第一微控制器510，第一微控制器510配置为基于从惯性测量单元540接收的一个或多个传感器信号来控制电动机560的操作。电源530电连接到控制***和电动机。

图1的电驱动车轮100的电气部件与图12至图25的电驱动车轮共用。因此，为了清楚起见，电驱动车轮100的这些共同部分和功能将不再重新描述，而是结合到以下示例中。

更具体地，参照图19，电驱动车轮100包括用于电驱动车轮100的传动和控制模块1900。如图24和图25所示，传动和控制模块1900包括壳体1902、容纳在壳体1902内的电动机560、传动组件2410、容纳在壳体1902内的控制***505和电源530，传动组件2410可操作地连接到电动机560并且至少部分地容纳在壳体1902内，电源530容纳在壳体1902内并且电连接到控制***505和电动机560。传动组件2410构造成引起电驱动车轮100的地面接合组件110的旋转。控制***505电联接到电动机560，其中，控制***505包括或联接到惯性测量单元540，惯性测量单元540在电动旋转期间在电驱动车轮100的壳体1902内静止，并且第一微控制器510配置为基于从惯性测量单元540接收的一个或多个传感器信号来控制电动机560的操作。

如图19所示，内盖1920和外框架1930(其是地面接合组件110的一部分)可以固定到传动和控制模块1900以形成电驱动车轮100。这样，传动和控制模块100是模块化装置，其可以用于各种类型的自推进车轮应用。根据自推进车轮应用的类型，定制的地面接合组件、联接组件和盖可以附接到传动和控制模块1900以用于特定应用。例如，用于医院病床车轮的电驱动车轮由于其行进通过的表面类型，可能与用于高尔夫球车的电驱动车轮相比具有不同类型的地面接合组件。例如，可以为不同的应用提供具有不同轮胎构造的不同尺寸的地面接合组件。

如图24和图25所示，传动和控制模块1900的壳体1902包括通过螺钉1908固定在一起的第一壳体部分1904和第二壳体部分1906。每个壳体部分设置成具有半环面轮廓的半壳的形式。

如图23所示，传动组件2410包括具有安装表面2430的轮毂2420，安装表面2430暴露于壳体1902之外，轮毂2420相对于壳体1902旋转。安装表面2430包括紧固装置2432，以将电驱动车轮100的地面接合组件110可操作地连接到轮毂2420，从而使得轮毂2420的旋转导致地面接合组件110随之旋转。

参照图21和图22，地面接合组件110包括固定到轮毂2420的外框架1930、联接到外框架1930的围绕壳体1902的周缘的轮辋2110，以及固定到轮毂2110的轮胎2120。如图19和图20所示，外框架1930经由多个螺钉1932联接到轮辋2110，螺钉1932通过轮辋2110的内表面上的安装耳片2112接收。轮胎2120被接收在轮辋2110的外周上。外框架1930通过另外的螺钉1934固定到轮毂2420，螺钉1934穿过外框架1930中的孔1936并且能够通过轮毂2420的安装表面2430中的螺纹孔2432螺纹接合。轮毂2420的安装表面上的凸起与外框架1930的内表面上的孔接合。一旦地面接合组件110附接到传动和控制模块1900，传动和控制模块1900便就位在由轮辋2110的宽度限定的隔间内。传动和控制模块1900的壳体1902不与轮辋2110和轮胎2120接触。随着轮毂2420的旋转由于经由外框架1930直接联接到轮毂2420而引起地面接合组件110的旋转，地面接合组件110绕传动和控制模块1900的壳体1902自由旋转。

如图19和图20所示，内盖1920通过多个螺钉1922固定到壳体1902。这样，内盖1920不会相对于壳体1902旋转，壳体1902在电驱动车轮100的旋转操作期间也保持静止。内盖1920具有用于定位接收车轴2000的联接组件125的中心孔1924，以及具有位于中心孔1924周围的一个或多个安装孔1926以用于接收安装构件1010，例如设置成从车辆延伸或附接到车辆的驱动销的形式的安装支腿。

如图17所示，内盖1920的中心孔1924向内延伸，限定了容纳联接组件125的中空柱1928。联接组件125包括具有多个弹性指状物1712的帽1710，其中每个指状物1712包括凹口端部1714，该凹口端部1714接合中空柱1928中的相应孔1929，以将联接组件125在组装状态下保持在柱1928内。联接组件125包括弹簧1290，弹簧1290轴向偏置致动器1220的推动致动，致动器1220设置有杆，杆具有凸轮轴1226，凸轮轴1226具有按钮290旋转接头。如关于图11所述的，联接组件125包括一对间隔开的保持夹1240、1250，其响应于凸轮轴1226的轴向运动以异相方式张开和闭合，使得车轴2000能够在联接组件125内轴向运动，从而如同在先前的示例中所述，在第一联接位置或第二联接位置中接合车轴2000的凹槽。保持夹1240、1250由间隔组件1770保持并间隔开。在接合的联接位置中，安装支腿1010接合在设置在内盖1920的外表面上的安装孔1926中的一个内。在脱离的联接位置中，安装支腿1010从内盖1920的相应安装孔1926撤出，使得传动和控制模块1900的壳体1902能够绕车轴2000自由旋转。如图17和图18所示，联接组件125包括一对间隔开的轴承1750、1760，轴承1750、1760可旋转地支撑部分撤出的车轴2000，以便于在脱离的联接位置中使传动和控制模块1900绕车轴2000自由旋转。轴承1750、1760由位于其间的间隔件1755隔开。

参照图24和图25，传动和控制模块1900包括底盘2450，底盘2450固定在壳体1902内，在电驱动车轮100的驱动旋转期间使得底盘2450在壳体1902内不旋转运动。轮毂2420经由一个或多个轴承1850支撑在底盘2450上，如图18所示，在电驱动车轮的驱动旋转期间使得轮毂2420能够相对于底盘2450旋转。

继续参照图24和图25，传动组件2410包括齿轮箱组件2460，其可操作地联接到电动机560。齿轮箱组件2460包括齿轮箱壳体2462，齿轮箱壳体2462通过一个或多个振动阻尼器2464支撑在壳体1902内。振动阻尼器2464设置在诸如螺钉的紧固件的头部上，该紧固件紧固到传动和控制模块1900的壳体部分的内表面上的孔中。已经发现支撑并接触齿轮箱组件2460的阻尼器2464在驱动旋转操作期间减少了由传动和控制模块1900产生的振动噪声。

如图24和图25所示，传动组件2410还包括传动带滚轮装置2470，传动带滚轮装置2470至少部分地支撑在底盘2450上，底盘2450可操作地连接在齿轮箱组件2460与轮毂2420之间。如图25所示，齿轮箱壳体2462与底盘2450分离并且安置在一个或多个另外的振动阻尼器2466上。已经发现使齿轮箱壳体2462与底盘2450分离在驱动旋转操作期间减少了由传动和控制模块1900产生的振动噪声。

如图24所示，齿轮箱壳体2462支撑滚轮2472，滚轮2472可操作地连接到齿轮箱组件2460，齿轮箱组件2460包括锥齿轮装置。滚轮2472还通过第一传动带2476可操作地连接到另一个滚轮2474，该另一个滚轮2474是传动带滚轮装置2470的一部分。可操作地连接到另一个滚轮2474的又一个滚轮旋转并且又通过第二传动带2478可操作地连接到轮毂2420。

如图24和图25所示，传动和控制模块1900的壳体1902包括穿过其中的第一空腔1909，并且底盘2450具有穿过其中的第二空腔2455。第一空腔1909和第二空腔2450同轴对齐，以在其中定位用于联接车轴2000的联接机构125，如图23所示。如图24和图25所示，底盘2450的第二空腔2450由端部开口的圆柱形部分限定，该圆柱形部分通过一个或多个轴承1850可旋转地支撑在轮毂2420周围。

参照图20，传输和控制模块包括电源指示器2010，其与第一微控制器510和电源520中的至少一个电连接。如图13所示，壳体1902将电源指示器2010暴露在外，以提供由电源520储存的电力水平的指示。传输和控制模块1900包括具有充电端口2020的充电装置2015，壳体1902将充电端口2020暴露在外，其中，充电装置2015与电源520电连接。如图18中的横截面所示，充电端口2020具有磁体1890，以便将外部电源的连接器磁性地保持到充电端口2020。

参照图28和图29，示出了用户指令装置570和对接器2900的示例，所述对接器2900用于附接到车辆以对接用户指令装置570。图28的用户指令装置的电气部件与先前关于图5所讨论的电气部件相同，因此为了清楚起见，将不再重复，但是应当结合到涉及用户指令装置的以下示例中。

对接器2900包括一个或多个磁体2910，并且用户指令装置包括铁磁性的后表面。对接器的一个或多个磁体2910与用户指令装置570的铁磁性的表面之间的磁吸引力可释放地将用户指令装置570保持在对接位置。

如图5所示，用户指令装置570的微控制器571包括或联接到设置为磁场传感器形式(例如霍尔效应传感器)的对接传感器579。在对接位置，磁场传感器579感测对接器2900的一个或多个磁体2910，并将初始化请求传送到一个或多个电驱动车轮100，以执行初始化过程。这样，磁体2910有利地执行双重用途(可释放的保持，以及用于检测安装状态)。响应于每个车轮控制器，即第一微控制器510从用户指令装置570接收初始化请求，相应的第一微控制器510配置为与用户指令装置570建立无线通信会话。另外，第一微控制器510配置为确定安装取向，然后将其设置在第一微控制器510的存储器514中，从而使得电动机560在适合于相应安装取向的方向上旋转。

虽然在某些情况下，车辆2700的框架2610可以包括设置为转向节轴头的形式的车轴2000和安装支腿1010，但在许多情况下，可能需要将适配器1400附接到车辆从而提供合适的车轴2000和安装支腿1010以用于与电驱动车轮100联接。如图14所示，安装适配器1400具有安装表面1410，用于将安装适配器1400安装到非机动车辆的车轮支撑部分。紧固件可以用于将安装表面1410安装到车辆。可以提供各种类型的安装适配器，其具有不同的安装表面1410，用于由不同制造商提供的不同车辆使用的不同类型的安装布置。安装适配器1400可以联接到非机动轮式车辆的每个车轮支撑部分，其中，每个安装适配器1400提供安装支腿1010和车轴2000，用于通过电驱动车轮100之一的联接组件125之一可释放地联接。与相应的电驱动车轮100的壳体1902或内盖1920的一部分接合的安装支腿1010与相应的车轴2000不同轴。在一种形式中，非安装支腿1010从竖直方向偏移25至30度之间的角度，并且在优选的形式中偏移大约28度。

如图24所示，传动和控制模块1900可以包括内密封件2496和外密封件2498，以限制外来材料和物质进入壳体1902。

如所讨论的，控制器515可以在睡眠模式和操作模式下操作。响应于从用户指令装置570接收到初始化请求，控制器515从睡眠模式唤醒，其中，作为响应，进行数个初始化步骤。用户指令装置570的微控制器571也在睡眠模式和操作模式下操作。响应于用户经由输入装置577提供输入或者控制器接收来自对接传感器579的表示用户指令装置对接的一个或多个信号，微控制器571生成初始化请求并将其传送到一个或多个车轮100，并且与一个或多个车轮100的控制器515建立无线通信会话。在阈值时间段(例如30分钟)内用户指令装置没有向一个或多个车轮100提供指令的情况下，或者可替选地响应于用户通过输入装置577输入，微控制器571和控制器515都配置为返回睡眠模式。因此将理解，在该配置中，与其它示例不同，控制器不需要打开或关闭，而会在睡眠模式和操作模式之间转换。

参照图30，示出了替选的安装构件1010，用于与车轮的内表面(例如内盖1920)的一个安装孔接合。图31还示出了替选的内盖1920和联接组件125，其包括用于图30中所示的安装构件的相应的成型安装孔。从图30中可以看出，安装构件包括正方形或矩形的成型凸起，该凸起可以被接收在联接组件125的边缘附近设置的方形或矩形成型孔中的一个内。在一种特定形式中，该替代安装构件1010可以与车辆一体成形，例如联接到车辆的框架。在高尔夫球车的情况下，可以将高尔夫球车提供给高尔夫球场以供客户租用，其包括如图30所示的安装构件1010。另外，具有如图31所示的内盖1920的多个电驱动车轮也可以提供给高尔夫球场用于租用。然而，也可以向公众提供具有圆形或尖头轮廓的安装构件以及具有如先前示例中所示的圆形安装孔的电驱动车轮。在这种布置中，希望租用非机动高尔夫球车的人将无法联接他们自己的电驱动车轮，因为所租用的高尔夫球车的方形或矩形轮廓安装构件将无法被接收在他们的电驱动车轮的圆形轮廓安装孔内。因此，用户可能还需要从高尔夫球场租用相应的电驱动车轮，从而将非机动高尔夫球车转换成机动高尔夫球车。

应当理解，虽然所描述的示例示出的内盖1920具有一个或多个安装孔1926，以用于接收车辆2700的安装构件1010，但是应当理解，在其它布置中，内壳部分1904可以替选地在外部内表面中包括一个或多个安装孔1926，其中，至少一个安装孔1926接收安装构件，从而除去内盖1920。

虽然在上面的示例中描述的外框架将地面接合组件110连接到轮毂1920，但是应当理解，外框架可以是外罩。

在某些实施方案中，电驱动车轮100是电驱动高尔夫球车，用于将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。在一种特定形式中，电驱动高尔夫球车轮可以如申请人在PCT/AU2016/050022中所描述的那样联接到高尔夫球车，其内容通过引用而并入本文。然而，应当理解，电驱动车轮100可以联接到其它非机动轮式车辆。例如，电驱动车轮100可以联接到婴儿车、手推车、医院病床或任何轮式运输工具。

在一种任选形式中，用户指令装置570可以是移动通信装置，诸如执行储存在存储器中的计算机应用程序的智能电话装置。可以使用智能电话装置的触摸屏界面接收来自用户的输入并将输出呈现给用户。

在另一种任选形式中，电驱动车轮100的通信装置和/或用户指令装置570可以经由诸如因特网的广域网将诊断数据传送到服务器处理***。服务器处理***可以对接收的数据执行诊断分析，然后经由用户处理***或用户指令装置570将诊断结果传送给用户。诊断分析的结果可能建议对电驱动车轮100进行维护。

本发明的任选实施方案还可以说单独地或共同地(以两个或更多个部件、元件或特征的任何或所有组合)广泛地包括在本文中提及或指出的部件、元件和特征，并且其中，本文具体地提及的数值在本发明所涉及的领域中具有已知的等同物，这些已知的等同物被视为并入本文，如同单独阐述一样。

尽管详细描述了优选的实施方案，但是应该理解，本领域一般技术人员可以不脱离本发明的范围而进行各种改变、替换和变更。

Claims (61)

1.一种电驱动车轮，其可释放地联接到非机动轮式车辆并将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆，其中，所述电驱动车轮包括：

地面接合组件；

联接组件，其用于将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；以及

壳体，其设置为容纳：

电动机，其可操作地联接到所述地面接合组件；

控制***，其包括惯性测量单元和控制器，或者联接到惯性测量单元和控制器，所述惯性测量单元在电驱动车轮的驱动旋转期间在壳体内静止，所述控制器配置为基于从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号来控制所述电动机的运转；和

电源，其电连接到所述控制***和所述电动机，其中，所述电动机是双向电动机，其中，基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号所表示的感测加速度，由所述控制器来控制所述电动机的运转方向。

2.根据权利要求1所述的电驱动车轮，其中，所述惯性测量单元包括三轴陀螺仪和三轴加速度计。

3.根据权利要求1或2所述的电驱动车轮，其中，所述联接组件构造成在第一联接位置以及第二联接位置将所述电驱动车轮可释放地联接到车辆的车轴；在第一联接位置，所述地面接合组件的旋转由所述电动机控制，而在第二联接位置，所述地面接合组件的旋转不受所述电动机的控制。

4.根据权利要求3所述的电驱动车轮，其中，所述联接组件包括一对轴向分离的接合部件和接合致动器部件，其中，所述接合致动器部件的致动使得所述一对轴向分离的接合部件在接合位置与脱离位置之间移动，从而使得所述电驱动车轮能够在所述第一联接位置与所述第二联接位置之间轴向移动。

5.根据权利要求4所述的电驱动车轮，其中，所述一对轴向分离的接合部件包括第一保持夹和第二保持夹，并且其中所述接合致动器部件是凸轮轴，其中，所述凸轮轴的致动同时使所述第一保持夹从接合位置移动到脱离位置，并且使所述第二保持夹从脱离位置移动到中间位置，其中，所述电驱动车轮的轴向移动导致所述车轴的凹槽与所述第二保持夹对准并且自偏置到接合位置来接合所述车轴。

6.根据权利要求1所述的电驱动车轮，其中，所述控制***包括储存有安装取向数据的存储器，其中，所述控制器使用由一个或多个传感器信号表示的感测加速度以及所述安装取向数据确定所述电驱动车轮的安装取向，其中，根据安装取向控制所述电动机的运转方向。

7.根据权利要求6所述的电驱动车轮，其中，所述安装取向数据包括多个角度旋转范围，其中，每个角度旋转范围具有相应的安装取向，其中，所述控制器配置为：

基于由一个或多个传感器信号表示的感测加速度确定当前角度旋转；并且

从所述多个角度旋转范围中确定所述当前角度旋转所落入的匹配的角度旋转范围，其中，所述电驱动车轮的安装取向是所述匹配的角度旋转范围的相应安装取向。

8.根据权利要求1所述的电驱动车轮，其中，所述控制***被配置为基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号表示的角速度来控制所述电动机的运转速度。

9.根据权利要求1所述的电驱动车轮，进一步包括无线通信装置，所述无线通信装置与所述控制器通信，以用于从用户指令装置接收指令信号，其中，所述控制器基于指令信号操作所述电动机。

10.根据权利要求9所述的电驱动车轮，其中，所述控制器配置为响应于所述控制器从用户指令信号接收初始化请求而与所述用户指令装置建立无线通信会话。

11.根据权利要求1所述的电驱动车轮，其中，所述壳体至少部分地容纳传动组件，所述传动组件可操作地连接在所述电动机与所述地面接合组件之间，其中，所述传动组件配置为响应于所述电动机的致动而引起所述电驱动车轮的地面接合组件的旋转。

12.根据权利要求11所述的电驱动车轮，其中，传动组件包括具有安装表面的轮毂，所述壳体将所述安装表面暴露在外，所述轮毂相对于所述壳体旋转。

13.根据权利要求12所述的电驱动车轮，其中，所述安装表面包括紧固装置，以将所述电驱动车轮的地面接合组件可操作地连接到所述轮毂，从而使得所述轮毂的旋转导致所述地面接合组件随之旋转。

14.根据权利要求12或13所述的电驱动车轮，其中，所述地面接合组件包括：

外框架，其固定在所述轮毂上；

轮辋，其连接到所述外框架，所述轮辋围绕所述壳体的周缘；以及

轮胎，其固定在所述轮辋上。

15.根据权利要求14所述的电驱动车轮，进一步包括固定到所述壳体的内盖，所述内盖具有用于定位所述联接组件的中心孔以及位于所述中心孔周围的用于接收安装支腿的一个或多个安装孔，其中所述安装支腿是非机动轮式车辆的一部分或联接到非机动轮式车辆。

16.根据权利要求15所述的电驱动车轮，其中，所述内盖的中心孔向内延伸，限定了容纳所述联接组件的中空柱。

17.根据权利要求16所述的电驱动车轮，其中，所述联接组件包括具有一对弹性指状物的帽，其中每个指状物包括凹口端部，所述凹口端部接合所述中空柱中的相应孔，以将所述联接组件在组装状态下保持在轴柱内。

18.根据权利要求12所述的电驱动车轮，进一步包括底盘，所述底盘固定在所述壳体中，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述底盘在所述壳体内不旋转运动，其中，所述轮毂经由轴承支撑在所述底盘上，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述轮毂能够相对于所述底盘旋转。

19.根据权利要求18所述的电驱动车轮，其中，所述传动组件包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件可操作地联接到所述电动机，其中，所述齿轮箱组件包括齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体通过一个或多个振动阻尼器支撑在所述壳体内。

20.根据权利要求19所述的电驱动车轮，其中，所述传动组件进一步包括滚轮装置，所述滚轮装置至少部分地支撑在所述底盘上，所述底盘可操作地连接在所述齿轮箱组件与所述轮毂之间。

21.根据权利要求20所述的电驱动车轮，其中，所述齿轮箱壳体通过一个或多个另外的振动阻尼器与所述底盘分离。

22.根据权利要求21所述的电驱动车轮，其中，所述齿轮箱壳体支撑滚轮，所述滚轮可操作地连接到所述齿轮箱组件，其中，所述滚轮还通过传动带可操作地连接到所述滚轮装置的至少一部分。

23.根据权利要求12所述的电驱动车轮，其中，所述控制器包括磁场传感器，邻近所述轮毂的一部分来定位所述磁场传感器，其中，所述轮毂中嵌入有一个或多个磁体，其中，所述控制器配置为：

从所述磁场传感器接收表示所述轮毂的旋转速度的一个或多个磁场传感器信号；

从所述电动机的电动机控制器接收表示所述电动机的旋转速度的信号；并且

确定所述轮毂的旋转速度与所述电动机的旋转速度之比是否随时间变化，其中，所述控制器配置为响应于确定的改变来停止所述电动机的运转。

24.根据权利要求18所述的电驱动车轮，其中，所述壳体包括穿过其中的第一空腔，并且所述底盘具有穿过其中的第二空腔，其中，所述第一空腔和所述第二空腔同轴对齐，以在其中定位用于联接所述车轴的联接机构。

25.根据权利要求24所述的电驱动车轮，其中，所述底盘的所述第二空腔由端部开口的圆柱形部分限定，所述圆柱形部分可旋转地支撑在所述轮毂周围。

26.根据权利要求1所述的电驱动车轮，进一步包括电源指示器，所述电源指示器与所述控制器和所述电源中的至少一个电连接，其中，所述壳体将所述电源指示器暴露在外，以提供由所述电源储存的电能水平的指示。

27.根据权利要求1所述的电驱动车轮，进一步包括具有充电端口的充电装置，所述壳体将所述充电端口暴露在外，其中，所述充电装置与所述电源电连接。

28.根据权利要求27所述的电驱动车轮，其中，所述充电端口具有磁体，以便将外部电源的连接器磁性地保持在所述充电端口上。

29.根据权利要求1所述的电驱动车轮，其中，所述电驱动车轮是电驱动高尔夫球车车轮，用于将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。

30.一种用于电驱动车轮的传动和控制模块，其中，所述传动和控制模块包括：

壳体；

电动机，其容纳在所述壳体内；

传动组件，其可操作地连接到所述电动机并且至少部分地容纳在所述壳体内，其中，所述传动组件配置成使得所述电驱动车轮的地面接合部分旋转；

控制***，其容纳在所述壳体内并且电联接到所述电动机，其中，所述控制***包括惯性测量单元和控制器或者联接到惯性测量单元和控制器，所述惯性测量单元在电驱动车轮的驱动旋转期间在壳体内静止，所述控制器配置为基于从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号来控制所述电动机的运转；以及

电源，其容纳在所述壳体内并且电连接到所述控制***和所述电动机，

其中，所述电动机是双向电动机，其中，基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号所表示的感测加速度，由所述控制***来控制所述电动机的运转方向。

31.根据权利要求30所述的传动和控制模块，其中，所述控制***包括储存有安装取向数据的存储装置，其中，所述控制器使用由一个或多个传感器信号表示的感测加速度以及所述安装取向数据来确定所述电驱动车轮的安装取向，其中，根据安装取向控制所述电动机的运转方向。

32.根据权利要求31所述的传动和控制模块，其中，所述安装取向数据包括多个角度旋转范围，其中，每个角度旋转范围具有相应的安装取向，其中，所述控制器配置为：

基于由一个或多个传感器信号表示的加速度来确定当前角度旋转；并且

从所述多个角度旋转范围中确定所述当前角度旋转所落入的匹配的角度旋转范围，其中，所述电驱动车轮的安装取向是所述匹配的角度旋转范围的相应安装取向。

33.根据权利要求30至32中任一项所述的传动和控制模块，其中，所述控制***配置为基于由从所述惯性测量单元接收的一个或多个传感器信号表示的角速度来控制所述电动机的运转速度。

34.根据权利要求30所述的传动和控制模块，其中，传动组件包括具有安装表面的轮毂，所述壳体将所述安装表面暴露在外，所述轮毂相对于所述壳体旋转。

35.根据权利要求34所述的传动和控制模块，其中，所述安装表面包括紧固装置，以将所述电驱动车轮的地面接合部分可操作地连接到所述轮毂，从而使得所述轮毂的旋转导致所述地面接合部分随之旋转。

36.根据权利要求34所述的传动和控制模块，其中，所述传动和控制模块包括底盘，所述底盘固定在所述壳体中，在所述电驱动车轮的驱动旋转期间使得所述底盘在所述壳体内不旋转运动，其中，所述轮毂经由轴承支撑在所述底盘上，在驱动旋转期间使得所述轮毂能够相对于所述底盘旋转。

37.根据权利要求36所述的传动和控制模块，其中，所述传动组件包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件可操作地联接到所述电动机，其中，所述齿轮箱组件包括齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体通过一个或多个振动阻尼器支撑在所述壳体内。

38.根据权利要求37所述的传动和控制模块，其中，所述传动组件进一步包括滚轮装置，所述滚轮装置至少部分地支撑在所述底盘上，所述底盘可操作地连接在所述齿轮箱组件与所述轮毂之间。

39.根据权利要求38所述的传动和控制模块，其中，所述齿轮箱壳体通过一个或多个另外的振动阻尼器与所述底盘分离并间隔开。

40.根据权利要求39所述的传动和控制模块，其中，所述齿轮箱壳体支撑滚轮，所述滚轮可操作地连接到所述齿轮箱组件，其中，所述滚轮还通过传动带可操作地连接到所述滚轮装置的至少一部分。

41.根据权利要求34所述的传动和控制模块，其中，所述控制器包括磁场传感器，邻近所述轮毂的一部分来定位所述磁场传感器，其中，所述轮毂中嵌入有一个或多个磁体，其中，所述控制器配置为：

从所述磁场传感器接收表示所述轮毂的旋转速度的一个或多个磁场传感器信号；

从所述电动机的电动机控制器接收表示所述电动机的旋转速度的信号；并且

确定所述轮毂的旋转速度与所述电动机的旋转速度之比是否随时间变化，其中，所述控制器配置为响应于确定的改变来停止所述电动机的运转。

42.根据权利要求30所述的传动和控制模块，进一步包括无线通信装置，所述无线通信装置与所述控制器通信，以用于从用户指令装置接收用户指令信号，其中，所述控制器基于用户指令信号操作所述电动机。

43.根据权利要求42所述的传动和控制模块，其中，所述控制器配置为响应于所述控制器从用户指令装置接收初始化请求而与所述用户指令装置建立无线通信会话。

44.根据权利要求36所述的传动和控制模块，其中，所述壳体包括穿过其中的第一空腔，并且所述底盘具有穿过其中的第二空腔，其中，所述第一空腔和所述第二空腔同轴对齐，以在其中定位用于联接所述电驱动车轮的车轴的联接机构。

45.根据权利要求44所述的传动和控制模块，其中，所述底盘的第二空腔由端部开口的圆柱形部分限定，所述圆柱形部分可旋转地支撑在所述轮毂周围。

46.根据权利要求30所述的传动和控制模块，进一步包括电源指示器，所述电源指示器与所述控制器和所述电源中的至少一个电连接，其中，所述壳体将所述电源指示器暴露在外，以提供由所述电源储存的电能水平的指示。

47.根据权利要求30所述的传动和控制模块，进一步包括具有充电端口的充电装置，所述壳体将所述充电端口暴露在外，其中，所述充电装置与所述电源电连接。

48.根据权利要求47所述的传动和控制模块，其中，所述充电端口具有磁体，以便将外部电源的连接器磁性地保持在所述充电端口上。

49.一种用于将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的套件，其中，所述套件包括第一电驱动车轮和第二电驱动车轮，其中每个电驱动车轮根据权利要求1至29中任一项设置。

50.根据权利要求49所述的套件，其中，所述套件包括多个安装适配器，以联接到非机动轮式车辆的车轮支撑部分，其中，每个安装适配器提供车轴，用于通过电驱动车轮之一的联接组件之一可释放地联接。

51.根据权利要求50所述的套件，其中，每个安装适配器包括安装支腿，所述安装支腿接合相应电驱动车轮的壳体的一部分，其中，所述安装支腿与相应的车轴不同轴。

52.根据权利要求49至51中任一项所述的套件，其中，所述套件包括用户指令装置，所述用户指令装置配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到第一电驱动车轮和第二电驱动车轮的控制***。

53.根据权利要求52所述的套件，其中，所述套件包括对接器，所述对接器用于附接到所述电驱动车辆以用于对接所述用户指令装置，其中，所述对接器包括一个或多个磁体并且所述用户指令装置包括铁磁性表面，其中，所述对接器的一个或多个磁体与所述指令装置的铁磁性表面之间的磁吸引力可释放地将所述用户指令装置保持在对接位置。

54.根据权利要求53所述的套件，其中，所述用户指令装置包括控制器，所述控制器包括磁场传感器或联接到磁场传感器，其中，在所述对接位置，所述磁场传感器感测所述对接器的一个或多个磁体并将初始化请求传送到所述第一电驱动车轮和所述第二电驱动车轮以执行初始化过程。

55.根据权利要求49所述的套件，其中，所述套件将非机动高尔夫球车转换为电驱动高尔夫球车。

56.一种电驱动车辆，包括：

非机动轮式车辆；以及

第一电驱动车轮和第二电驱动车轮，其中，每个电驱动车轮适用于非机动轮式车辆并且根据权利要求1至29中任一项设置。

57.根据权利要求56所述的电驱动车辆，其中，多个安装适配器联接到非机动轮式车辆的车轮支撑部分，其中，每个安装适配器提供车轴，用于通过电驱动车轮之一的联接组件之一可释放地联接。

58.根据权利要求57所述的电驱动车辆，其中，每个安装适配器包括安装支腿，所述安装支腿接合相应电驱动车轮的壳体的一部分，其中，所述安装支腿与相应的车轴不同轴。

59.一种将非机动轮式车辆转换为电驱动车辆的***，包括：

根据权利要求56至58中任一项所述的电驱动车辆，其中，所述***包括用户指令装置，所述用户指令装置配置为：

通过输入装置接收用户指令；并且

将表示用户指令或基于用户指令的信号传送到所述第一电驱动车轮和所述第二电驱动车轮中的至少一个的控制***，从而操作所述第一电驱动车轮和所述第二电驱动车轮中的至少一个的相应的电动机。

60.根据权利要求59所述的***，进一步包括对接器，所述对接器附接到所述电驱动车辆以用于对接所述用户指令装置，其中，所述对接器包括一个或多个磁体并且所述用户指令装置包括铁磁性表面，其中，所述对接器的一个或多个磁体与所述指令装置的铁磁性表面之间的磁吸引力可释放地将所述用户指令装置保持在对接位置。

61.根据权利要求60所述的***，其中，所述用户指令装置包括控制器，所述控制器包括磁场传感器或联接到磁场传感器，其中，在所述对接位置，所述磁场传感器感测所述对接器的一个或多个磁体并将初始化请求传送到所述第一电驱动车轮和所述第二电驱动车轮以执行初始化过程。

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