[发明专利]一种内置控制力矩陀螺的轮毂

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮毂,尤其涉及一种内置控制力矩陀螺的轮毂，其属于交通工具技术领 域。

背景技术

目前，交通车辆，比如汽车，摩托车或者两轮电动自行车等使用的车轮，无论是驱动轮 或者被驱动轮，作为车辆的组成构件，其自身并无保持平衡的能力，当车身在发生倾斜或者 有侧翻倾向时，无法及时地减缓车体倾斜程度，安全性差。

现有技术中典型的轮毂结构如文献CN102442197A所公开的，所述轮毂包括毂圈，所述的 毂圈连接一个端面，端面与空心输出轴连接，空心输出轴的轴孔中设有一根整体支轴，所述 的支轴上固定有电机，电机的电源线直接从电机壳伸出来，所述的电机裸露在毂圈的外面； 所述的电机上固定设有变速箱体，所述的变速箱体内转动设有空心输出轴和输入轴，所述的 输入轴与电机轴传动联接，所述的空心输出轴与毂圈传动联接；所述的空心输出轴上设有至 少两个从动齿轮，从动齿轮可在空心输出轴上转动，所述的输入轴上对应固定有与从动齿轮 啮合传动的主动齿轮，所述的输入轴和固定在该输入轴上的主动齿轮组成一个齿轮组；所述 的从动齿轮设有内齿，空心输出轴上设有棘爪活动槽，棘爪轴穿过设在棘爪活动槽中的棘爪， 棘爪可在棘爪活动槽中翘动，棘爪上设有作用在空心输出轴上使其一端翘起并卡在内齿上的 扭簧；所述的空心输出轴的轴孔内设有可顶起棘爪翘入端的滑动件，所述的滑动件上设有导 向孔，所述的支轴设在导向孔中；所述的支轴侧壁上设有导向槽，所述的导向槽中设有卡件， 卡件连接在滑动件上，卡件上连接有调节杆，调节杆设置在支轴的孔内。

这种结构的轮毂只能被动地由电机驱动旋转，没有保持平衡的能力，当车体有一定倾斜 角度时或将向某方向倾斜时，无法对该倾斜角度进行纠正，不能使车体恢复或者保持平衡。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种新型的内置控制力矩陀螺的轮毂，特别是直接应用 于交通车辆(包括机动车，摩托车或者电动自行车等)领域的一种轮毂。

本发明所述的内置控制力矩陀螺的轮毂包括：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。

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。

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。

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。