[發明專利]一種電磁式分時輪槳總成系統及其操作方法

在審

• 申請號: 202010144576.0
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111216492A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 尹家祺;王鴻迅;原煜巍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: B60B19/02
• 分類號: B60B19/02;B60K7/00;B60F5/02;B64C27/32;B64D27/24
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 韓晶

本發明公開了一種電磁式分時輪槳總成系統及其操作方法，該系統包括輪胎和渦輪，所述輪胎和渦輪之間通過同軸安裝，可各自獨立旋轉；在輪胎內緣固定有永磁體組，在渦輪外緣則固定有線圈組，裝置通過懸臂鉸接在車體上，可通過卡鉗進行輪胎與渦輪的鎖緊。本發明還公開了一種電磁式分時輪槳總成系統的操作方法。本發明解決了現有的陸空兩用載具其車輪和槳葉驅動轉換結構較為復雜，導致結構重量大，進而造成飛行時的自重過多，有效載荷低，續航時間短以及陸地行駛性能不理想等問題。本發明具有結構簡單、重量輕、性能高等特點，適合推廣應用。

技術領域

本發明屬于車輛設備技術領域，涉及一種電磁式分時輪槳總成系統及其操作方法。

背景技術

多旋翼垂直起降陸空兩用載具具有體積小、使用靈活、容易操控等優點。由于多旋翼垂直起降陸空兩用載具需要兼顧空中與陸地使用，因此要在兩種性能之間做到一個較為均衡的取舍。

現有的陸空兩用載具其車輪和槳葉驅動轉換結構較為復雜，導致結構重量大，進而造成飛行時的自重過多，有效載荷低，續航時間短以及陸地行駛性能不理想等。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，以解決現有的陸空兩用載具其車輪和槳葉驅動轉換結構較為復雜，導致結構重量大，進而造成飛行時的自重過多，有效載荷低，續航時間短以及陸地行駛性能不理想等問題，提供一種電磁式分時輪槳總成系統及其操作方法。

其技術方案如下：

一種電磁式分時輪槳總成系統，包括輪胎和渦輪，所述輪胎和渦輪之間通過同軸安裝，可各自獨立旋轉。在輪胎內緣固定有永磁體組，在渦輪外緣則固定有線圈組，裝置通過懸臂鉸接在車體上，可通過卡鉗進行輪胎與渦輪的鎖緊。

進一步，所述輪胎部分包括：輪圈、固定式輪轂、滾珠、永磁體，輪圈通過滾珠旋轉地安裝在固定式輪轂上，永磁體安裝在輪圈內緣，永磁體為多個且為偶數個，沿周向間隔布置，每相鄰的兩個磁體同極相對，S極對S極，N極對N極。

進一步，所述渦輪部分包括：上安裝有線圈，所述線圈為多個且為偶數個，沿周向間隔布置。

進一步，在渦輪轉軸內側有兩條環狀電軌，通過葉片內的導線分別連接線圈的兩端。主軸內部有兩個電刷，分別與兩條電軌接觸，電刷的另一端連接電源，從而保證電軌在隨渦輪旋轉時也能通過電刷為線圈提供穩定的電流輸入。

本發明可以大致理解為一個大型的電機，輪胎部分與渦輪部分可以互為電機的定子與轉子，通過卡鉗進行切換，當輪胎被鎖定時，輪胎為定子，渦輪為轉子，此時系統為空中模式；當渦輪被鎖定時，輪胎為轉子，渦輪為定子，此時系統為地面模式。

本發明所述電磁式分時輪槳總成系統的操作方法，包括以下步驟：1.在陸地模式時，操控懸架向下收攏，裝置處于豎直狀態，此時載具等同于四輪四馬達驅動的汽車；2.在空中模式式，操控懸架向上打開，裝置處于水平狀態，此時載具等同于普通四旋翼飛行器。

當線圈組通電時，產生電磁場，與永磁體相互作用，從而帶動輪圈與渦輪進行相對運動；

當渦輪被鎖緊時，磁場力帶動輪胎運轉，此時裝置為車輪模式；當輪圈被鎖緊時，磁場力帶動渦輪運轉，此時裝置為槳葉模式。裝置通過懸臂鉸接在車體上，當懸架向上打開時，裝置處于水平狀態，此時為空中模式，由渦輪葉片為載具提供飛行所需的升力；當懸架向下收攏時，裝置處于豎直狀態，此時為陸地模式，由輪圈為載具提供行駛所需的動力；

當單個線圈處于兩個磁體之間時，單個線圈通電產生磁場，一側的磁體與線圈的電磁場極性相異，產生吸引力；另一側磁體與線圈的電磁場極性相同，產生斥力，兩個力的合力帶動渦輪與輪圈進行相對運動。當線圈移動到下一組磁體之間時，兩側磁體的極性發生改變，因此此時通過線圈的電流將改變方向，使電磁場的極性也發生改變，從而保持合力方向始終保持一致，以此往復，從而實現裝置連續運轉。

本發明的有益效果：