CN111775615A - 一种集成减震及发电的电动轮***、工作方法及车辆 - Google Patents

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CN111775615A CN202010693939.6A CN202010693939A CN111775615A CN 111775615 A CN111775615 A CN 111775615A CN 202010693939 A CN202010693939 A CN 202010693939A CN 111775615 A CN111775615 A CN 111775615A
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宋瑞琦
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Abstract

本公开提出了一种集成减震及发电的电动轮***、工作方法及车辆，电动轮***包括车轮、驱动电机、车轮减震器及主减震器，所述主减震器通过车轴固定连接驱动电机的不动部分，用于实现对驱动电机的固定和支撑；所述驱动电机的旋转部分通过车轮减震器与车轮的车轮钢圈连接，用于将驱动电机的驱动力通过车轮减震器传递至车轮。本公开集驱动、减震、发电、制动、阻尼调节五大功能于一体，通过将车轮和驱动电机之间的刚性连接改为柔性连接，增加二级减震，进一步改善车辆的操控性和舒适性，同时减小簧下质量，减小电机受到的振动冲击。

Description

一种集成减震及发电的电动轮***、工作方法及车辆
技术领域
本公开涉及电动轮***相关技术领域，具体的说，是涉及一种集成减震及发电的电动轮***、工作方法及车辆。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
电动轮就是将驱动电机直接安装在车轮内部，通过电机直接驱动车轮，也称为轮毂电机技术。因为省掉了原有燃油车辆的发动机、变速箱、离合器、传动轴等传动部件，因而简化了车辆结构。但由于将电机直接与车轮安装在一起，在原有车轮的基础上增加了电机的质量，导致新的车轮***质量大大增加，由此带来一系列问题：
1.虽然整车质量大大下降，但是车辆减震器以下的质量，简称簧下质量，也就是车轮质量大大增加，对整车的操控、舒适性和悬挂的可靠性带来不利影响。
2.将精密的电机固定到轮毂上，由于路面不平导致的车轮的振动冲击，很容易通过轮毂传递给电机本身，使电机随车轮长期处于上下剧烈振动和恶劣的工作环境如浸水、多尘，导致电机可靠性下降。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种集成减震及发电的电动轮***、工作方法及车辆，集驱动、减震、发电、制动、阻尼调节五大功能于一体，通过将车轮和驱动电机之间的刚性连接改为柔性连接，增加二级减震，进一步改善车辆的操控性和舒适性，同时减小簧下质量，减小电机受到的振动冲击。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一个或多个实施例提供了一种集成减震及发电的电动轮***，包括车轮、驱动电机、车轮减震器及主减震器，所述主减震器通过车轴固定连接驱动电机的不动部分；所述驱动电机的旋转部分通过车轮减震器与车轮的车轮钢圈连接，用于将驱动电机的驱动力通过车轮减震器传递至车轮。
一个或多个实施例提供了一种集成减震及发电的电动轮***的工作方法，包括驱动方法、制动方法、减震方法与发电方法；
减震方法为：
车轮通过车轮减震器连接至驱动电机，将车轮震动通过车轮减震器的直线往复运动衰减；
驱动电机的主轴固定连接车轴，通过主减震器内部的主减震部件的往复运动，将驱动电机接受到的震动进一步减小。
一个或多个实施例提供了一种车辆，采用上述的一种集成减震及发电的电动轮***。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开在轮辋与驱动电机之间采用车轮减震器实现柔性连接，车轮减震器同时具有减震和驱动力传输的作用，一方面实现轮辋与驱动电机在轮辋径向的弹性约束，缓和驱动电机受到的来自轮辋的震动冲击；另一方面通过弹性约束，一定程度上实现轮辋与驱动电机之间的相互扭转，从而降低驱动电机启动瞬间受到的阻力矩，减小对车辆电力***的大电流冲击的损害；采用车轮减震器与主减震器构成二级减震***，相对仅有一级减震器的传统车辆而言，进一步改善了车辆的操控性和舒适性。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
图1是本公开实施例1的集成减震及发电的电动轮***结构图；
图2是本公开实施例1的集成减震及发电的电动轮***图1中A向轴测图；
图3是本公开实施例1的车轮1的结构示意图；
图4是本公开实施例1的车轮减震器2的结构示意图；
图5是本公开实施例1的车轮减震器单体2.4的结构示意图；
图6是本公开实施例1的车轮减震器单体2.4的结构***图；
图7是本公开实施例1的车轮减震器缸套2.4.3的结构示意图；
图8是本公开实施例1的主减震器6的结构示意图；
图9是本公开实施例1的主减震器6的结构***图；
图10是本公开实施例1的主减震器6伸长状态时图8中A向结构示意图；
图11是本公开实施例1的主减震器6压缩状态时图8中A向结构示意图；
图12是本公开实施例1的制动装置4的结构示意图；
图13是本公开实施例1的制动装置4的安装在刹车盘上的结构***图；
图14是本公开实施例1的制动装置4的安装在刹车盘上的结构示意图；
图15是本公开实施例1的制动装置4的安装在刹车盘上的剖视图；
图16是本公开实施例1的驱动电机3与车轴5安装后的结构示意图；
图17是本公开实施例1的制动钳4.2的结构示意图；
图18是本公开实施例1的集成减震及发电的电动轮***结构***图；
图19是本公开实施例1的集成减震及发电的电动轮***剖视图；
其中：1、车轮，2、车轮减震器，3、驱动电机，4、制动装置，5、车轴， 6、主减震器；
1.1、轮胎，1.2、钢圈，1.3、刹车盘，1.4、车轮减震支架；
2.1、车轮螺母，2.2、电机螺栓，2.3、车轮螺栓，2.4、车轮减震器单体； 2.4.1、活塞杆，2.4.2、缸筒，2.4.3、缸套，2.4.4、线圈绕组，2.4.5、复位弹簧，2.4.6、密封圈，2.4.7、磁敏材料，2.4.8、永磁体，2.4.9、线束，2.4.10、橡胶限位块，2.4.11、缸筒螺母，2.4.12、铰接圆头，2.4.13、限位台阶；
4.1、制动盘，4.2、制动钳，4.3、制动液压缸，4.4、制动滑销，4.5、制动器螺栓，4.2.1、第一孔位，4.2.2、内侧孔，4.2.3、第二孔位；5.1、制动钳架，5.2、安装孔位；
6.1、主减震部件，6.2、主减震器下支架，6.3、主减震器上支架；6.1.1、主减震筒体，6.1.2、主减震活塞杆，6.2.1、导杆，6.2.2、下凹槽，6.3.1、上横板，6.3.2、第一通孔，6.3.3、竖板，6.3.4、第二通孔，6.3.5、第三通孔，6.3.6、下横板，6.3.7、第四通孔。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
实施例1
在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1-19所示，一种集成减震及发电的电动轮***，包括车轮1、驱动电机3、车轮减震器2及主减震器6，所述主减震器6通过车轴5固定连接驱动电机3的不动部分，车轴5实现对驱动电机3的固定和支撑；所述驱动电机3的旋转部分通过车轮减震器2与车轮的车轮钢圈1.2连接，用于将驱动电机3的驱动力通过车轮减震器2传递至车轮，实现车轮的驱动。
本实施例中，所述驱动电机3的旋转部分即为动力输出的部分，与电机的转子连接，驱动电机3的不动部分为定子部分，实现电机的稳定支撑。
车辆上的主减震器6用于实现车辆的车体和车轮1的固定连接，可以采用焊接或其他方式使其产生不可移动的可靠联接，通过主减震器6的作用使得车轮1传递至车体其他位置的震动减小。
本实施例在轮辋与驱动电机3之间采用车轮减震器2实现柔性连接，车轮减震器2同时具有减震和驱动力传输的作用，实现轮辋与驱动电机3在轮辋径向的弹性约束，缓和驱动电机3受到的来自轮辋的震动冲击；并且通过这种弹性约束，实现一定程度上的轮辋与驱动电机3之间的相互扭转，从而降低驱动电机启动瞬间受到的阻力矩。采用车轮减震器2与主减震器6构成二级减震***，相对仅有一级减震器的传统车辆而言，进一步改善了车辆的操控性和舒适性。
一种可以实现的方式，所述驱动电机3的外壳与驱动电机转子连接能够跟随电机转子转动，电机主轴与车轴5固定连接，驱动电机3的外壳与车轮减震器2固定连接。本实施例中，车轴5与驱动电机3的主轴固定连接，在工作过程中不会相对转动，驱动电机3的外壳可以绕车轴5转动。驱动电机3的外壳通过若干个车轮减震器2与钢圈1.2形成联接，从而可以驱动车轮转动。
作为一种典型的结构，如图3所示，为车轮1的一种具体结构，如图3所示，车轮1包括轮胎1.1、钢圈1.2、刹车盘1.3和车轮减震支架1.4；轮胎1.1 固定在钢圈1.2上，刹车盘1.3的盘面与钢圈的轴线垂直固定在钢圈1.2的内壁上；车轮减震支架1.4固定设置在钢圈的内壁上，车轮减震支架用于可拆卸固定车轮减震器单体2.4。
本实施例将刹车盘1.3与车轮的钢圈1.2固定在一起，形成轮辋，减轻了车轮的重量，刹车盘1.3能够起到连接固定强化钢圈和对车轮进行刹车制动的作用。
具体的，车轮减震支架1.4设置为多个，并且成对相对设置，所有车轮减震支架1.4上用于固定车轮减震器2的端面与钢圈的轴线垂直并在同一平面上。优选的，车轮减震支架1.4等间隔设置，等间隔相对的成对设置，在固定车轮减震器2之后可以将力尽可能均分至车轮的轮圈的内壁的各个点，提高车辆驱动力传递的稳定性，同时使得各个车轮减震支架1.4的受力均等，提高车轮减震支架1.4的使用寿命。
可选的，车轮减震支架1.4设置为支架座，所述支架座上设置通孔，所述支架座与钢圈的固定方式可以为一体成型、焊接等，所述支架座与钢圈的连接面处圆滑过渡。
在一些实施例中，所述车轮减震器的设置结构可以为如图4所示的结构，车轮减震器2包括若干个车轮减震器单体2.4、所述车轮减震器单体2.4一端连接驱动电机3的旋转部件，车轮减震器单体2.4的另一端连接车轮减震支架1.4。
可选的，车轮减震器单体2.4两端与车轮减震支架1.4或驱动电机3的连接方式可以为任意连接可靠的固定连接方式，如可以为螺栓连接，所述车轮减震器单体2.4两端分别设置固定孔，所述固定孔内分别设置车轮螺栓2.3和电机螺栓2.2，优选的，车轮螺栓2.3上还可以设置车轮螺母2.1，通过螺母螺栓配合连接至车轮减震支架1.4上。
本实施例中，如图1、图3、图4所示，车轮减震器单体2.4一端通过车轮螺栓2.3、车轮螺母2.1，铰接到车轮减震支架1.4上，车轮减震器单体2.4的另一端通过电机螺栓2.2连接到驱动电机3上。由于车轮减震器2.4具有弹性减震的特点，因此车轮减震器2.4的两端可以沿减震器2.4轴线方向相对运动，利用这一特点，驱动电机3可以相对车轮1沿车轮径向移动，实现车轮1与驱动电机3之间的减震，组成电动轮***的一级减震***。
在另一些实施例中，所述车轮减震器单体2.4内部设置发电装置，所述发电装置包括永磁体2.4.8和线圈绕组2.4.4，所述永磁体2.4.8和线圈绕组2.4.4 分别设置在车轮减震器单体2.4内部实现相对往复移动的部件上。
由于车辆在行驶过程中，车轮的旋转使得车轮减震器2围绕车轴5，在主轴轴线下方受重力的作用被压缩，在主轴轴线上方被释放，每个车轮减震器单体 2.4内部的减震部件存在往复运动，可选的，本实施例通过设置发电装置，可以实现机械能向电能的转化，提高能量的利用率，实现环保节能。
具体的，车轮减震器单体2.4可以采用如图5-图7所示的内部结构，所述车轮减震器单体2.4包括缸筒2.4.2，可伸缩设置在缸筒2.4.2内的活塞杆2.4.1，活塞杆2.4.1在缸筒2.4.2内的部分连接永磁体2.4.8，所述缸筒2.4.2与永磁体相对的部分设置线圈绕组2.4.4，所述缸筒2.4.2与活塞杆2.4.1或永磁体 2.4.8的配合间隙内设置磁敏材料2.4.7。
车轮减震器2设置为发电式减震器，通过内置的发电组件可以将震动转化为电能，可以节省能源；同时整车控制器ECU根据传感器检测到的路况或载重情况，将控制信号经导线束传递到减震器，通过调节发电能力的大小，起到调节减震器阻尼效果的作用。另外通过将震动转化为电能，减少了传统液压减震器发热、漏油的问题。
可选的，所述线圈绕组2.4.4的电能输出端连接电能储存装置或者直接供电，可以直接通过线束2.4.9连接车辆上的蓄电池。缸筒2.4.2内设置线圈绕组2.4.4，可以在缸筒2.4.2内壁设置凹槽，在凹槽内嵌入线圈绕组2.4.4。
可选的，为实现活塞杆2.4.1、缸筒2.4.2往复直线运动，所述缸筒2.4.2 内壁设置缸套2.4.3，缸套2.4.3与缸筒内侧组成过盈配合，活塞杆2.4.1的下端设置圆盘，所述圆盘与缸套2.4.3内壁采用间隙配合，永磁体2.4.8通过螺纹联接在活塞杆2.4.1下端圆盘上。
可选的，活塞杆2.4.1与缸筒2.4.2采用间隙配合，可进行往复直线运动，间隙配合处设置密封圈2.4.6，实现缸筒2.4.2的密封。
缸筒2.4.2可以为一体成型的结构，也可以设置为分体的结构，本实施例缸筒2.4.2包括相互连接的缸筒本体和缸筒螺母2.4.11，所述缸筒螺母2.4.11 与缸筒本体可以采用螺纹连接，分体式连接结构便于填充阻尼物质并且便于组装及维修。缸筒本体和缸筒螺母形成缸筒的内腔，缸筒螺母2.4.11设置在缸筒本体的底端。
磁敏材料2.4.7为液态介质，充满于缸套2.4.3与活塞杆2.4.1和缸筒螺母2.4.11组成的密封腔内。
活塞杆2.4.1通过往复运动减少震动的冲击，可以实现的，可以通过连接复位弹簧2.4.5实现，作为进一步的改进，还包括设置在活塞杆2.4.1下端圆盘底面的复位弹簧2.4.5，所述复位弹簧2.4.5的一端连接活塞杆2.4.1下端圆盘的底面，复位弹簧2.4.5另一端连接缸筒螺母2.4.11的上端面，所述缸筒螺母2.4.11上设置凹槽，凹槽内设置有橡胶限位块2.4.10，所述橡胶限位块设置在永磁体2.4.8与缸筒螺母2.4.11之间。
橡胶限位块2.4.10用于限定活塞杆2.4.1进入缸筒2.4.2的长度，进一步地，可以在车轮减震器单体的缸筒内壁的缸套2.4.3上设置限位台阶2.4.13，限位台阶2.4.13位于活塞杆2.4.1下端圆盘的上方，活塞杆穿过限位台阶 2.4.13的中心孔，配合关系为间隙配合，通过限位台阶2.4.13限制活塞杆2.4.1 下端圆盘向上运动的最大位置，实现对活塞杆2.4.1伸出长度的限定。另一方面，限位台阶2.4.13与缸筒2.4.2一起对活塞杆2.4.1有保持作用，限制其径向活动，减小旷量。限位台阶2.4.13中心孔四周开有孔洞，磁敏材料可随意通过。
本实施例每个车轮减震器单体2.4设有限位装置，采用具有弹性的橡胶限位块2.4.10及缸套2.4.3上的限位台阶2.4.13，可以实现轮辋与驱动电机3之间有限的相互扭转，避免轮辋与驱动电机3之间过大的角位移导致的***的损坏。
为实现车轮减震器单体2.4两端与车轮减震支架1.4或驱动电机3的连接，活塞杆2.4.1上设置了铰接圆头2.4.12，对应的缸筒螺母2.4.11也可以设置固定孔。
主减震器6可以采用如图8-图11的结构，包括主减震部件6.1、主减震器下支架6.2和主减震器上支架6.3，主减震部件6.1的一端固定连接主减震器下支架6.2，主减震部件6.1的另一端固定连接主减震器上支架6.3，所述主减震器上支架6.3和主减震器下支架6.2滑动联接，所述主减震器下支架6.2固定连接用于固定车轮1的车轴5，所述主减震器上支架6.3固定连接车辆的车架。
可选的，所述主减震部件6.1可以采用与车轮减震器单体2.4相同的内部结构，也可采用发电式减震器，即可以采用如图5所示的结构，两端分别设置与主减震器下支架6.2，主减震器上支架6.3连接部分相匹配的结构，尺寸大小根据要实现的减震性能和设置空间的大小需要进行设置。
具体的，主减震部件6.1包括能够相对往复运动的主减震筒体6.1.1和主减震活塞杆6.1.2；主减震器下支架6.2包括固定底座，固定设置在固定底座上的导杆6.2.1，所述导杆可以设置为至少两个；主减震器上支架6.3包括竖板 6.3.3和设置在竖板上下端面的上横板6.3.1和下横板6.3.6，所述下横板6.3.6 上设置用于使得主减震部件活塞杆6.1.2通过的第三通孔6.3.5，上横板6.3.1 上与第三通孔6.3.5相对的位置设置上凹槽，上横板6.3.1和下横板6.3.6分别设置用于穿过导杆6.2.1的第一通孔6.3.2、第四通孔6.3.7，主减震器下支架6.2的固定底座上设置下凹槽6.2.2，所述上横板6.3.1的上凹槽和下支架 6.2的固定底座上的下凹槽6.2.2分别固定主减震部件6.1的两端。
进一步地，所述主减震器上支架6.3还设置有第二通孔6.3.4，通过第二通孔6.3.4及螺栓螺母可以与车架固定。车轴5上设置有安装孔位5.2与主减震器下支架6.2的导杆6.2.1固定连接，导杆6.2.1可以直接穿过安装孔位5.2 实现两者的固定连接。
本实施例的主减震部件6.1安装在主减震器上支架6.3与主减震器下支架6.2之间，组成电动轮***的二级减震***，与车轮减震器2形成了两级减震，提高了车辆的减震性能，提高驾车的舒适性。本实施例将主减震器6集成在车轮上，减少了车轮与车架之间连接部件的数量，通过螺栓就可以将主减震器上支架6.3与车架固定在一起，简化了汽车组装的工艺。
作为进一步的技术方案，所述电动轮***还包括制动装置4，所述制动装置设置在车轮1上，可以采用如图12-17所示的结构，制动装置包括制动钳4.2、制动液压缸4.3、制动滑销4.4和两个制动盘4.1，两个制动盘4.1分别通过制动滑销4.4固定在制动钳4.2的内壁上，两个制动盘4.1设置在车轮上的刹车盘1.3盘面的两侧，制动液压缸4.3与两个制动盘4.1连接，用于驱动两个制动盘4.1在制动钳4.2内相对靠近或远离，从而夹紧刹车盘1.3实现制动。
具体的，制动钳4.2的具体结构与配合部件的形状相适应，可以如图17所示，包括两个相对设置并间隔设定距离的扇面，截面可以为U字形，制动钳4.2 底端设置有制动器螺栓4.5，车轴5上设置有制动钳架5.1，通过制动器螺栓4.5 连接至车轴5上的制动钳架5.1，实现将制动装置设置在车轮***上。
为保证零件强度，制动盘4.1与可以与制动滑销4.4一体成型。制动钳4.2 上设置第一孔位4.2.1、内侧孔4.2.2以及第二孔位4.2.3，制动钳4.2的第一孔位4.2.1与制动滑销4.4形成间隙配合，使得制动盘4.1可通过制动滑销4.4 沿第一孔位4.2.1轴向移动，制动液压缸4.3可以安装在其内侧孔4.2.2，第二孔位4.2.3上设置制动器螺栓4.5。
本实施例将制动总成集成在车轴5上，车轴5通过主减震器6连接在车体上，制动总成不是固定在车轮1上，进一步减少了车轮1的质量，降低了车轮的惯性，改善了车辆的操控性和舒适性。
实施例2
本实施例还提供了基于上述车轮***的工作方法，如下：
驱动方法具体为：驱动电机3通电，驱动电机3的外壳带动车轮减震器2 绕主轴做旋转运动，车轮减震器2带动外侧钢圈1.2、轮胎1.1产生旋转运动，轮胎1.1与地面相接触，产生向前或者向后的驱动力，完成车辆的驱动要求。
车轴5、驱动电机3的主轴固定连接，在工作过程中不会相对转动，驱动电机3的外壳可以绕车轴5转动。驱动电机3的外壳通过若干个车轮减震器2与钢圈1.2形成联接，从而可以驱动车轮转动。
车轮***制动方法：
刹车盘1.3与钢圈1.2固定在一起，可以随钢圈1.2一起转动。
当制动时，制动钳4.2上的两侧的制动液压缸4.3伸出，推动两制动盘4.1 沿制动滑销4.4方向向中间运动，挤压刹车盘1.3，产生制动力，实现减速；
当制动卸荷时，制动钳4.2上的制动液压缸4.3收回，同时带动制动盘4.1 与刹车盘1.3分离；
制动的完成要靠制动泵建立油压，通过制动油路传递到制动动作元件，本实施例的制动动作元件是制动液压缸4.3，制动的油路***可以采用现有的制动***，此处不再赘述。
车轮***的二级减震方法：
1)车轮1通过车轮减震器2连接至驱动电机3，将车轮震动通过车轮减震器的直线往复运动进行衰减；
2)驱动电机3的主轴固定连接车轴5，通过主减震器6内部的主减震部件 6.1的往复运动，将车轮震动进一步衰减。
车轮减震器2的减震原理：车轮减震器单体2.4的活塞杆2.4.1与驱动电机3的外壳通过电机螺栓2.2实现铰接，车轮减震器2.4的缸筒2.4.2与车轮减震支架1.4采用同样的方式实现铰接固定。而且无论静止还是运动中的车辆，都会受到重力的影响。位于驱动电机3主轴轴线以上的车轮减震器2.4会发生径向的拉伸，而处于轴线以下的车轮减震器2.4会出现径向的压缩现象，使得驱动电机3主轴轴线在垂直方向上会低于钢圈1.2的中心轴线。
当驱动电机3工作时，此时车轮减震器2不仅受上述的压缩和拉伸。在转矩的作用下，上述的两处铰接处就会产生与驱动电机转动力矩方向相同的角位移。
与传统轮毂电机采用刚性联接相比，本发明在驱动电机3和车轮1之间，增加车轮减震器2作为一级减震装置，对于震动的吸收更加彻底，增加行驶的舒适性。但这种弹性联接在发挥减震作用的同时，势必会产生更大的变形量。而传统刚性联接的轮毂电机即使产生形变，形变的量级都是微观层面上的，所以支撑与转矩的要求能较为容易的满足。过大的变形会导致行驶的不平稳，动力输出效率降低，更有甚者在重载时，造成车轮与驱动电机3出现剐蹭，出现无法行驶等问题。
本实施例设置的车轮减震器2进行了如下改进：(1)车轮减震器单体2.4 的筒身内设置了限位装置，最大拉伸与压缩行程不超过允许的限定值；(2)车轮减震器设置为成对的若干个，能实现安装和较高的抗弯与抗剪刚度，使得车轮减震器2的尺寸尽可能的小。(3)车轮减震器2有足够的刚度，避免载荷变化时，驱动电机3和车轮1之间出现明显的偏心位移。
主减震器6的减震原理：主减震器下支架6.2与车轴5进行固定连接，主减震器上支架6.3上的第一通孔6.3.2与主减震器下支架的导杆6.2.1组成间隙配合，且可沿主减震器下支架导杆6.2.1方向往复直线运动。主减震部件6.1 安装在主减震器下支架6.2和主减震器上支架6.3之间，来限制往复直线运动的速度和行程，主减震器上支架6.3直接与车架刚性相连，组成车辆的二级减震***。
车轮***的发电方法：
车轮减震器2和主减震器6接受到震动，活塞杆在缸筒内往复运动；
活塞杆带动永磁体2.4.8往复运动，使得线圈绕组切割磁力线进行发电；
进一步地，控制线圈绕组2.4.4内的电流变化，线圈绕组以及永磁体2.4.8 相互作用使得缸套与活塞杆之间磁场变化，改变磁敏材料2.4.7的流动性与抗剪能力；具体的，使通过活塞杆2.4.1下端圆盘与缸套2.4.3缝隙处的磁敏材料2.4.7的流动速度变化，实现减震器阻尼的主动调节。
发电原理为：车轮在行驶过程中，由于颠簸和自身重量的影响，钢圈1.2 会产生震动传递到车轮减震器2及主减震器6。减震器在压缩和回弹过程中，活塞杆2.4.1会不断的带动永磁体2.4.8与镶嵌在筒身内线圈绕组2.4.4产生做切割磁力线的相对运动，线圈绕组2.4.4产生电能，通过导线束2.4.9将电能储存到蓄电池中。
减震器中采用磁敏材料作为减震介质，摒弃传统液压介质的材料，减少发热漏油等问题。同时为实现车轮减震器变化的主动调节，可以根据汽车上的悬架性能需求，通过ECU的电信号控制线圈绕组2.4.4，使其产生不同的磁场效应。实现对车轮减震器中磁敏材料2.4.7进行流动性与抗剪能力的改变，使通过活塞杆2.4.1下端圆盘与缸套2.4.3缝隙处的流动速度变化，实现车轮减震器阻尼的主动调节，满足不同条件下的行驶需求。缸套上端的一处限位台阶2.4.13 和下方橡胶限位块2.4.10一起起到限位作用。复位弹簧2.4.5在整个过程中起到缓冲与复位的作用。
实施例3
本实施例提供一种车辆，所述车辆的车轮采用实施例1所述的一种集成减震及发电的电动轮***。通过该电动轮***实现车辆的驱动、减震、发电、制动、阻尼调节等功能。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：包括车轮、驱动电机、车轮减震器及主减震器，所述主减震器通过车轴固定连接驱动电机的不动部分；所述驱动电机的旋转部分通过车轮减震器与车轮的车轮钢圈连接，用于将驱动电机的驱动力通过车轮减震器传递至车轮。
2.如权利要求1所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：车轮包括轮胎、钢圈、刹车盘和车轮减震支架；轮胎固定在钢圈上，刹车盘的盘面与钢圈的轴线垂直固定在钢圈的内壁上；车轮减震支架固定设置在钢圈的内壁上，车轮减震支架用于可拆卸固定车轮减震器；
或者，所述车轮减震支架设置为多个，并且成对设置，所有车轮减震支架上用于固定车轮减震器的端面与钢圈的轴线垂直并在同一平面上；
或者,驱动电机的外壳与驱动电机转子连接，电机主轴与车轴固定连接，驱动电机的外壳与车轮减震器固定连接。
3.如权利要求1所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：车轮减震器包括若干个车轮减震器单体、所述车轮减震器单体一端连接驱动电机的旋转部件，车轮减震器单体的另一端连接车轮减震支架；
或者，所述车轮减震器单体内部设置发电装置，所述发电装置包括永磁体和线圈绕组，所述永磁体和线圈绕组分别设置在车轮减震器单体内部实现相对往复移动的部件上。
4.如权利要求3所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：所述车轮减震器单体包括缸筒，可伸缩设置在缸筒内的活塞杆，活塞杆在缸筒内的部分连接永磁体，所述缸筒与永磁体相对的部分设置线圈绕组，所述缸筒与活塞杆或永磁体的配合间隙内设置磁敏材料；
或者，所述车轮减震器单体的缸筒内壁还设置有缸套，活塞杆的下端设置圆盘，所述圆盘与缸套内壁采用间隙配合，永磁体连接在活塞杆下端圆盘上；
或者，缸筒设置为分体的结构，缸筒包括相互连接的缸筒本体和缸筒螺母，缸筒本体和缸筒螺母形成缸筒的内腔；
还包括设置在活塞杆下端圆盘底面的复位弹簧，复位弹簧另一端连接缸筒螺母的上端面，所述缸筒螺母上设置凹槽，凹槽内设置有橡胶限位块，所述橡胶限位块设置在永磁体与缸筒螺母之间；
或者，所述车轮减震器单体的缸筒内壁的缸套上还设置有限位台阶，所述限位台阶设置在活塞杆下端圆盘的上方。
5.如权利要求1所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：主减震器包括主减震部件、主减震器下支架和主减震器上支架，主减震部件的一端固定连接主减震器下支架，主减震部件的另一端固定连接主减震器上支架，所述主减震器上支架和主减震器下支架滑动联接，所述主减震器下支架固定连接用于固定车轮的车轴，所述主减震器上支架固定连接车辆的车架。
6.如权利要求5所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：主减震部件采用与车轮减震器单体相同的内部结构。
7.如权利要求1所述的一种集成减震及发电的电动轮***，其特征是：电动轮***还包括制动装置，制动装置包括制动钳、制动液压缸、制动滑销和两个制动盘，两个制动盘分别通过制动滑销固定在制动钳的内壁上，两个制动盘设置在车轮上的刹车盘盘面的两侧，制动液压缸与两个制动盘连接，用于驱动两个制动盘在制动钳内相对远离或靠近；
或者，制动钳包括两个相对设置并间隔设定距离的扇面，截面为U字形。
8.一种集成减震及发电的电动轮***的工作方法，其特征是：包括驱动方法、制动方法、减震方法与发电方法；
减震方法为：
车轮通过车轮减震器连接至驱动电机，将车轮震动通过车轮减震器的直线往复运动进行衰减；
驱动电机的主轴固定连接车轴，通过主减震器内部的主减震部件的往复运动，将车轮震动进一步衰减。
9.如权利要求8所述的方法，其特征是：
发电方法为：车轮减震器和主减震器接受到震动，活塞杆在缸筒内往复运动；活塞杆带动永磁体往复运动，使得线圈绕组切割磁力线进行发电；
或者，驱动方法为：驱动电机通电，驱动电机的外壳带动车轮减震器绕主轴做旋转运动，车轮减震器带动钢圈、轮胎产生旋转运动，轮胎与地面相接触，产生向前或者向后的驱动力；
或者，制动方法为：
当制动时，制动钳上的两侧的制动液压缸伸出，推动两制动盘沿制动滑销向中间运动，挤压刹车盘，产生制动力，实现减速；
当制动卸荷时，制动钳上的制动液压缸收回，同时带动制动盘与刹车盘分离。
10.一种车辆，其特征是：采用权利要求1-7任一项所述的一种集成减震及发电的电动轮***。
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CN112928885A (zh) * 2021-01-29 2021-06-08 柳州旭唐环保科技有限公司 一种用于汽车轮胎行驶的自动发电装置

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