CN109334341A - 一种球形轮胎及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形轮胎，包括导磁体、陀螺仪和外胎，所述导磁体包括第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈，所述第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈分别相互垂直相交固定连接，并且第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈形成一个镂空的球形，所述导磁体内活动连接有陀螺仪，所述陀螺仪包括外环、中环、内环、转销、磁铁块和轴杆，所述外环的上下两端分别通过转销旋转连接在导磁体的内壁上下两端，所述外环内壁的左右两侧分别通过转销旋转连接中环，所述中环的内壁前后两侧分别通过转销旋转连接内环；本发明还公开了一种球形轮胎驱动装置；本发明结构科学合理，使用操控性能好，制作成本低，适合推广使用。

Description

一种球形轮胎及其驱动装置

技术领域

本发明涉及球形轮胎及其驱动装置，具体是涉及一种球形轮胎及其驱动装置。

背景技术

汽车是通过动力系统带动轮胎运动，在通过轮胎带动整个车身运动，现有的汽车动力系统有燃油动力和电动力，燃油动力消耗不可再生能源过多，而且也非常污染环境，因此电动力深受人们的推崇，电动力属于可再生的新能源，而且不污染环境，现有的电动车的轮胎运行结构基本都是延续现有燃油汽车的运行结构，也就是通过动力带动轴转动，在通过轴带动轮胎运动，这样无形中会多消耗电能，减少电能的利用率，对电能造成一定的浪费，电动汽车的主要性能是通过充满一次电的行程距离来判定的，电动汽车的价值也是通过充满一次电的行程距离来确定的，因此，电动汽车减少电能的浪费，增加充满一次电后的行程，同时操控性能好，是人们一直在追求的目标，为此，我们提出一种球形轮胎及其驱动装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种球形轮胎及其驱动装置，解决了现有电动汽车轮胎的运行结构对电能消耗大，浪费多，操控性能不好的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种球形轮胎，包括导磁体、陀螺仪和外胎，其特征在于：所述导磁体包括第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈，所述第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈分别相互垂直相交固定连接，并且第一导磁圈、第二导磁圈和第三导磁圈形成一个镂空的球形，所述导磁体内活动连接有陀螺仪，所述陀螺仪包括外环、中环、内环、转销、磁铁块和轴杆，所述外环的上下两端分别通过转销旋转连接在导磁体的内壁上下两端，所述外环内壁的左右两侧分别通过转销旋转连接中环，所述中环的内壁前后两侧分别通过转销旋转连接内环，所述内环的中心通过轴杆旋转连接有磁铁块，所述导磁体的外圈上固定连接有一层外胎。

一种球形轮胎驱动装置，包括驱动装置总成，所述驱动装置总成包括球形座和线圈层，所述球形座呈圆球形，所述球形座内部设有空腔，所述空腔底端设有通口，所述空腔内壁上固定连接有线圈层，所述线圈层包括第一动力线圈、第二动力线圈、第一辅助线圈、第二辅助线圈、第三辅助线圈和第四辅助线圈，所述第一动力线圈、第二动力线圈、第一辅助线圈、第二辅助线圈、第三辅助线圈和第四辅助线圈分别固定连接在空腔内壁上，所述第二动力线圈分布在第一动力线圈的两侧，所述第一动力线圈和第二动力线圈呈十字形固定连接在空腔内壁上，所述第一辅助线圈、第二辅助线圈、第三辅助线圈和第四辅助线圈分别分布在第一动力线圈和第二动力线圈之间的空腔内壁上。

在上述方案基础上，所述导磁体为导磁材料制成。

在上述方案基础上，所述磁铁块为永磁铁制成，并且磁铁块为圆柱体形状。

在上述方案基础上，所述外胎密封包裹在导磁体外圈上。

在上述方案基础上，所述球形轮胎活动设置在线圈层内，并且球形轮胎外胎的外形尺寸小于线圈层的内圈尺寸，所述外胎露出球形座底端的通口。

在上述方案基础上，所述第一动力线圈与第一导磁圈相对应，所述第二动力线圈与第二导磁圈相对应。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：一种球形轮胎及其驱动装置，将轮胎设置为球形，并且将陀螺仪设置在球形轮胎内，能够通过电能和线圈直接控制轮胎运行，控制性能好，运行机械结构少，大大减少了电能的损耗和浪费，能够有效的增加电动汽车充满一次电后的行程，提高了电动汽车的性能和价值，本发明结构科学合理，使用操控性能好，制作成本低，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明一种球形轮胎结构示意图；

图2为本发明一种球形轮胎的导磁体结构示意图；

图3为本发明一种球形轮胎的陀螺仪结构示意图；

图4为本发明一种球形轮胎的驱动装置结构示意图；

图5为本发明一种球形轮胎的驱动装置从球形座底端通口处仰视内壁线圈层的分布结构示意图；

图6为本发明一种球形轮胎及其驱动装置的组合状态图。

图中标号为：1-导磁体、101-第一导磁圈、102-第二导磁圈、103-第三导磁圈、2-陀螺仪、201-外环、202-中环、203-内环、204-转销、205-磁铁块、206-轴杆、3-外胎、4-驱动装置总成、401-球形座、402-线圈层、403-第一动力线圈、404-第二动力线圈、405-第一辅助线圈、406-第二辅助线圈、407-第三辅助线圈、408-第四辅助线圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“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，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。

参照图1至图6可知:一种球形轮胎，包括导磁体1、陀螺仪2和外胎3，所述导磁体1包括第一导磁圈101、第二导磁圈102和第三导磁圈103，所述第一导磁圈101、第二导磁圈102和第三导磁圈103分别相互垂直相交固定连接，并且第一导磁圈101、第二导磁圈102和第三导磁圈103形成一个镂空的球形，所述导磁体1内活动连接有陀螺仪2，所述陀螺仪2包括外环201、中环202、内环203、转销204、磁铁块205和轴杆206，所述外环201的上下两端分别通过转销204旋转连接在导磁体1的内壁上下两端，所述外环201内壁的左右两侧分别通过转销204旋转连接中环202，所述中环202的内壁前后两侧分别通过转销204旋转连接内环203，所述内环203的中心通过轴杆206旋转连接有磁铁块205，所述导磁体1的外圈上固定连接有一层外胎3。

一种球形轮胎驱动装置，包括驱动装置总成4，所述驱动装置总成4包括球形座401和线圈层402，所述球形座401呈圆球形，所述球形座401内部设有空腔，所述空腔底端设有通口，所述空腔内壁上固定连接有线圈层402，所述线圈层402包括第一动力线圈403、第二动力线圈404、第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408，所述第一动力线圈403、第二动力线圈404、第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408分别固定连接在空腔内壁上，所述第二动力线圈404分布在第一动力线圈403的两侧，所述第一动力线圈403和第二动力线圈404呈十字形固定连接在空腔内壁上，所述第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408分别分布在第一动力线圈403和第二动力线圈404之间的空腔内壁上。

所述导磁体1为导磁材料制成，便于使用，能够成为动子；所述磁铁块205为永磁铁制成，并且磁铁块205为圆柱体形状，便于使用，在结构中为定子；所述外胎3密封包裹在导磁体1外圈上，便于球形轮胎能够很好的行走；所述球形轮胎活动设置在线圈层402内，并且球形轮胎外胎3的外形尺寸小于线圈层402的内圈尺寸，所述外胎3露出球形座401底端的通口，线圈层402通电后能够驱动外胎3行走；所述第一动力线圈403与第一导磁圈101相对应，所述第二动力线圈404与第二导磁圈102相对应，第一动力线圈403和第二动力线圈404能够驱动导磁体1旋转。

本发明的原理及优点：一种球形轮胎及其驱动装置，球形轮胎活动设置在驱动装置总成4的球形座401内，利用直线电机（也称线性电机）原理，导磁体1是磁性动子，那么第一动力线圈403和其两侧的两个第二动力线圈404就是两条九十度相交的定子，也就是电机的动子与定子，第一动力线圈403和其两侧的两个第二动力线圈404为球形座401内壁上固定的两个圆弧形十字交叉，与球形座401的空心半圆相吻合，假设第一动力线圈403的左侧方向为车的正前方，那么第一动力线圈403和第二动力线圈404中间的交界处归第一动力线圈403，所以第二动力线圈404被分为去除交界的两小段，因为定子为一个个线圈，通电产生磁力使动子运动，所以不会真的相交，因为第一动力线圈403的左侧为前方，车辆向前后的驱动力要大一些，所以定子长一些，第二动力线圈404为左右方向，转弯和左右移动的速度或力小于向前，所以把交界处归第一动力线圈403，第一动力线圈403为一体，第二动力线圈404为两段，以保证车子前后的动力；

驱动装置总成4的动力就是第一动力线圈403和第二动力线圈404排列的一个个线圈，通电产生电磁场，使动子导磁体1运动，第一动力线圈403正向通电，可使球形轮胎向前运动，反向通电使球形轮胎向后运动，同理，第二动力线圈404正反通电可使球形轮胎左右运动；第一动力线圈403和第二动力线圈404的每一个小线圈也有一定的弧度，使之和动子磁导体1吻合，也和球形座401内壁吻合；

第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408都为线圈，通电产生磁场，利用同极相斥的原理使汽车悬浮在球形轮胎上；在球形轮胎里加装一个霍尔侦测器，可侦测轮胎里磁铁块205磁场的变化，产生变化时，第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408便会产生补偿电流，保持磁铁块205在平衡位置，使汽车在颠簸路段或其他特殊情况下，保持很好的悬浮（大多数悬浮地球仪等悬浮产品的原理）；第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408为四个小于四分之一球表面的圆弧形状，每一个可以排列多个线圈或者一个大线圈，保证悬浮的磁力，也可以加装永磁铁，配合线圈一起悬浮；

将电动汽车四个轮胎处的结构换成球形轮胎和驱动装置的组合体，第一辅助线圈405、第二辅助线圈406、第三辅助线圈407和第四辅助线圈408位置缓慢通电，使汽车悬浮，如果汽车停入车库，慢慢降低电流，使汽车落下、固定，由于加入了陀螺仪2，球形轮胎既能够前后左右360度旋转，也可以正常悬浮，在本实施例中，陀螺仪2为三轴陀螺仪，还可以设置为三轴以上的陀螺仪2；

由于驱动装置总成4的球形座401大于半球，第一动力线圈403和第二动力线圈404长度也大于第一导磁圈101、第二导磁圈102和第三导磁圈103的一半，悬浮起来之后，第一动力线圈403和第二动力线圈404上的线圈通入少量电流，产生磁力，由于驱动装置总成4上的定子（第一动力线圈403和第二动力线圈404），两条交叉像一个十字，而动子上有六个十字（第一导磁圈101、第二导磁圈102和第三导磁圈103分别相互垂直相交固定连接），刚开始可能有一些偏离，但是产生磁力后，对动子（也就是导磁体1）有一定吸附，形成修正，使定子的十字形与动子的十字形形成吻合，第一动力线圈403通入电流，使车轮前进，第二动力线圈404通入少量电流作为修正力，防止球形轮胎左右转动，前面说了，反向电流可以后转，也就是倒车，这时候说的第二动力线圈404的少量电流是两段相反的电流，因为第二动力线圈404为两段，两个相反电流，就产生两个相反的力，维持车轮不左右转动，如果转弯或者左右移动，第二动力线圈404通入同向电流，向左或向右，如果单纯的左右移动，可以让第一动力线圈403维持前后不动，只左右移动，比如侧方停车，如果转弯或同时前进和左右移动时，就需要第一动力线圈403和第二动力线圈404同时驱动导磁体1（动子），但是这样会使十字形动子和十字形定子产生一定偏离，这也是把定子和动子做的宽一点的原因，但是这样还是会使两个十字的吻合面积减少，和正常车一样，转弯、尤其急转弯的时候会有一定动力损失，但是回到直线行驶的时候，又会有一定的修正力，使两个十字吻合，由于驱动装置总成4的球形座401是大于球形轮胎半圆的大半球体，也就是球形座401底端的通口直径小于外胎3的外径尺寸，所以就算汽车腾空，球形轮胎也不会掉下来，如果车辆腾空，轮胎向下坠，磁铁块205的斥力随着距离变远减小，加上动子和定子相互吸引，所以不会掉下来，就算断电，也不会，因为球形座401底端的通口直径小于外胎3的外径尺寸；

不管导磁体1前后左右怎样旋转，导磁体1上的六个十字形，总会有靠近驱动装置总成4的线圈层402的，产生修正力，驱动力（应该能理解到，就是球的每个面都是一样的，就算加上动子，也有六个面是相同的，转到哪个面都可以驱动），刹车的话，第一步是断电利用车辆质量减速，急减速是产生相反的电磁力，如向前行驶想刹车，就反向驱动，磁悬浮具有很好的减震效果，此新型轮胎和驱动装置可以实现前后左右360度旋转，可以四轮同时转向，使转弯半径更小，可以横向移动入库，使汽车更加方便驾驶，同时节省电能，本发明结构科学合理，操作使用性能好，制作成本低，适合推广使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种球形轮胎，包括导磁体（1）、陀螺仪（2）和外胎（3），其特征在于：所述导磁体（1）包括第一导磁圈（101）、第二导磁圈（102）和第三导磁圈（103），所述第一导磁圈（101）、第二导磁圈（102）和第三导磁圈（103）分别相互垂直相交固定连接，并且第一导磁圈（101）、第二导磁圈（102）和第三导磁圈（103）形成一个镂空的球形，所述导磁体（1）内活动连接有陀螺仪（2），所述陀螺仪（2）包括外环（201）、中环（202）、内环（203）、转销（204）、磁铁块（205）和轴杆（206），所述外环（201）的上下两端分别通过转销（204）旋转连接在导磁体（1）的内壁上下两端，所述外环（201）内壁的左右两侧分别通过转销（204）旋转连接中环（202），所述中环（202）的内壁前后两侧分别通过转销（204）旋转连接内环（203），所述内环（203）的中心通过轴杆（206）旋转连接有磁铁块（205），所述导磁体（1）的外圈上固定连接有一层外胎（3）。

2.一种球形轮胎驱动装置，包括驱动装置总成（4），其特征在于，所述驱动装置总成（4）包括球形座（401）和线圈层（402），所述球形座（401）呈圆球形，所述球形座（401）内部设有空腔，所述空腔底端设有通口，所述空腔内壁上固定连接有线圈层（402），所述线圈层（402）包括第一动力线圈（403）、第二动力线圈（404）、第一辅助线圈（405）、第二辅助线圈（406）、第三辅助线圈（407）和第四辅助线圈（408），所述第一动力线圈（403）、第二动力线圈（404）、第一辅助线圈（405）、第二辅助线圈（406）、第三辅助线圈（407）和第四辅助线圈（408）分别固定连接在空腔内壁上，所述第二动力线圈（404）分布在第一动力线圈（403）的两侧，所述第一动力线圈（403）和第二动力线圈（404）呈十字形固定连接在空腔内壁上，所述第一辅助线圈（405）、第二辅助线圈（406）、第三辅助线圈（407）和第四辅助线圈（408）分别分布在第一动力线圈（403）和第二动力线圈（404）之间的空腔内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种球形轮胎，其特征在于，所述导磁体（1）为导磁材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种球形轮胎，其特征在于，所述磁铁块（205）为永磁铁制成，并且磁铁块（205）为圆柱体形状。

5.根据权利要求1所述的一种球形轮胎，其特征在于，所述外胎（3）密封包裹在导磁体（1）外圈上。

6.根据权利要求1和2所述的一种球形轮胎及其驱动装置，其特征在于，所述球形轮胎活动设置在线圈层（402）内，并且球形轮胎外胎（3）的外形尺寸小于线圈层（402）的内圈尺寸，所述外胎（3）露出球形座（401）底端的通口。

7.根据权利要求6所述的一种球形轮胎及其驱动装置，其特征在于，所述第一动力线圈（403）与第一导磁圈（101）相对应，所述第二动力线圈（404）与第二导磁圈（102）相对应。