CN114407598B - 陆空耦合转向系统及飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种陆空耦合转向系统及飞行汽车。陆空耦合转向系统包括适于安装于飞行汽车的车体的支架、传动轴、可活动地连接于支架和传动轴的转向轴、转动离合机构以及设置于转向轴的转角传感器。传动轴连接于飞行汽车的陆行驱动系统，以通过自身的转动运动控制飞行汽车在陆行时的转向。转动离合机构连接于支架并设置于传动轴和转向轴之间，包括止转连接件，止转连接件可选择性地与传动轴或/及转向轴止转连接。转角传感器适于电性连接于飞行汽车的飞行驱动系统。上述的陆空耦合转向系统将飞行汽车在陆地和在空中的两套转向系统结合起来，减少了操作者由于不断切换操纵机构造成的误操作。

Description

陆空耦合转向系统及飞行汽车

技术领域

本申请涉及交通工具技术领域，特别涉及一种陆空耦合转向系统及飞行汽车。

背景技术

飞行汽车是一个全新的技术领域，其可以将陆行模式和飞行模式融为一体，并能够在两种模式间切换。

相关技术中，飞行汽车的陆行模式和飞行模式需要分别通过两个操作系统来控制行驶姿态，其中，飞行汽车的陆地转向系统通过机械或者电控驱动轮胎的转向，飞行汽车的空中转向通过直接或者间接控制气体对飞行汽车本体的力的作用实现的偏航。两种转向系统是有人驾驶交通工具陆空耦合转向系统中重要的人机交互部件，对飞机纵向、横向姿态控制与稳定，地面驾驶方向控制具有重要作用。

飞行汽车两套操纵机构的布局操纵过程复杂，结构冗余度大，误操作率高。

发明内容

本申请实施例提供一种陆空耦合转向系统及飞行汽车。

第一方面，本申请实施例提供一种陆空耦合转向系统，包括支架、传动轴、转向轴、转动离合机构以及转角传感器。支架适于安装于飞行汽车的车体；传动轴连接于飞行汽车的陆行驱动系统，以通过自身的转动运动控制飞行汽车在陆行时的转向；转向轴可活动地连接于支架及传动轴。转动离合机构包括连接于传动轴和转向轴之间的止转连接件，止转连接件可选择性地与传动轴或/及转向轴止转连接，以限制或释放传动轴和转向轴之间相对转动的自由度。转角传感器设置于转向轴，并适于电性连接于飞行汽车的飞行驱动系统，以允许飞行驱动系统在传动轴和转向轴可相对转动的状态下、基于转向轴的转动角度控制飞行汽车在飞行时的转向姿态。

第二方面，本申请实施例还提供一种飞行汽车，包括陆行驱动系统、飞行驱动系统以及上述陆空耦合转向系统。陆行驱动系统设置于车体并用于为飞行汽车提供在陆地行驶的动力；飞行驱动系统设置于车体并用于为飞行汽车提供在空中行驶的动力；陆空耦合转向系统连接于车体。

相对于现有技术，本申请实施例提供的陆空耦合转向系统，其可以同时适用于飞行汽车的陆行模式和飞行模式的控制，其中，转向轴连接于支架和传动轴，用于基于自身的转动带动飞行汽车在陆行模式的转向或者在飞行模式的转向。止转连接件与传动轴及转向轴均止转连接，限制传动轴和转向轴之间相对转动的自由度。此时，转动转向轴，转向轴带动传动轴转动，实现飞行汽车陆行模式的转向动作。传动轴连接于飞行汽车的陆行驱动系统，以通过自身的转动运动控制飞行汽车在陆行时的转向。止转连接件与传动轴止转连接，释放传动轴和转向轴之间相对转动的自由度。此时，转动转向轴，通过转角传感器通知飞行汽车的飞行驱动系统，从而实现飞行汽车在飞行模式的转向动作。上述陆空耦合转向系统有效地将飞行汽车在陆地和在空中的两套转向系统结合起来，避免了飞行汽车两套操纵机构的布局，可以在不改变操纵器件的情况下，实现飞行和陆地行驶自由切换，减少了操作者由于不断切换操纵机构造成的误操作，符合单一交通工具的驾驶习惯。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的飞行汽车的整体结构示意图。

图2是本申请一实施例提供的陆空耦合转向系统的整体结构示意图。

图3是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的整体结构示意图。

图4是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的外壳以及支架的局部结构示意图。

图5是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的转向轴的结构示意图。

图6是图5所示转向轴的端面的正投影示意图。

图7是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的传动轴的结构示意图。

图8是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的转动复位组件的结构示意图。

图9是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的转动离合机构的局部结构示意图。

图10是图2所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的止转连接件的结构示意图。

图11是图4所示外壳的主壳体的结构示意图。

图12是图3所示陆空耦合转向系统的转向柱总成的A区域的放大图。

图13是图1所示飞行汽车的中控台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种陆空耦合转向系统100以及配置有陆空耦合转向系统100的飞行汽车200，其中，陆空耦合转向系统100可以应用在飞行汽车200中，以根据驾驶员的操纵动作而实现飞行汽车200在陆地行驶转向和在空中行驶转向的自由切换。

在本申请实施例中，飞行汽车200可以包括车体10、陆行驱动系统30、飞行驱动系统50以及陆空耦合转向系统100。

车体10用于装载乘客或/及货物等。车体10可以包括车架、车壳等，车架设置于车壳内部，用于形成飞行汽车200整体的支撑结构。

陆行驱动系统30可以设置于车体10，其用于为处于陆行模式的飞行汽车200提供前进的动力和制动的阻力。具体而言，陆行驱动系统30可以安装于车体10的内部或/及固定于车架上，并电性连接于飞行汽车200的中控台70。在本申请实施例中，陆行驱动系统30可以包括车轮32，还可以包括离合器、变速器、传动轴、传动减速器24等，以用于向飞行汽车200提供前进的动力和制动的阻力。进一步地，陆行驱动系统30还可以包括动力装置，动力装置连接于车轮32以为车轮32提供动力来源。动力装置可以包括但不限于包括：电池包、电机、发动机等。

在本申请实施例中，陆行控制系统30还可以包括陆行控制器(图中未示出)，陆行控制器用于接收操纵系统100输入的参数控制飞行汽车200的行驶参数。例如，操纵系统100基于驾驶员的操纵动作而生成控制指令或者控制参数后，陆行控制器则用于将控制指令或者控制参数转换为飞行汽车200的行驶参数，行驶参数包括但不限于包括：驱动扭矩、转角参数、制动扭矩等参数中的至少一种，陆行控制器还用于根据该行驶参数控制动力装置，从而控制车轮32的转向。进一步地，陆行控制器可以为飞行汽车200的控制中心(如中控台70、控制主板等)；或者，陆行控制器也可以是独立的陆行控制主板，其集成于中控台70中。

飞行驱动系统50可以设置于车体10，其用于为处于飞行模式的飞行汽车200提供行进的推力。具体而言，飞行驱动系统50可以位于车体10的内部或外部，例如收纳在车壳内，或连接于车壳的外侧或顶部等等。进一步地，飞行驱动系统50电性连接于飞行汽车200的中控台70，以在中控台70的控制下改变飞行汽车200的飞行姿态。在一些实施例中，飞行驱动系统50可以包括喷气引擎或/及螺旋桨，以根据喷气引擎的喷气状态或/及螺旋桨的桨叶状态向飞行汽车200提供不同方向的推进力。

在本申请实施例中，飞行驱动系统50还可以包括飞行控制器(图中未示出)，飞行控制器用于接受操纵系统100输入的参数控制飞行汽车200的飞行姿态参数。例如，操纵系统100基于驾驶员的操纵动作而生成控制指令或者控制参数后，飞行控制器则用于将控制指令或者控制参数转换为飞行汽车200的飞行姿态参数，飞行姿态参数包括但不限于包括：驱动扭矩、转角参数、制动扭矩等参数中的至少一种，飞行控制器还用于根据该飞行姿态参数控制动力装置，从而控制喷气引擎的喷气状态或/及螺旋桨的桨叶状态。进一步地，飞行控制器可以为飞行汽车200的控制中心(如中控台、控制主板等)。或者，飞行控制器也可以是独立的飞行控制主板，其集成于中控台70中。

请参阅图2，陆空耦合转向系统100可以设置于车体10，并电性连接于飞行汽车200的中控台70，陆空耦合转向系统100用于操纵飞行汽车200在陆地行驶的转向运动以及在空中行驶的转向、俯仰运动。

进一步地，陆空耦合转向系统100可以包括电控转向器总成20、连接轴40以及转向柱总成60。

电控转向器总成20连接于陆行驱动系统30的车轮32，其用于控制飞行汽车200处于陆行模式时的转向姿态。电控转向器总成20可以包括控制器21、转向电机23、减速器24及车轴25等转向组件。控制器21电性连接于转向柱总成60，并用于接收转向柱总成60的转向信号，转向电机23电连接于控制器21，减速器24等传动结构传动连接于转向电机23，车轴25连接于减速器24与车轮32之间。转向电机23基于控制器21接收的转向信号，驱动减速器24等传动结构驱使车轴25带动车轮32转向。

连接轴40连接于电控转向器总成20与转向柱总成60之间，用于传动以及安装减速器等部件，本说明书对连接轴40的结构不作限制。

转向柱总成60连接于连接轴40远离电控转向器总成20的一端，且电连接于飞行驱动系统50，转向柱总成60用以控制飞行汽车200处于飞行模式时的转向姿态，或者通过连接轴40驱动电控转向器总成20转向。

请同时参阅图2和图3，本实施例中，转向柱总成60可以包括支架61、外壳62、传动轴63、转向轴64以及转动离合机构65。支架61固定连接于车体10，外壳62安装于支架61。传动轴63穿设于外壳62，并通过连接轴40连接于电控转向器总成20，传动轴63通过自身的转动运动驱使电控转向器总成20转向。转向轴64穿设于外壳62且与传动轴63同轴设置，转向轴64与外壳62可活动地连接。

其中，传动轴63通过自身的转动运动“驱使”电控转向器总成20转向中，“驱使”可以理解为“机械带动转动”或者可以理解为“利用转动参数间接驱动”，例如，传动轴63的转动运动可以传递到电控转向器总成20的驱动部件，使电控转向器总成20受控而运动；又如，传动轴63的转动参数可以被传输到电控转向器总成20的控制器21，控制器21根据该转动参数控制驱动部件运动。进一步地，“可活动地连接”中的“连接”可以包括间接连接或者直接连接，例如，转向轴64与外壳62之间可以通过轴承连接，又如，转向轴64与外壳62之间可以通过设置于自身的凸起和槽的配合实现的转动配合连接。

转动离合机构65连接于支架61和转向轴64之间，其用于限制或释放传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度。当传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度被释放时，转向轴64能够相对于传动轴63转动，转向轴64相对传动轴63转动时的转动角度用于输入飞行驱动系统50，以使飞行驱动系统50能够根据该转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。

飞行汽车200处于陆行模式时，转动离合机构65限制传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度，转向轴64在被外力驱使而转动时，其通过传动轴63、连接轴40控制电控转向器总成20，从而控制车轮32的转向运动。飞行汽车200处于飞行模式时，转动离合机构65释放传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度，转向轴64在被外力驱使而转动时，飞行驱动系统50基于转向轴64的转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。

因此，本申请提供的陆空耦合转向系统100可以同时适用于飞行汽车200的陆行模式和飞行模式的控制，避免了飞行汽车200两套操纵机构的布局，可以在不改变操纵器件的情况下，实现飞行和陆地行驶的自由切换，减少了操作者由于不断切换操纵机构造成的误操作。

下面将结合具体的附图，对本申请一些有可能的实施例进行详细阐述。

请参阅图4，支架61可以通过仪表台总梁固定连接于车体10，并用于安装转向柱总成60。在本实施例中，支架61包括第一连接部612和两个第一夹紧部614，第一连接部612连接于两个第一夹紧部614之间，两个第一夹紧部614相对间隔设置，形成第一夹紧空间6141，第一夹紧空间6141用于容纳外壳62。具体在本实施例中，第一连接部612和两个第一夹紧部614可以均大致呈板状，两个第一夹紧部614大致彼此平行，以利于共同夹紧外壳62。

外壳62可活动地穿设于第一夹紧空间6141，并连接于支架61。在本实施例中，外壳62包括主壳体621和连接于主壳体621的支撑件623，主壳体621大致呈两端贯通的筒状，其用于安装、容纳转向轴64和传动轴63。支撑件623连接于主壳体621的外周壁。

支撑件623包括第二连接部6231和两个第二夹紧部6233，第二连接部6231连接于两个第二夹紧部6233之间，两个第二夹紧部6233分别夹持于主壳体621的两侧且与主壳体621固定连接。两个第二夹紧部6233位于两个第一夹紧部614之间，第二连接部6231位于第一连接部612和主壳体621之间。

请同时参阅图4和图5，本实施例中，转向轴64穿设于主壳体621，其用于接收驾驶员的操纵动作而产生转动。在本实施例中，转向柱总成60还可以包括方向盘642(参见图2)，方向盘642连接于转向轴64的端部，以便于驾驶员操作转向轴64。方向盘642可转动地设置于车体10内，其用于根据驾驶员的操作带动转向轴64转动。进一步地，方向盘642被配置为：在飞行汽车200处于飞行模式时，基于自身的转动角度控制飞行汽车200的偏航姿态；以及在飞行汽车200处于陆行模式时，基于自身的转动角度控制飞行汽车200的转向姿态。由于方向盘642与转向轴64之间为止转连接，方向盘642的转动角度也代表了转向轴64的转动角度。

进一步地，转向轴64可以包括主轴体641以及设置于主轴体641一端的插接部643，主轴体641远离插接部643的一端与方向盘642止转连接。主轴体641大致容置于外壳61的主壳体621内，并通过轴承连接于主壳体621的内壁，因此，主轴体641与外壳62之间存在可相对转动的自由度。请参阅图3，主轴体641和外壳62之间可以设有转角传感器68，转角传感器68用于检测主轴体641的转动角度。转角传感器68电性连接于飞行驱动系统50的飞行控制器，也可同时电性连接于陆行驱动系统30的陆行控制器，当飞行汽车200处于飞行模式时，传动轴63和转向轴64处于可相对转动的状态，转角传感器68用于将所检测的转角参数传输至飞行控制器，以允许飞行驱动系统50基于该转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态(也即偏航角度)；当飞行汽车200处于陆行模式时，传动轴63和转向轴64处于不可相对转动的状态，转角传感器68用于将所检测的转角参数传输至陆行控制器，以允许飞行驱动系统50基于该转动角度控制飞行汽车200的转向姿态(也即行驶方向)。

请参阅图5，本实施例中，插接部643用于与传动轴63配合，例如，插接部643与传动轴63插接配合，二者之间可以相对转动。进一步地，插接部643连接于主轴体641的端部，且插接部643的外径小于主轴体641的外径，以便于插接部643与传动轴63插接配合时，传动轴63的外表面能够与主轴体641的外表面相接续。

在一些实施例中，支架61和外壳62可以省略，转向轴64可以可转动地连接于车体10，可以相对于车体10绕轴线转动，以此来实现转动离合机构65的效果。

传动轴63设置于插接部643的一端，其用于通过连接轴40连接电控转向器总成20，并在陆行模式下，随着转向轴64的转动而转动，从而控制电控转向器总成20转向，实现飞行汽车200在陆行模式的转向。请参阅图6，进一步地，传动轴63靠近转向轴64的一端开设有插接腔632，具体而言，转向轴64的插接部643可转动地容置于插接腔632内，使转向轴64与传动轴63之间存在转动自由度。在本申请实施例中，其转动自由度满足飞行模式下的偏航角的转角范围的需求，例如，插接部643与插接腔632的转动角度范围控制在-90°到90°之间，该角度范围可以通过传动轴63和转向轴64之间的配合结构来实现，例如，传动轴63上可以设有第一限位部634、转向轴64可以设有与第一限位部634相配合的配合部6412(图7所示)。

具体而言，第一限位部634大致呈块状，其设置于传动轴63朝向转向轴64的一端，并相对于传动轴63的端面凸出。配合部6412可以是与第一限位部634配合的槽结构，通过设置槽的弧长来限制第一限位部634的活动范围；在另一些实施例中，配合部6412也可以是和第一限位部634相对的凸起，通过设计凸起与第一限位部634配合处的冗余量来实现限位角度范围的限制。在本申请实施例中，配合部6412为限位槽，限位槽大致呈弧形，限位槽位于主轴体641靠近插接部643的端面，并绕插接部643外壁设置。当插接部643容置于插接腔632内时，第一限位部634靠近主轴体641的一端至少部分可活动地容置于槽状的配合部6412内；插接部643与插接腔632相对转动时，第一限位部634在槽状的配合部6412内滑动。通过设定配合部6412的周向弧长，实现转向轴64相对于传动轴63转动的角度在-90°到+90°之间。可以设定方向盘642处于初始位置的初始角度为0，则方向盘642的转动角度可以为自身相对于初始角度的转动角度，方向盘642基于转动角度来控制飞行汽车200在飞行模式下的偏航姿态角。

请继续参阅图6，在一些实施例中，为了提高驾驶员的操作手感，转向轴64与传动轴63之间的相对转动存在阻尼力，例如，该阻尼力可以通过转向轴64与传动轴63之间的转动阻尼件610来实现。本申请对转动阻尼件610的具体结构不作限制，例如，转动阻尼件610可以是能够提供阻尼力的阻尼衬套或者阻尼垫片等，本实施例中，转动阻尼件610为阻尼衬套，该转动阻尼件610套设在插接部643外、并位于插接部643与插接腔632的内壁之间。随着转向轴64和传动轴63之间的相对转动，转动阻尼件610在摩擦力的作用下发生形变，对转向轴64产生一个反向的摩擦阻力，从而为驾驶员转动方向盘642提供阻尼感。

本实施例中，转动阻尼件610贴合于插接腔632内壁设置，而第一限位部634连接于插接腔632的内壁表面，由此转动阻尼件610开设有用于容纳第一限位部634的缺槽6101。缺槽6101设置于转动阻尼件610靠近主轴体641的一端，且其远离插接腔632底部的一端贯穿转动阻尼件610，第一限位部634容置于缺槽6101内。

在一些实施例中，为了实现转向轴64的复位，转向柱总成60还可以包括转动复位组件69，转动复位组件69设置于转向轴64与传动轴63之间，其利用扭转力驱使转向轴64相对于传动轴63转动复位，从而解决方向盘642的机械回正问题。本申请对转动复位组件69的具体结构不作限制，例如，转动复位组件69可以是弹片或者其他能够驱使转向轴64相对于传动轴63转动的弹性体(如弹簧、扭簧、弹性套筒等)。在本实施例中，转动复位组件69为橡胶扭簧结构，其位于插接部643内，并连接于转向轴64与传动轴63之间。当转向轴64在外力下相对传动轴63转动时，转向轴64与传动轴63分别带动橡胶扭簧的两端相对转动/扭动，橡胶扭簧发生弹性形变；当外力撤销后，橡胶扭簧复位并带动转向轴64复位，从而解决方向盘642的机械回正问题。

进一步地，为了容纳转动复位组件69，插接部643靠近插接腔632底部的一端开有容纳腔6431(参见图5)，容纳腔6431沿插接部643的轴向开设，并贯穿插接部643背离主轴体641的一端。请参阅图7，容纳腔6431和插接腔632的底部均设有安装槽6432，安装槽6432用于安装转动复位组件69。

请同时参阅图6至图8，本实施例所提供的转动复位组件69可以包括第一弹性件692以及支撑轴694。本申请对第一弹性件692的具体结构不作限制，例如，第一弹性件692可以是弹片或者其他能够驱使转向轴64相对于传动轴63转动的弹性体(如橡胶、扭簧、弹性套筒等)。本申请实施例中，第一弹性件692采用橡胶制成。第一弹性件692位于容纳腔6431内，并可以包括第一连接端6921、第二连接端6923以及多个形变部6925。第一连接端6921连接于转向轴64，具体而言，第一连接端6921容置位于容纳腔6431底部的安装槽6432内，以实现与转向轴64的止转连接，即第一连接端6921随着转向轴64的转动而转动；第二连接端6923连接于传动轴63，第二连接端6923限位于插接腔632底部的安装槽6432内，实现与传动轴63的止转连接，即第二连接端6923随着传动轴63的转动而转动。第一连接端6921和第二连接端6923均大致呈块状，两个安装槽6432大致呈与第一连接端6921和第二连接端6923相配合的条形槽状，以利于实现相互配合的二者之间的止转连接而省略额外的安装结构，能够进一步精简结构。

每个形变部6925均连接于第一连接端6921和第二连接端6923之间，且相邻的两个形变部6925间隔设置，以形成弹性形变的空间。支撑轴694位于第一连接端6921和第二连接端6923之间，并沿着转向轴62的中心轴的方向设置。多个形变部6925围绕在支撑轴694外，因此支撑轴694能够对形变部6925起到支撑的作用，使形变部6925的弹性形变不会偏离于转向轴64的中心轴，形变部6925的弹性形变基本是环绕该中心轴的扭转运动，有利于为转向轴64的转动复位提供均匀扭矩。本实施例中，支撑轴694采用镁铝合金，其质量较轻，且能够有效支撑第一弹性件692；第一弹性件692采用橡胶套，其形变能力强，复位效果好。

当转动离合机构65释放转向轴64相对于传动轴63的转动自由度时，方向盘642带动转向轴64相对于传动轴63转动，转向轴64带动插接部643相对于插接腔632转动，插接部643带动第一连接端6921转动，而第二连接端6923连接于相对于转向轴64静止的传动轴63，由此，形变部6925受到扭转力发生形变。撤去对方向盘642的扭转力，形变部6925释放弹性势能，驱使转向轴64相对于传动轴63转动复位。

请参阅图9，在本实施例中，转动离合机构65可以包括移动驱动件654以及止转连接件652。移动驱动件654连接于外壳62，止转连接件652设置于传动轴63，并可选择性地与传动轴63或/及转向轴64止转连接，以限制或释放传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度。进一步地，转动离合机构65还可以包括传动组件656，传动组件656连接于移动驱动件654和止转连接件652之间，并在移动驱动件654的驱动下，驱使止转连接件652相对于传动轴63移动以与转向轴64配合，从而锁定转向轴64相对于传动轴63的转动自由度。

请同时参阅图9和图10，进一步地，止转连接件652可以包括配合主体6520，配合主体6520大致呈两端贯通的筒状，配合主体6520具有既定的轴线O，轴线O与转向轴64的中心轴的方向大致相同。配合主体6520沿其轴线O方向设有通孔6521，使止转连接件652能够经由通孔6521套设于传动轴63的外周。止转连接件652还可以包括定位凸起6523，定位凸起6523设置于通孔6521的内壁，并沿轴线O方向延伸。定位凸起6523用于与传动轴63配合以避免止转连接件652相对于传动轴63转动，还用于与转向轴64配合以避免止转连接件652相对于转向轴64转动。例如请再次参阅图5和图6，传动轴63靠近转向轴64的一端的外周壁上设有第一配合凹槽636，第一配合凹槽636沿传动轴63轴向延伸，并贯穿传动轴63靠近转向轴64的端面，定位凸起6523可滑动地容置于第一配合凹槽636内。进一步地，转向轴64的外周壁上设有第二配合凹槽645，第二配合凹槽645沿转向轴64轴向延伸，并贯穿转向轴64靠近传动轴63的端面，第二配合凹槽645用于容纳定位凸起6523。

在这些实施例中，插接部643容置于插接腔632时，主轴体641的端面大致与传动轴63的端面相对叠置，且主轴体641和传动轴63的外周壁大致相接续，因此转向轴64相对于传动轴63转动时，第二配合凹槽645能够转动至与第一配合凹槽636连通，从而使得定位凸起6523能够经由第一配合凹槽636滑动至第二配合凹槽645中。根据第一限位部634抵靠在配合部6412的一端壁，即转动角度为0时转向轴64和传动轴63的相对位置，来设计第一配合凹槽636和第二配合凹槽645的位置使其相对连通，从而保证转动复位组件69驱使转向轴64复位至转动角度为0时，第一配合凹槽636和第二配合凹槽645相对连通。

进一步地，在本实施例中第一配合凹槽636沿轴线O方向的长度为第二配合凹槽645沿轴线O方向的长度的两倍，且定位凸起6523沿轴线O方向的长度略小于第一配合凹槽636沿轴线O方向的长度，由此满足当定位凸起6523仅仅容置于第一配合凹槽636内的时候，能够解除止转连接件652对转向轴64的止转锁定。但是由于转动阻尼件610和转动复位组件69的存在，此时转向轴64转动可能会带动传动轴63转动，由此，止转连接件652还可以包括固定部6525，固定部6525连接于配合主体6520的外周，并用于限位传动轴63。定位凸起6523仅仅容置于第一配合凹槽636内的时候，固定部6525限位于外壳62且与外壳62止转连接，从而使传动轴63限位于外壳62，由此转向轴64可相对于传动轴63独自转动。

请同时参阅图9和图11，进一步地，固定部6525大致呈尖齿状，位于止转连接件652远离转向轴64的一端，其齿尖远离止转连接件652设置。固定部6525的数量可以为两个，两个固定部6525关于止转连接件652的周向均匀分布。主壳体621还包括安装环台6212，安装环台6212固定设置于主壳体621的内侧壁，安装环台6212靠近止转连接件652的一侧开有固定槽6214，固定槽6214的数量可以设置为两个。两个固定部6525分别限位于两个固定槽6214内，固定槽6214的槽底适配于固定部6525的形状设置。止转连接件652释放转向轴64和传动轴63的转动自由度时，止转连接件652位于传动轴63上，固定部6525嵌于固定槽6214内，从而使得传动轴63限位于主壳体621且与主壳体621止转连接，由此转向轴64可相对于传动轴63转动而不牵连传动轴63转动。

在另一些实施例中，止转连接件652可以通过其他结构实现与转向轴64和传动轴63之间的止转连接，例如，止转连接件652与转向轴64和传动轴63之间通过可滑动的键连接结构连接，也可以实现止转连接件652与转向轴64或/及传动轴63的止转连接。在另一些实施例中，转动离合机构65也可以不包括止转连接件652，可以通过连接在转向轴64和传动轴63之间的连杆结构实现锁定/释放转向轴64和传动轴63之间的自由度。

请同时参阅图3和图9，在本实施例中，移动驱动件654连接于外壳62，且电性连接于飞行汽车200的中控台70，以并被配置为响应于中控台70的飞行模式切换指令而控制传动组件656驱使止转连接件652移动至与转向轴64止转连接。本申请对移动驱动件654的具体结构不作限制，例如，移动驱动件654可以是能够驱使传动组件656带动止转连接件652移动的电机或者齿轮传动，本实施例中，移动驱动件654采用旋转电机，例如，移动驱动件654位于该第二夹紧部6233背离传动轴63的一侧，也即位于外壳61之外。

进一步地，在本实施例中，传动组件656可以包括驱动轴6561、联动部6562以及拨动轴6563。

驱动轴6561连接于移动驱动件654的输出轴，并由移动驱动件654驱动而转动。联动部6562连接于驱动轴6561，并由驱动轴6561带动而转动。具体而言，驱动轴6561穿设于第二夹紧部6233且部分容置于第一夹紧空间6141内，联动部6562位于第一夹紧空间6141内并贴合靠近移动驱动件654的第二夹紧部6233设置。联动部6562大致呈长环状(如矩形环、椭圆环、腰型环等)，其环状的一端相对固定于驱动轴6561(如二者之间为焊接连接)，当驱动轴6561转动时，联动部6562远离驱动轴6561的一端环绕驱动轴6561的轴线摆动。

拨动轴6563可活动地连接于止转连接件652和联动部6562之间，并在联动部6562的带动下驱动止转连接件652沿轴线O移动。具体而言，拨动轴6563的一端可活动地穿设于联动部6562远离驱动轴6561的一端，另一端与止转连接件652活动配合。进一步地，拨动轴656大致平行于驱动轴6561且二者大致等长，且二者的轴线均大致垂直于轴线O。在工作时，移动驱动件654驱使驱动轴6561转动，驱动轴6561转动带动联动部6562转动，从而带动拨动轴6563移动。

为了实现拨动轴6563和止转连接件652的活动配合，止转连接件652还可以包括用于与拨动轴6563配合以使止转连接件652跟随拨动轴6563移动的第二限位部6527。第二限位部6527设置于止转连接件652的外侧壁，在本实施例中，第二限位部6527为环槽，由止转连接件652的外周壁凸起成型的两个凸缘相对间隔而形成。拨动轴6563远离联动部6562的一端位于两个凸缘之间，从而嵌于环槽内，由此限位于第二限位部6527。移动驱动件654驱使驱动轴6561转动，驱动轴6561转动通过联动部6562带动拨动轴6563移动，从而带动止转连接件652在传动轴63上朝向或者背离转向轴64轴向移动，以限制或释放转向轴64和传动轴63之间相对转动的自由度。

请参阅12，在一些实施例中，传动组件656还可以包括驱动转盘6564和压紧盘6566，驱动转盘6564同轴套设在驱动轴6561上，位于第二夹紧部6233背离主壳体621的一侧。驱动转盘6564与驱动轴6561连接，并可在移动驱动件654的驱使下，在驱动轴6561的带动下转动。驱动转盘6564背离移动驱动件654一侧设有多个第一拨动部6565，多个第一拨动部6565沿驱动转盘6564的周向均匀排列且彼此间隔设置。压紧盘6566可滑动地套设于驱动轴6561，且与驱动轴6561同轴设置，压紧盘6566与驱动转盘6564大致相对并叠置，压紧盘6566位于驱动转盘6564与第二夹紧部6233之间。压紧盘6566朝向驱动转盘6564的一侧设有多个第二拨动部6567，多个第二拨动部6567沿压紧盘6566的周向均匀排列且彼此间隔设置。多个第一拨动部6565分别插入多个第二拨动部6567的间隔，与第二拨动部6567交叉设置。

当飞行汽车200从陆地模式向飞行模式切换过程中，止转连接件652被驱动至位于传动轴63上。在止转连接件652移动的过程中，移动驱动件654同时驱使驱动转盘6564转动，第一拨动部6565相对第二拨动部6567转动，通过第一拨动部6565相对第二拨动部6567之间的相对运动和挤压，第二拨动部6567远离驱动转盘6564移动，从而使压紧盘6566抵紧在支撑件623上，从而抵紧联动部6562使联动部6562被限制转动，以此拨动轴6563将止转连接件652锁紧在传动轴63上，减小了飞行模式中止转连接件652移动的可能性，提高飞行过程中的稳定性。

请再次参阅图3，在一些实施例中，转向柱总成60还包括位置传感器611，位置传感器611设置于外壳62对应于止转连接件652的位置。位置传感器611电性连接于飞行汽车200的中控台70，并用于检测止转连接件652的位置，且根据652的位置生成逻辑信号并向中控台70发送，使得中控台70能够进一步确认652的位置与飞行器发200当前的运动模式是一致的，因此位置传感器611提高了飞行汽车200的飞行安全性。具体而言，飞行汽车200切换成飞行模式后，中控台70基于位置传感器611检测的止转连接件652的位置信号判断转动离合机构65各元件是否执行到位，是否达成空中转向控制的条件，从而保证飞行安全。

请参阅图13，在一些实施例中，飞行汽车200还可以包括中控台70。中控台70电性连接于电控转向器总成20以及飞行驱动系统50，并被配置为：在传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度被限制的情况下(陆行模式)，根据转向轴64的转动角度控制电控转向器总成20转向；在传动轴63和转向轴64之间相对转动的自由度被释放的情况下(飞行模式)，根据转向轴64的转动角度控制飞行驱动系统50，以控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。

本申请对中控台70的具体形式不作限制，例如，中控台70可以是按钮式的、屏幕式的、或者机械式的、电子式的、非触控的(比如语音、姿态等)。本实施例中，中控台70包括按钮72以及HMI(人机界面)大屏74。按钮72和HMI大屏74均电性连接于移动驱动件654，以控制移动驱动件654驱使止转连接件652移动、限制或者释放转向轴64与传动轴63之间的转动自由度。

在本申请实施例中，电性连接是指借助电信号操纵伺服系统来控制飞行汽车200的状态，使得飞行汽车200的操纵器件更加紧凑、操纵方式更加灵活。当驾驶员驾驶飞行汽车200时，电性连接的连接状态可以减小驾驶员的心理压力。

以下对本申请实施例所提供的飞行汽车的工作进行解释：

飞行汽车200整车在上电初始，默认为陆行模式。此时止转连接件652限制转向轴64和传动轴63之间的转动自由度。驾驶员转动方向盘642，方向盘642通过转向轴64带动传动轴63转动，传动轴63通过连接轴40带动电控转向器总成20转动，从而完成陆行模式的飞行汽车200的转向动作。

驾驶员按下按钮72或者通过HMI大屏74上的虚拟按钮使飞行汽车200进入飞行模式。移动驱动件654接收飞行汽车200中控台70的信号，通过传动组件656驱使止转连接件652远离转向轴64移动至传动轴63上，止转连接件652与转向轴64分离。此时，转动方向盘642，方向盘642带动转向轴64转动，通过转角传感器68通知飞行驱动系统50，基于方向盘642的转动角度控制飞行汽车200在飞行时的转向姿态。

上述陆空耦合转向系统100有效地将飞行汽车200在陆地和在空中的两套转向系统结合起来，避免了飞行汽车200两套操纵机构的布局，可以在不改变操纵器件的情况下，实现飞行和陆地行驶自由切换，减少了操作者由于不断切换操纵机构造成的误操作，符合单一交通工具的驾驶习惯。

在一些实施例中，转向柱总成60可以作为陆空耦合转向系统100的主要部件，电控转向器总成20以及连接轴40可以省略。当电控转向器总成20以及连接轴40省略时，转向柱总成60中的传动轴62可以通过一些传动结构(如减速器24、车轴25等)连接于陆行驱动系统30的车轮32，转向柱总成60仍然能够控制飞行汽车200处于陆行模式时的转向姿态；转向柱总成60通过转向轴64控制飞行汽车200处于飞行模式时的转向姿态。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种陆空耦合转向系统，其特征在于，应用于飞行汽车，所述陆空耦合转向系统包括：

支架，适于安装于所述飞行汽车的车体；

传动轴，连接于所述飞行汽车的陆行驱动系统，以通过自身的转动运动控制所述飞行汽车在陆行时的转向；

转向轴，可活动地连接于所述支架及所述传动轴，所述传动轴与所述转向轴同轴设置，且所述转向轴具有能够绕自身轴线且相对于所述传动轴转动的自由度；

转动离合机构，所述转动离合机构包括连接于所述传动轴和所述转向轴之间的止转连接件，所述止转连接件可选择性地与所述传动轴或/及所述转向轴止转连接，以限制或释放所述传动轴和所述转向轴之间相对转动的自由度，所述传动轴和所述转向轴之间相对转动的自由度被限制时，所述传动轴随着所述转向轴的转动而转动，从而控制所述飞行汽车在陆行时的转向；以及

转角传感器，设置于所述转向轴，并适于电性连接于所述飞行汽车的飞行驱动系统，以允许所述飞行驱动系统在所述传动轴和所述转向轴可相对转动的状态下、基于所述转向轴的转动角度控制所述飞行汽车在飞行时的转向姿态。

2.如权利要求1所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述止转连接件可滑动地套设于所述传动轴靠近所述转向轴的一端，所述止转连接件相对于所述传动轴轴向移动以与所述转向轴配合，从而锁定所述转向轴。

3.如权利要求2所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述止转连接件设有通孔，所述止转连接件经由所述通孔套设于所述传动轴的外周，所述转动离合机构还包括设置于通孔内壁的定位凸起；所述传动轴靠近所述转向轴的一端设有第一配合凹槽，所述定位凸起可滑动地容置于所述第一配合凹槽内；所述转向轴的外周壁设有第二配合凹槽，所述第二配合凹槽与所述第一配合凹槽相对连通时，所述定位凸起能够经由所述第一配合凹槽滑动至所述第二配合凹槽中。

4.如权利要求2所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述转动离合机构还包括移动驱动件和传动组件，所述移动驱动件连接于所述支架，所述传动组件连接于所述移动驱动件和所述止转连接件之间，所述移动驱动件适于电性连接于所述飞行汽车的中控台，并被配置为响应于所述中控台的飞行模式切换指令，而控制所述传动组件驱使所述止转连接件移动至所述传动轴上，所述止转连接件与所述转向轴分离。

5.如权利要求4所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述传动组件包括驱动轴、联动部以及拨动轴，所述驱动轴连接于所述移动驱动件的输出轴，所述联动部的一端相对固定地连接于所述驱动轴、另一端与所述拨动轴可活动地连接；所述止转连接件的外周壁设有第二限位部，所述拨动轴至少部分地容置于所述第二限位部。

6.如权利要求5所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述陆空耦合转向系统还包括连接于所述支架的外壳，所述外壳套设于所述转向轴与所述传动轴之外，所述驱动轴穿设于所述外壳；所述传动组件还包括驱动转盘和压紧盘，所述驱动转盘和所述压紧盘均位于所述外壳之外，所述压紧盘相对固定于所述外壳上，所述压紧盘与所述联动部分别位于所述外壳的两侧，所述驱动转盘连接于所述驱动轴并与所述压紧盘相对设置，所述驱动转盘朝向所述压紧盘的一侧设有第一拨动部，所述驱动转盘转动时，所述第一拨动部抵推所述压紧盘朝向所述联动部运动。

7.如权利要求2所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述陆空耦合转向系统还包括连接于所述支架的外壳，所述外壳套设于所述转向轴与所述传动轴之外，所述止转连接件在所述传动轴和所述转向轴可相对转动的状态下与所述外壳止转连接。

8.如权利要求7所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述止转连接件设有固定部，所述外壳的内壁设有固定槽，所述固定部可活动地限位于所述固定槽，所述固定部限位于所述固定槽时与所述外壳止转连接。

9.如权利要求2所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述转向轴包括主轴体以及设置于所述主轴体一端的插接部；所述传动轴设有插接腔，所述插接部可活动地容置于所述插接腔内，所述插接腔内设有第一限位部，所述主轴体靠近所述传动轴的一端设有配合部，所述第一限位部的末端至少部分可活动地容置于所述配合部内。

10.如权利要求9所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述插接部与所述插接腔的内壁之间设有转动阻尼件。

11.如权利要求1～10中任一项所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述传动轴与所述转向轴同轴设置，所述传动轴与所述转向轴之间设有转动复位组件，所述转动复位组件用于驱使所述转向轴相对于所述传动轴转动复位。

12.如权利要求11所述的陆空耦合转向系统，其特征在于，所述转动复位组件包括弹性件以及位于弹性件内的支撑轴，所述弹性件包括第一连接端、第二连接端以及多个形变部，所述第一连接端连接于所述转向轴，所述第二连接端连接于所述传动轴；每个所述形变部均连接于所述第一连接端和所述第二连接端之间，且相邻的两个所述形变部间隔设置。

13.一种飞行汽车，其特征在于，包括：

车体；

陆行驱动系统，设置于所述车体并用于为所述飞行汽车提供在陆地行驶的动力；

飞行驱动系统，设置于所述车体并用于为所述飞行汽车提供在空中行驶的动力；以及

权利要求1-12中任一项所述的陆空耦合转向系统，所述陆空耦合转向系统连接于所述车体。

14.如权利要求13所述的飞行汽车，其特征在于，所述飞行汽车还包括中控台，所述中控台电性连接于所述转角传感器以及所述飞行驱动系统，所述中控台被配置为：

在所述转向轴相对于所述传动轴的转动自由度被限制的情况下，根据所述转向轴的转动角度，通过所述陆行驱动系统控制所述飞行汽车在陆行时的转向；

在所述转向轴相对于所述传动轴的转动自由度被释放的情况下，根据所述转向轴的转动角度，通过所述飞行驱动系统控制所述飞行汽车在飞行时的转向姿态。

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