[发明专利]一种内置控制力矩陀螺的轮毂

权利要求书

1.一种内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述轮毂包括轮辋，轮辋的左侧设置有 左轮辐，轮辋的右侧设置有右轮辐，在左轮辐与右轮辐之间设置有控制力矩陀螺，该控制力 矩陀螺包括飞轮外壳端盖、飞轮、飞轮外壳以及驱动飞轮的飞轮电机，飞轮外壳端盖底部设 置有上轴承座，飞轮外壳内部底侧设置有下轴承座，上轴承座和下轴承座用于安装轴承以支 撑飞轮；飞轮外壳的一侧设置有第一轴，飞轮外壳的另一侧设置有第二轴，第一轴比第二轴 长，第一轴和第二轴的轴线位于同一条直线上；左轮辐的中心部设置有左轴孔，该左轴孔内 设置有左轴承，所述的第一轴插入该左轴承中并与该左轴承耦合；所述的右轮辐的中心部设 置有右轴孔，该右轴孔内设置有右轴承，所述的第二轴插入该右轴承并与该右轴承耦合；左 法兰轴通过法兰面和螺栓固定安装在左轮辐的法兰面上；刹车盘片通过螺栓固定安装在左法 兰轴的法兰面上，左法兰轴穿过左车架轴承的内孔，左车架轴承与左车架耦合；第一轴穿过 左法兰轴的内孔并且伸出和一皮带轮或一齿轮固定连接，或者和一伺服电机直接耦合，皮带 轮能够带动第一轴进行旋转伺服运动，进而带动飞轮外壳摆动；右法兰轴通过法兰面和螺栓 固定安装在右轮辐的法兰面上；链轮通过螺栓固定安装在右法兰轴的法兰面上，右法兰轴穿 过右车架轴承的内孔，右车架轴承与右车架耦合；所述的轮毂还包括控制系统，该控制系统 基于DSP信号处理系统，通过传感器检测到车体或轮毂的倾斜速度和倾斜角度，为使车体保 持平衡，则控制系统发出位置和速度控制指令给伺服驱动器，控制电机通过皮带轮带动飞轮 外壳执行相应幅度和速度的摆动，使高速旋转的控制力矩陀螺产生力矩并通过车轴作用到车 体框架上，从而使车体的倾斜程度得到纠正并恢复平衡状态。

2.根据权利要求1所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的控制力矩陀螺 为一个或多个；该控制力矩陀螺的力矩作用沿着车轴的方向或者沿着车轮前进或后退的方向。

3.根据权利要求1所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的控制力矩陀螺 的伺服电机位于轮毂外部；而飞轮电机，飞轮以及飞轮外壳均内置于轮毂腔内。

4.根据权利要求1所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的控制力矩陀螺 的伺服电机位于轮毂内部，且飞轮电机，飞轮以及飞轮外壳均内置于轮毂腔内。

5.根据权利要求2所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述轮毂的材质为铝 合金，为分片式结构，采用2片式或3片式锻造方法加工制造；3片式锻造方法加工制造的 轮毂中，所述左轮辐和右轮辐分别通过定位销和螺栓与轮辋安装固定在一起；2片式锻造方 法加工制造的轮毂中，所述左轮辐或右轮辐二者其中之一通过定位销和螺栓与轮辋安装固定 在一起；所述左轮辐或右轮辐二者中的另一个与轮辋形成不可拆卸的一体式结构。

6.根据权利要求5所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，驱动飞轮的飞轮电机 通过法兰安装固定在飞轮外壳的底部，电机轴伸入飞轮的空心轴内采用间隙配合从而驱动飞 轮旋转。

7.根据权利要求5所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，驱动飞轮的飞轮电机 通过联轴器驱动飞轮。

8.根据权利要求5所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，驱动飞轮的飞轮电机 采用外转子电机和飞轮集成为一体。

9.根据权利要求6所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的第一轴为空心 轴，第二轴为实心轴。

10.根据权利要求9所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的驱动飞轮的 飞轮电机的电缆线和编码器线通过第一轴向外伸出。

11.根据权利要求10所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的左法兰轴为 空心法兰轴，右法兰轴为实心法兰轴；或者左法兰轴和右法兰轴均为空心法兰轴。

12.根据权利要求11所述的内置控制力矩陀螺的轮毂，其特征在于，所述的链轮用于驱 动车轮旋转，刹车盘片在刹车钳作用下对车轮进行制动。