CN111055622B - 一种可回收能量的非充气安全车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可回收能量的非充气安全车轮，包含内钢圈、空气室、发电机、涡轮、减震模块、辅助发电模块和外钢圈；发电机和空气室固连，涡轮安装在发电机的转轴上；减震模块包含N个减震单元，辅助发电模块包含N个辅助发电单元；内钢圈设置在外钢圈中；N个减震单元、N个辅助发电单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀交替设置。外钢圈上设有和各个辅助发电单元活塞杆一一对应的通孔，辅助发电单元的活塞杆通过外钢圈上其对应的通孔伸出，车轮转动时压迫活塞杆、使得活塞筒内的气体被压缩后形成流体进入空气室推动涡轮转动发电。本发明结构简单、弹性好、安全性高、能抵御尖锐物穿刺、使用寿命长等优点。

Description

一种可回收能量的非充气安全车轮
技术领域
本发明涉及汽车轮胎技术领域，尤其涉及一种可回收能量的非充气安全车轮。
背景技术
汽车轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同缓和汽车行驶过程中受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性，同时使车轮和路面有良好的附着性，承受着汽车的重量，轮胎所起的作用越来越受到人们的重视。
目前现有车轮大部分是充气橡胶车轮，受环境影响较大，且存在扎胎漏气、爆胎等危险情况的发生，可靠性较差，严重时甚至危及乘员人身安全。针对这种情况，市场上出现了实心轮胎，实心轮胎技术虽然解决了扎胎等情况，但是却存在减震不佳的问题。另外，有技术人员提出用液压元件的弹性车轮技术，但存在成本高、结构复杂、受力集中、平顺性差、可靠性不易保证等缺点。
由于没有传统轮胎的充气需求，同时也没有传统轮胎的轮辋，所以非充气式轮胎相比于普通轮胎而言具有维护简单、无爆胎风险、耐用性好的优点。而非充气车轮在纵向受到冲击载荷时，其内部的支撑结构能够拥有相比于普通的充气轮胎要大得多的型变量，由此减轻了不平路面通过轮胎传递到悬架和车身的路面冲击，提高车辆的舒适性表现。虽然有技术人员提出了一些弹性车轮的构想，如CN201611116890.8解决了橡胶轮胎扎胎爆胎问题，但是这种车轮结构较为复杂，对制造工艺、方法要求较高。另外也有专利如CN201310236856.4提出用液压元件作为弹性轮辐，但存在受力集中、平顺性差、最高车速低等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种可回收能量的非充气安全车轮。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种可回收能量的非充气安全车轮，包含内钢圈、空气室、发电机、涡轮、减震模块、辅助发电模块和外钢圈；
所述空气室为封闭的空心圆柱体，其外壁和所述内钢圈的内壁固连；
所述发电机、涡轮均设置在所述空气室内，其中，发电机和所述空气室固连，涡轮安装在发电机的转轴上；
所述减震模块包含N个减震单元，N为大于等于2的自然数；
所述内钢圈设置在外钢圈中；所述N个减震单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置；
所述减震单元包含第一圆环和第二圆环，第一圆环上设有第一至第四铆接点，第二圆环上设有第五铆接点和第六铆接点，第一圆环的第二铆接点、第四铆接点分别和第二圆环的第五铆接点、第六铆接点对应固连，第一圆环的第一铆接点、第三铆接点分别和内钢圈的外壁、外钢圈的内壁固连；所述第一圆环用于变形缓冲进行减震，所述第二圆环用于防止第一圆环过度变形；令第一铆接点、第三铆接点所在直线为直线A，第二铆接点、第四铆接点所在直线为直线B，第五铆接点、第六铆接点所在直线为直线C，第一圆环、第二圆环均未变形时，直线A、直线B均经过第一圆环的圆心且直线A垂直于直线B，直线C经过第二圆环的圆心且直线C垂直于直线A，第二圆环所在平面垂直于第一圆环所在平面；
所述辅助发电模块包含N个辅助发电单元；
所述N个辅助发电单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置，且N个辅助发电单元和N个减震单元依次交替；
所述辅助发电单元包含活塞、活塞筒、复位弹簧和连接杆；所述活塞包含相互连接的活塞头和活塞杆，活塞筒密闭，活塞和活塞筒配合；所述复位弹簧设置在活塞筒内，一端和活塞筒的底部固连、另一端和所述活塞固连；所述连接杆一端和所述内钢圈的外壁固连、另一端和所述活塞筒的底部固连；所述活塞筒的底部、连接杆、内钢圈、空气室的侧壁上对应设有通道，使得活塞筒和空气室内的腔体相联通；
所述外钢圈上设有和各个辅助发电单元活塞杆一一对应的通孔，辅助发电单元的活塞杆通过外钢圈上其对应的通孔伸出，车轮转动时压迫活塞杆、使得活塞筒内的气体被压缩后形成流体进入空气室推动涡轮转动发电；
所述外钢圈的外壁上设有橡胶层，形成胎面。
作为本发明一种可回收能量的非充气安全车轮进一步的优化方案，所述第一圆环、第二圆环均采用65Mn、60Si2MnA、55Si2Mn中的任意一种材料制成。
作为本发明一种可回收能量的非充气安全车轮进一步的优化方案，所述外钢圈外壁上的橡胶层采用硫化橡胶制成，且橡胶层的外壁上均匀设有凸起或花纹，以增加摩擦力。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明受到外力时，第一圆环易于弹性变形，为车轮提供柔软性以确保良好的乘坐舒适性，同时第二圆环抑制第一圆环的过度变形，提高耐用性，结构简单、成本低廉，此外，本发明能够回收能量，安全性高，能抵御尖锐物穿刺，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为辅助发电单元部分剖面图。
图1中，1-外钢圈，2-辅助发电单元，3-活塞杆，4-橡胶层，5-减震单元，6-连接杆，7-涡轮，8-复位弹簧，9-活塞杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种可回收能量的非充气安全车轮，包含内钢圈、空气室、发电机、涡轮、减震模块、辅助发电模块和外钢圈；
所述空气室为封闭的空心圆柱体，其外壁和所述内钢圈的内壁固连；
所述发电机、涡轮均设置在所述空气室内，其中，发电机和所述空气室固连，涡轮安装在发电机的转轴上；
所述减震模块包含N个减震单元，N为大于等于2的自然数；
所述内钢圈设置在外钢圈中；所述N个减震单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置；
所述减震单元包含第一圆环和第二圆环，第一圆环上设有第一至第四铆接点，第二圆环上设有第五铆接点和第六铆接点，第一圆环的第二铆接点、第四铆接点分别和第二圆环的第五铆接点、第六铆接点对应固连，第一圆环的第一铆接点、第三铆接点分别和内钢圈的外壁、外钢圈的内壁固连；所述第一圆环用于变形缓冲进行减震，所述第二圆环用于防止第一圆环过度变形；令第一铆接点、第三铆接点所在直线为直线A，第二铆接点、第四铆接点所在直线为直线B，第五铆接点、第六铆接点所在直线为直线C，第一圆环、第二圆环均未变形时，直线A、直线B均经过第一圆环的圆心且直线A垂直于直线B，直线C经过第二圆环的圆心且直线C垂直于直线A，第二圆环所在平面垂直于第一圆环所在平面；
所述辅助发电模块包含N个辅助发电单元；
所述N个辅助发电单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置，且N个辅助发电单元和N个减震单元依次交替。
如图2所示，所述辅助发电单元包含活塞、活塞筒、复位弹簧和连接杆；所述活塞包含相互连接的活塞头和活塞杆，活塞筒密闭，活塞和活塞筒配合；所述复位弹簧设置在活塞筒内，一端和活塞筒的底部固连、另一端和所述活塞固连；所述连接杆一端和所述内钢圈的外壁固连、另一端和所述活塞筒的底部固连；所述活塞筒的底部、连接杆、内钢圈、空气室的侧壁上对应设有通道，使得活塞筒和空气室内的腔体相联通；
所述外钢圈上设有和各个辅助发电单元活塞杆一一对应的通孔，辅助发电单元的活塞杆通过外钢圈上其对应的通孔伸出，车轮转动时压迫活塞杆、使得活塞筒内的气体被压缩后形成流体进入空气室推动涡轮转动发电；
所述外钢圈的外壁上设有橡胶层，形成胎面。
所述第一圆环、第二圆环均采用65Mn、60Si2MnA、55Si2Mn中的任意一种材料制成。
所述外钢圈外壁上的橡胶层采用硫化橡胶制成，且橡胶层的外壁上均匀设有凸起或花纹，以增加摩擦力。
车轮在滚动过程中，某一辅助发电单元活塞杆受到挤压，产生位移推动活塞头压缩活塞筒内的空气，由于压强原因，空气流入空气室内的腔体中，推动涡轮旋转，将动能转换为电能，产生电力供汽车使用。
当车轮滚动至下一辅助发电单元时，上一辅助发电单元活塞杆收到复位弹簧作用凸起复位，当前辅助发电单元继续推动涡轮继续旋转产生电能。
本发明将多个辅助发电单元填充在内钢圈和外钢圈之间,使汽车在行进过程中车轮运动到不同位置均能产生电能。随着车轮的转动，不同位置的辅助发电单元依次做功，实现不间断发电，车轮转速越快，涡轮转速越高，发电机输出功率越大。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可回收能量的非充气安全车轮，其特征在于，包含内钢圈、空气室、发电机、涡轮、减震模块、辅助发电模块和外钢圈；
所述空气室为封闭的空心圆柱体，其外壁和所述内钢圈的内壁固连；
所述发电机、涡轮均设置在所述空气室内，其中，发电机和所述空气室固连，涡轮安装在发电机的转轴上；
所述减震模块包含N个减震单元，N为大于等于2的自然数；
所述内钢圈设置在外钢圈中；所述N个减震单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置；
所述减震单元包含第一圆环和第二圆环，第一圆环上设有第一至第四铆接点，第二圆环上设有第五铆接点和第六铆接点，第一圆环的第二铆接点、第四铆接点分别和第二圆环的第五铆接点、第六铆接点对应固连，第一圆环的第一铆接点、第三铆接点分别和内钢圈的外壁、外钢圈的内壁固连；所述第一圆环用于变形缓冲进行减震，所述第二圆环用于防止第一圆环过度变形；令第一铆接点、第三铆接点所在直线为直线A，第二铆接点、第四铆接点所在直线为直线B，第五铆接点、第六铆接点所在直线为直线C，第一圆环、第二圆环均未变形时，直线A、直线B均经过第一圆环的圆心且直线A垂直于直线B，直线C经过第二圆环的圆心且直线C垂直于直线A，第二圆环所在平面垂直于第一圆环所在平面；
所述辅助发电模块包含N个辅助发电单元；
所述N个辅助发电单元在内钢圈和外钢圈之间周向均匀设置，且N个辅助发电单元和N个减震单元依次交替；
所述辅助发电单元包含活塞、活塞筒、复位弹簧和连接杆；所述活塞包含相互连接的活塞头和活塞杆，活塞筒密闭，活塞和活塞筒配合；所述复位弹簧设置在活塞筒内，一端和活塞筒的底部固连、另一端和所述活塞固连；所述连接杆一端和所述内钢圈的外壁固连、另一端和所述活塞筒的底部固连；所述活塞筒的底部、连接杆、内钢圈、空气室的侧壁上对应设有通道，使得活塞筒和空气室内的腔体相联通；
所述外钢圈上设有和各个辅助发电单元活塞杆一一对应的通孔，辅助发电单元的活塞杆通过外钢圈上其对应的通孔伸出，车轮转动时压迫活塞杆、使得活塞筒内的气体被压缩后形成流体进入空气室推动涡轮转动发电；
所述外钢圈的外壁上设有橡胶层，形成胎面。
2.根据权利要求1所述的可回收能量的非充气安全车轮，其特征在于，所述第一圆环、第二圆环均采用65Mn、60Si2MnA、55Si2Mn中的任意一种材料制成。
3.根据权利要求1所述的可回收能量的非充气安全车轮，其特征在于，所述外钢圈外壁上的橡胶层采用硫化橡胶制成，且橡胶层的外壁上均匀设有凸起或花纹，以增加摩擦力。
4.根据权利要求1所述的可回收能量的非充气安全车轮，其特征在于，N的值为6。
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