CN102501728A - 仿生学蜂窝轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种免充气仿生学蜂窝轮胎，包括实心外胎与蜂窝胎体，所述实心外胎由橡胶制作，通过过盈配合紧箍在蜂窝胎体外围，所述蜂窝胎体包括外圆环、内圆环、所述外圆环与内圆环之间的蜂窝柱状结构，所述蜂窝柱状结构的截面为六边形形状。本发明的仿生学蜂窝轮胎利用结构设计的优势在保持一定减震性能的同时最大化地提高车轮强度，同时具有免充气、易维护、环境适应能力强、自重较轻、不会爆胎等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种免充气仿生学蜂窝轮胎。
背景技术
目前，普通轮胎多采用双层式结构，即内胎镶嵌于外胎内，或者仅有外胎，这些普通轮胎需要充气，依靠大气压提供形状维持力，同样通过空气的可压缩性和可流动性提供弹性变形缓冲力，其中可流动性提供的缓冲力占85％，可压缩性提供的缓冲力占5％，橡胶外皮的弹性回复能力占10％。然而，充气轮胎存在如下主要问题：易损耗，即外层的纤维硫化橡胶层无论如何做，都是易损的，很容易漏气；维护难，即任何充气轮胎即便在最好的使用环境下也要定期测压补气；环境适应差，即空气的热胀冷缩现象很厉害，在不同环境下，充气轮胎的使用状态截然不同，对维护提出了更高要求。因此，为了克服这些问题，人们发明了低压轮胎，低压轮胎实际上就是把原有的真空胎内部做成若干个气室，虽然都通过一个充气阀充气，但损坏其中一个气室后，整体形状仍保持完好，同时由于分割筋板的支撑力，使得这类型轮胎充气压力要小于传统真空胎，即使被子弹击穿，也能维持一定的运动能力。但这种低压胎也存在造价较高、笨重、无法完全解决传统充气轮胎存在的问题等不足之处。
发明内容
针对目前普通轮胎存在的不足，本发明的目的是提供一种仿生学蜂窝轮胎，它具有免充气、易维护、环境适应能力强、自重较轻、不会爆胎等优点。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
仿生学蜂窝轮胎，包括实心外胎与蜂窝胎体，包括实心外胎与蜂窝胎体，所述实心外胎由橡胶制作，通过过盈配合紧箍在蜂窝胎体外围，所述蜂窝胎体包括外圆环、内圆环以及设于外圆环与内圆环之间的蜂窝柱状结构，所述蜂窝柱状结构的截面为六边形形状。
优选地，所述蜂窝胎体由高强度聚合物制作。
优选地，所述高强度聚合物为合成聚酯纤维、聚芳酰胺、高强度聚酰亚胺纤维、聚苯撑苯并二噁唑纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
优选地，所述蜂窝柱状结构的截面为正六边形形状。
优选地：所述实心外胎径向宽度为所述蜂窝胎体径向宽度的1/2。
本发明利用仿生学原理，将蜂窝的六边形结构互相支撑，依靠机械构造提供形状维持能力，依靠构型材料的弹性提供变形缓冲能力，达到降低震动、提高车轮强度的作用。利用结构设计的优势在保持一定减震性能的同时最大化地提高车轮强度。同时这样的结构可以避免轮胎爆胎，在噪音抑制和轮胎摩擦发热量上也比普通轮胎更为优越。在军事用途上，蜂窝状聚合物成型轮胎比普通充气轮胎在爆炸时更安全，即使中弹也不会爆胎，而且适合在沙漠之类的温差大的地区，车轮结构强度很高，可抗变形，不用充气，便于维护。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的外形结构示意图。
图中：1、实心外胎；2、蜂窝胎体；3、外圆环；
4、内圆环；5、蜂窝柱状结构；6、轮毂。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例，见图1所示：
本发明是一种仿生学蜂窝轮胎，包括实心外胎1与蜂窝胎体2，所述实心外胎1由普通硫化橡胶制作，通过过盈配合紧箍在蜂窝胎体2外围，所述蜂窝胎体2包括外圆环3、内圆环4以及设于外圆环3与内圆环4之间的若干蜂窝柱状结构5。
所述蜂窝胎体2由高强度聚合物制作而成，如合成聚酯纤维，当然本发明并不局限为合成聚酯纤维，其它有利于实现本发明发明目的材料均可，如聚芳酰胺、高强度聚酰亚胺纤维、聚苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维、超高分子量聚乙烯纤维等具有高抗拉伸强度、高抗压强度、高抗形变强度的聚合物制作。
本发明优选所述蜂窝柱状结构5的截面为正六边形形状，这种结构设置具有轻巧、稳定和坚固等特点，可以保证轮胎在使用过程中维持原有的形态，不会因外力作用使轮胎发生严重形变，影响正常使用，同时可以在满足同样力学要求的前提下，所需材料最节省，从而可以减少轮胎自身重量。蜂窝柱状结构5的正六边形结构由于各条边长相等，各六边形交点处三条边的夹角都相同，这样的结构使得各条边及交点受力更加均匀，结构更为稳固，从而具有更好的抗拉强度、抗压强度与抗形变强度。
所述实心外胎1径向宽度为所述蜂窝胎体2径向宽度1/2。根据轮胎的使用车型、轮胎大小、轮胎自身重量等实际需求，在能够保证使用安全的情况下，所述实心外胎1径向宽度与所述蜂窝胎体2径向宽度可以进行灵活设计。所述实心外胎1直接与路面接触，承担着与地面摩擦并兼有减震作用，因此必需具有一定的径向宽度(即厚度)，但这种轮胎用硫化橡胶比重较大，径向宽度太大不但会增加自重，还会增加行车过程中与所述蜂窝胎体2不能同步转动，即打滑的可能性。综合考虑轮胎的使用安全与自身重量等其它因素，所述实心外胎1径向宽度为所述蜂窝胎体2径向宽度的1/2较为适宜。
所述蜂窝轮胎通过过盈配合紧箍在轮毂6外面，所述蜂窝胎体2的内圆环4的内侧面而与所述轮毂6的轮辋外侧面贴合，通过两个接触面之间的摩擦力维持运行过程中轮胎与轮毂始终保持紧密接触，不会发生打滑现象。
以上所述仅是发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (5)
1.一种仿生学蜂窝轮胎，其特征在于：包括实心外胎(1)与蜂窝胎体(2)，所述实心外胎(1)由橡胶制作，通过过盈配合紧箍在蜂窝胎体(2)外围，所述蜂窝胎体(2)包括外圆环(3)、内圆环(4)以及设于外圆环(3)与内圆环(4)之间的若干蜂窝柱状结构(5)。
2.根据权利要求1所述的仿生学蜂窝轮胎，其特征在于：所述蜂窝胎体(2)由高强度聚合物制作。
3.根据权利要求2所述的仿生学蜂窝轮胎，其特征在于：所述高强度聚合物为合成聚酯纤维、聚芳酰胺、高强度聚酰亚胺纤维、聚苯撑苯并二噁唑纤维或超高分子量聚乙烯纤维。
4.根据权利要求1所述的仿生学蜂窝轮胎，其特征在于：所述蜂窝柱状结构(5)的截面为正六边形形状。
5.根据权利要求1所述的仿生学蜂窝轮胎，其特征在于：所述实心外胎(1)径向宽度为所述蜂窝胎体(2)径向宽度的1/2。
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