CN108045438A - 一种可伸缩上移式微型电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种可伸缩上移式微型电动汽车，包括车身前部总成、车身中部总成、车身后部总成、前部伸缩执行机构、后部伸缩执行机构和伸缩驱动机构；车身中部总成为驾驶室；前部伸缩执行机构连接前车架与驾驶室前部，后部伸缩执行机构连接后车架与驾驶室后面；前后两组伸缩执行机构均为平行四连杆机构；伸缩驱动机构包括伸缩驱动电机、螺纹套管和丝杠；在丝杠固定于前车架底盘上，伸缩驱动电机和螺纹套管安装于后车架上，螺纹套管前端部连接丝杠后端部；在丝杠固定于后车架底盘上，伸缩驱动电机和螺纹套管安装于前车架上，螺纹套管后端部连接丝杠前端部；还包括四组车轮转向机构。本发明通过调整车身三部分的相对位置来改变车身长度，满足行车时大轴距要求和驻车时小轴距要求。

Description

一种可伸缩上移式微型电动汽车

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，特别涉及一种轴距可变、车身纵向可伸缩、且能原地转向的可伸缩上移式微型电动汽车。

背景技术

当前由于污染以及新能源的问题，电动汽车成为汽车行业的重点发展方向，但是，由于目前汽车越来越普及，交通问题和停泊车位问题受到广泛的关注，建立“立体车库”不能根本性的解决车位问题，需要设计一种能够保证乘坐空间的同时还可以减小占道面积的汽车。可伸缩式电动小车符合其要求，并且能够更容易的实现交通的智能化，从而从汽车方面缓解交通拥堵的问题。

现有可查询到的关于可伸缩式汽车的专利材料有：

1.专利号：201110021718.5，专利名称：可伸缩式车架的专利申请材料。

该专利材料的内容主要为：前车架和后车架分别与车架伸缩装置相连接固定，设置在前车架的可伸缩导轨与设置在后车架的固定导轨相铰接并可滑动伸缩折叠。车架伸缩折叠方向可选择前后或左右伸缩折叠的方式。前车架还与椅座升降装置相连接固定，后车架与后排椅座支架相连接固定，前排椅座可升降和折叠。本专利申请技术方案的不足为：当停泊汽车时，只有当汽车停泊好以后再进行遥控伸缩，这样需要的车位还是原来的大小，不能满足减小车位的需求，并且考虑到汽车高度以及座椅舒适性，将前排座椅降低插入到后排座椅下的实现性小。

2.专利号：201510026560.9，专利名称：折叠型电动汽车的授权专利，该专利材料的主要内容为：折叠型电动汽车包括驾驶舱、后备舱、两个前车轮和两个后车轮，驾驶舱包括车架和与车架连接的底盘，驾驶舱与后备舱为分体式，后备舱主要由主舱体和设置在主舱体与驾驶舱之间并在收缩后可纳入主舱体内的扩展舱组成，扩展舱呈褶皱型，由多个依次减小的框体连接而成,主舱体和扩展舱的顶端均与车架的顶端铰接；连接两个前车轮的前车架轿梁与底盘连接，连接两个后车轮的后车架轿梁上固定有枢接轴，枢接轴与主舱体底部枢接，驾驶舱底盘与枢接轴通过伸缩机构连接。本专利技术方案的不足为：汽车外形成立体三角形，且扩展舱由多个依次减小的框体连接而成，呈褶皱型，汽车的刚度有待考虑。

3.专利号：200510098359.8，专利名称：车身可伸缩的电动小车的授权专利，本专利主要内容：一种车身可伸缩的电动汽车,其包括支撑车体的车架主梁、通过车轴安装在主梁上的作为动力轮的驱动轮副单元、用于控制汽车运行的分动集控处理器单元、电池单元、方向盘单元以及制动装置单元,所述车架主梁包括前车架主梁和后车架主梁,该前、后车架主梁通过连接装置(伸夹板)以可调整车架主梁整体长度的方式紧固连接。使用本发明的车身可伸缩的电动汽车,可根据容纳乘客或货物的需要来适当伸缩汽车车身,从而满足不同的运输需求,为人们的生活带来更多方便。该方案不是为节省停车空间设计的，而是为了加长车身为汽车提供更大的承载空间，且调节车身长度需要手动调节伸夹板。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在行车时具有较大的前后轴距，以满足车辆的安全性、舒适性等性能要求；在驻车时前后轴距变小，使车身的纵向尺寸变小，以节省驻车用地；在驻车转弯时车辆可实现原地旋转，以降低车辆的操纵难度的可伸缩上移式微型电动汽车。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种可伸缩上移式微型电动汽车，其特征在于：包括车身前部总成、车身中部总成、车身后部总成、伸缩执行机构和伸缩驱动机构；

所述车身前部总成包括前车架和两个前车轮，两个前车轮通过各自前悬架与前车架连接，所述车身中部总成为驾驶室，所述车身后部总成包括后车架和两个后车轮，两个后车轮通过各自后悬架与后车架连接；

所述伸缩执行机构为前后两组，前部伸缩执行机构连接前车架与驾驶室的前部，后部伸缩执行机构连接后车架与驾驶室的后面，使驾驶室以上下可升降的方式支撑于车身前部总成与车身后部总成之间；前后两组伸缩执行机构均为平行四连杆机构，且呈镜像设置；

所述伸缩驱动机构包括伸缩驱动电机、螺纹套管和丝杠，所述伸缩驱动电机经减速机构与螺纹套管驱动连接；沿车长方向，所述丝杠固定安装于前车架的底盘上或后车架的底盘上；在丝杠固定安装于前车架底盘上，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于后车架底盘上，螺纹套管的前端部与丝杠的后端部形成套装式螺纹连接；在丝杠固定安装于后车架底盘上，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于前车架底盘上，螺纹套管的后端部与丝杠的前端部形成套装式螺纹连接；

还包括四组相互独立的车轮转向机构，四组车轮转向机构分别与四个车轮形成一一驱动转向连接。

进一步的：每组车轮转向机构包括转向电机、可实现轴向伸缩的转向横拉杆及转向节，转向横拉杆的两端分别与转向电机的输出端及转向节的一端连接，转向节的另一端与对应的悬架连接，转向电机安装于对应的车架上。

进一步的：四个悬架均采用双横臂悬架结构。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本可伸缩上移式微型电动汽车在行车时，三个车身总成部分沿水平方向以最大间距前后依次排布，使车身处于最大展开状态，保证了在行车时具有较大的前后轴距，从而满足了车辆的安全性、舒适性等性能要求。

2、本可伸缩上移式微型电动汽车在驻车时，车身前部总成与车身后部总成的间距缩小，同时车身中部总成上升，这样，使前后轴距变小，使车身的纵向尺寸变小，从而节省了驻车用地。

3、本可伸缩上移式微型电动汽车配制了四组相互独立的车轮转向机构，分别与四个车轮驱动连接，这样在驻车转弯时，通过四组车轮转向机构来分别控制四个车轮，车辆可实现原地旋转，从而降低了车辆的操纵难度。

附图说明

图1是本发明在车身处于展开状态的平面结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明在车身处于展开状态的立体结构示意图1；

图4是本发明在车身处于展开状态的立体结构示意图2；

图5是本发明在车身处于收缩状态的平面结构示意图；

图6是本发明的伸缩驱动机构的结构示意图；

图7是本发明的车轮转向机构的结构原理图；

图8是本发明在车身处于展开状态下车轮转向示意图；

图9是本发明在车身处于收缩状态下车轮原地旋转的示意图。

图中：1、车身前部总成；1-1、前车架；1-1-1、前车架底盘；1-2、前车轮；1-3、前悬架；2、车身中部总成；3、车身后部总成；3-1、后车架；3-1-1、后车架底盘；3-2、后车轮；3-3、后悬架；4、前部伸缩执行机构；4-1、第一连杆；4-2、第二连杆；4-3、第三连杆；4-4、第四连杆；5、后部伸缩执行机构；5-1、第五连杆；5-2、第六连杆；5-3、第七连杆；5-4、第八连杆；6、伸缩驱动机构；6-1、伸缩驱动电机；6-2、螺纹套管；6-3、丝杠；7、车轮转向机构；7-1、转向电机；7-2、转向横拉杆；7-3、转向节。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1-9，一种可伸缩上移式微型电动汽车，其创新点为：包括车身前部总成1、车身中部总成2、车身后部总成3、前部伸缩执行机构4、后部伸缩执行机构5和伸缩驱动机构6，其中车身前部总成、车身中部总成和车身后部总成构成整个车身。

所述车身前部总成包括前车架1-1和两个前车轮1-2，两个前车轮通过各自前悬架1-3与前车架连接。所述车身中部总成为驾驶室，内部安装有座椅、汽车操控装置等。所述车身后部总成包括后车架3-1和两个后车轮3-2，两个后车轮通过各自后悬架3-3与后车架连接。

前部伸缩执行机构连接前车架与驾驶室的前部，后部伸缩执行机构连接后车架与驾驶室的后面，使驾驶室以上下可升降的方式支撑于车身前部总成与车身后部总成之间。前后两组伸缩执行机构均为平行四连杆机构，且呈镜像设置。具体的，前部伸缩执行机构由第一连杆4-1、第二连杆4-2、第三连杆4-3和第四连杆4-4构成，其中第一连杆和第四连杆分别固定在前车架上和车身中部总成的前部，第二连杆和第三连杆上下设置，第二连杆的两端各通过铰链与第一连杆的上端和第四连杆的上端形成铰连接，第三连杆的两端各通过铰链与第一连杆的下端和第四连杆的下端形成铰连接。后部伸缩执行机构由第五连杆5-1、第六连杆5-2、第七连杆5-3和第八连杆5-4构成，其中第五连杆和第八连杆分别固定在车身中部总成的后部和后车架上，第六连杆和第七连杆上下设置，第六连杆的两端分别与第五连杆的上端和第八连杆的上端通过铰链连接，第七连杆的两端分别与第五连杆的下端和第八连杆的下端通过铰链连接。

所述伸缩驱动机构包括伸缩驱动电机6-1、螺纹套管6-2和丝杠6-3，参见图6。所述伸缩驱动电机经减速机构与螺纹套管驱动连接。沿车长方向，所述丝杠固定安装于前车架的底盘上或后车架的底盘上。在丝杠固定安装于前车架底盘1-1-1上的安装情况下，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于后车架上，螺纹套管的前端部与丝杠的后端部形成套装式螺纹连接，该种连接方式，可实现车身后部总成和车身中部总成向前收缩，同时，车身中部总成上升，以实现车身的折叠。在丝杠固定安装于后车架底盘3-1-1上的安装情况下，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于前车架上，螺纹套管的后端部与丝杠的前端部形成套装式螺纹连接，这种连接方式，可实现车身前部总成和车身中部总成向后收缩，同时车身中部总成上升，以实现车身的折叠。

还包括四组相互独立的车轮转向机构7，四组车轮转向机构分别与四个车轮形成一一驱动转向连接。该四组车轮转向机构一方面可实现汽车正常行驶时的转向，另一方面也可实现汽车在驻车折叠时的原地转向。

针对电动汽车的转向问题，以下面具体参数设计举例说明：

电动汽车在转弯时内侧车轮的偏转角为40°，小车的轴距设定为1860mm，前轮距和后轮距设定为1307mm，结合附图8，得到最小转弯半径为3984.44mm。

因为考虑到能让电动汽车原地360°旋转，所以电动汽车在原地旋转时，四个车轮均能够有一定的偏转角。则电动汽车在折叠时原地旋转，那么只需要使四个车轮的俯视中心线与圆心为旋转中心的某半径圆相切。经过设计几何计算得到图9所示转向示意图。

可以看出对于前轮来说，由于转向时轮胎的偏转量为40°，而旋转时前轮的转角为36.3°，不难理解前轮在空间上只要满足转向时不干涉，那么在旋转式也不会干涉，而后轮则需要专门为旋转时预留出空间来防止车架、壳体和车轮的干涉。

上述车轮转向机构进一步优选采用如下结构：

每组车轮转向机构包括转向电机7-1、可实现轴向伸缩的转向横拉杆7-2及转向节7-3，转向横拉杆的两端分别与转向电机的输出端及转向节的一端连接，转向节的另一端与对应的悬架连接，转向电机安装于对应的车架上。具体的，转向电机采用步进电机，步进电机输出轴采用带内螺纹的空心轴，转向横拉杆为带有外螺纹的拉杆结构，转向横拉杆与步进电机输出轴通过螺纹连接，转向节的两端分别与转向横拉杆远离步进电机的一端及悬架形成铰连接，这样，在转向电机启动后，通过内、外螺纹连接的配合，实现转向横拉杆的轴向伸缩，从而通过转向节带动车轮偏转，实现转向。转向机构的工作原理参见附图7。

上述四个悬架均进一步优选采用双横臂悬架结构。由于设计的电动汽车主要针对城市路面，因为城市路面较平坦，所以在悬架选择时对悬架的某些参数要求不是很高，所以可以采用低阻尼系数、大刚度弹簧和较短的跳动行程的悬架，因此选择了双横臂悬架结构。

本可伸缩上移式微型电动汽车的行驶驱动可参考现有电动汽车的行驶驱动。比如，可采用后轮驱动两驱形式，驱动电机和差速减速装置对称布置于后车架上；可采用轮毂电机进行直接驱动等。

本可伸缩上移式微型电动汽车的行驶驱动电机、给电机供电的电池及控制器等基本组成件根据具体的设计情况，布置于前车架或后车架上。

本技术方案将电动汽车车身分为三个体积固定不变的部分，通过调整车身三部分的相对位置来改变车身的长度，这样就不必考虑车身在伸缩过程中的密封性问题和车身中顶板、地板和侧围的伸缩问题，使问题变得简单。另外本方案中采用四转向轮来实现小车驻车时的原地转向问题，理论上说可以使小车的转向半径为零，而在行车时依然采用前轮转向的形式，不会改变驾驶员的驾驶习惯。

Claims (3)

1.一种可伸缩上移式微型电动汽车，其特征在于：包括车身前部总成、车身中部总成、车身后部总成、伸缩执行机构和伸缩驱动机构；

所述车身前部总成包括前车架和两个前车轮，两个前车轮通过各自前悬架与前车架连接，所述车身中部总成为驾驶室，所述车身后部总成包括后车架和两个后车轮，两个后车轮通过各自后悬架与后车架连接；

所述伸缩执行机构为前后两组，前部伸缩执行机构连接前车架与驾驶室的前部，后部伸缩执行机构连接后车架与驾驶室的后面，使驾驶室以上下可升降的方式支撑于车身前部总成与车身后部总成之间；前后两组伸缩执行机构均为平行四连杆机构，且呈镜像设置；

所述伸缩驱动机构包括伸缩驱动电机、螺纹套管和丝杠，所述伸缩驱动电机经减速机构与螺纹套管驱动连接；沿车长方向，所述丝杠固定安装于前车架的底盘上或后车架的底盘上；在丝杠固定安装于前车架底盘上，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于后车架底盘上，螺纹套管的前端部与丝杠的后端部形成套装式螺纹连接；在丝杠固定安装于后车架底盘上，所述伸缩驱动电机和螺纹套管安装于前车架底盘上，螺纹套管的后端部与丝杠的前端部形成套装式螺纹连接；

还包括四组相互独立的车轮转向机构，四组车轮转向机构分别与四个车轮形成一一驱动转向连接。

2.根据权利要求1所述的可伸缩上移式微型电动汽车，其特征在于：每组车轮转向机构包括转向电机、可实现轴向伸缩的转向横拉杆及转向节，转向横拉杆的两端分别与转向电机的输出端及转向节的一端连接，转向节的另一端与对应的悬架连接，转向电机安装于对应车架上。

3.根据权利要求1所述的可伸缩上移式微型电动汽车，其特征在于：四个悬架均采用双横臂悬架结构。