CN111216491B - 一种轮径可调节的车轮结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮径可调节的车轮结构及车辆，包括同轴设置的两个内轮，所述内轮中设有轴孔，轴孔与内轮同轴设置，所述两个内轮之间安装有多对支撑件，每对支撑件包括一端相互铰接的两个支撑片，两个支撑片相互铰接的一端远离内轮设置，另一端分别与相邻的内轮铰接；所述支撑件沿内轮的外圆周方向依次布置，以使得多对支撑件围合形成外轮；两个内轮之间设有直线伸缩机构，所述直线伸缩机构能够调节两个内轮之间的间距，以使得每对支撑件中两个支撑片沿相互铰接点发生转动，并改变铰接点距离内轮轴线的距离。

Description

一种轮径可调节的车轮结构及车辆

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种轮径可调节的车轮结构及车辆。

背景技术

车轮是安装在车轮轴上用以承受负荷的旋转组件，普通的车轮通常由轮辋（轮圈）、轮辐和轮胎几部分组成。发明人认为，这种普通车轮的刚度和形状一般是固定且不可调整的，适合在单一路面上行驶；并且这种普通车轮一般采用充气式轮胎，在汽车行驶过程会出现漏气和爆胎的危险情况。

而随着需求的增加，市场上出现了许多需要在复杂多变的地形条件中工作的特种车辆，上述特种车辆要求车轮必须能够适用多种路况且具有安全可靠的特点，此时普通充气式车轮已经无法满足其工作要求，具体的讲，现有普通车轮具有下述缺点：

车轮的轮径和刚度不能调节，以适应不同的工况；车轮的充气式轮胎容易在漏气后影响车辆的正常驾驶。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种轮径可调节的车轮结构，能够根据需要改变车轮的轮径以及刚度，以适应不同工况的需求，能够避免轮胎漏气对车辆行驶的影响。

本发明的第二目的是提供一种车辆，基于上述的一种轮径可调节的车轮结构，保证车辆在不同工况下的行走功能不受影响。

为实现上述第一目的，本发明第一方面提供一种轮径可调节的车轮结构，包括同轴设置的两个内轮，所述内轮中设有轴孔，轴孔与内轮同轴设置，所述两个内轮之间安装有多对支撑件，每对支撑件包括一端相互铰接的两个支撑片，两个支撑片相互铰接的一端远离内轮设置，另一端分别与相邻的内轮铰接。

所述支撑件沿内轮的外圆周方向依次布置，以使得多对支撑件围合形成外轮；所述外轮由多对支撑件组合形成，两个内轮之间设有直线伸缩机构，所述直线伸缩机构能够调节两个内轮之间的间距，以使得每对支撑件中两个支撑片沿相互铰接点发生转动，并改变铰接点距离内轮轴线的距离。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述外轮的外部套设有柔性外胎，所述柔性外胎能够随外轮发生同步形变。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述直线伸缩机构包括多个液压缸组件，所述液压缸组件中活塞杆的轴线方向与内轮的轴线方向平行。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述支撑片的形状被设置为：在两个内轮间距最大的情况下，当前支撑片中远离内轮的一端分别与相邻两对支撑件中支撑片的端部接触，以增加外轮在自身外圆侧面处的强度。

作为本发明第一方面的进一步限定，所述支撑片为弯曲板状结构，两个内轮分别与多对支撑件铰接以形成外凸的鼓形结构。

作为本发明第一方面的进一步限定，每对支撑件中两个支撑片之间铰接点的轴线方向与外轮在该处的切线方向平行；每个支撑片与内轮铰接点的轴线方向与内轮在该处的切线方向平行。

为实现上述第二目的，本发明第二方面提供一种车辆，利用了所述的轮径可调节的车轮结构，包括转轴，所述转轴安装在轴孔中，其中一个内轮与转轴固定连接，另一个内轮与转轴滑动连接，所述转轴的转动驱动两个内轮的同步转动，所述直线伸缩机构的运动能够带动与转轴滑动连接的内轮沿转轴平动，以改变两个内轮之间的间距，并改变外轮的轮径。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

（1）在两个内轮之间设置直线伸缩机构，能够通过调节两个内轮之间的间距，使得每对支撑件中两个支撑片发生相对转动，进而调节两个支撑件中铰接点距离内轮轴线的距离，最终实现轮径调节的目的。

通过调节轮径，可以间接的改变测车辆的底盘高度，满足车辆在高速行驶情况下，对于低底盘的需求；满足车辆在低速、较差路况行驶时，对于高底盘的需求。

（2）在通过直线伸缩机构调节轮径的过程中，车轮的厚度也会因为每对支撑件中的两个支撑片的相互转动而发生变化，车轮厚度的调节可以改变车辆的抓地力，适应于不同工况时，车辆对于抓地力不同的需求。

（3）采用液压缸组件作为直线伸缩机构，当车辆通过崎岖不平的路面时，可以调节液压装置的节流阀，地面的震动通过车轮的外轮的变形传递到内轮，此时液压装置可以起到阻尼器的作用，大大提高车轮的减震能力。

（4）由于车轮没有采用普通充气式轮胎，而是采用钢结构支撑与柔性外胎的形式，因此不会出现充气式轮胎漏气和爆胎的危险情况。

（5）通过液压装置可以调节第一内轮和第二内轮之间的工作距离，在车轮直径较大时，支撑片的弯曲程度小，刚性小；在车轮直径较小时，支撑片的弯曲程度大、刚度大。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1中整体结构示意图。

图2为本发明实施例1中整体结构去除柔性外胎后的示意图；

图3为本发明实施例1中内轮的结构示意图；

图4为本发明实施例1中内轮与液压缸组件配合使用的结构示意图；

图5 为本发明实施例1中外轮中一对支撑片相互铰接的示意图；

图6为本发明实施例1中两个内轮的间距处于最小状态时的示意图；

图7为本发明实施例1中两个内轮的间距处于最大状态时的示意图。

图中：1、第一内轮；101、铰支座；2、第二内轮；3、液压缸组件；4、第一支撑片；5、第二支撑片；6、柔性外胎。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上、下、左、右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。

实施例1

如图1-7所示，本实施例提供一种轮径可调节的车轮结构，包括同轴设置的两个内轮，所述内轮中设有轴孔，轴孔与内轮同轴设置，所述两个内轮之间安装有多对支撑件，每对支撑件包括一端相互铰接的两个支撑片，两个支撑片相互铰接的一端远离内轮设置，另一端分别与相邻的内轮铰接。

所述支撑件沿内轮的外圆周方向依次布置，以使得多对支撑件围合形成外轮，即所述外轮由多对支撑件组合形成。两个内轮之间设有直线伸缩机构，所述直线伸缩机构能够调节两个内轮之间的间距，以使得每对支撑件中两个支撑片沿相互铰接点发生转动，并改变铰接点距离内轮轴线的距离。每对支撑件中两个支撑片处铰接点的轴线方向与外轮在该处的切线方向平行；每个支撑片与内轮铰接点的轴线方向与内轮在该处的切线方向平行。

具体的，为了便于描述，在本实施例中，将两个内轮分别命名为第一内轮1和第二内轮2，将与第一内轮1铰接的支撑片命名为第一支撑片4，与第二内轮2铰接的支撑片命名为第二支撑片5。

多个第一支撑片4沿第一内轮1的圆周方向分布，多个第二支撑片5沿第二内轮2的圆周方向分布，每一对支撑件包括一个第一支撑片4和一个第二支撑片5。

所述外轮的外部套设有柔性外胎6，所述柔性外胎6能够随外轮发生同步形变。其中柔性外胎6的表面有防滑结构，用以提升车轮的抓地力。

具体的，在本实施例中，所述柔性外胎6为橡胶材质。在另外一些实施方式中，柔性外胎6可以采用石墨烯等材质，柔性外胎6的具体材质可以由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述。

具体的，在本实施例中，所述直线伸缩机构包括多个液压缸组件3，所述液压缸组件3中活塞杆的轴线方向与内轮的轴线方向平行。所述液压缸组件3的缸体与一个内轮铰接，活塞杆与另一个内轮铰接。在使用液压缸组件3时，应该配备相应的液压站，液压站中应有节流阀；具体的液压缸组件3的配套部件可由本领域技术人员自行设置，此处不再赘述。

在另外一些实施方式中，在不考虑液压缸组件3减震的情况下，可以采用电动推杆来实现直线驱动功能。

具体的，所述支撑片的形状被设置为：在两个内轮间距最大的情况下，当前支撑片中远离内轮的一端分别与相邻两对支撑件中支撑片的端部接触，以增加外轮在自身外圆侧面处的强度。

所述支撑片为弯曲板状结构，两个内轮分别与多对支撑件铰接以形成外凸的鼓形结构。

在一些实施方式中，为了便于在内轮上安装支撑片，在内轮远离直线伸缩机构的侧面处设有多个铰支座101，所述铰支座沿内轮的圆周方向依次布置，所述支撑片通过铰支座与内轮铰接。

工作原理：在使用车轮时，若要改变车轮的轮径，通过直线伸缩机构（液压缸组件3）的伸缩，完成两个内轮之间的距离调节，在内轮间距调节的过程中，每对支撑件中的两个支撑片同步发生相对转动，使得两个支撑片的铰接点与内轮轴线的距离发生改变，进而实现了轮径的改变，在轮径改变的同时，车轮的厚度同步发生变化。

如图6、7所示，图6为两个内轮之间距离最小时的示意图，图7为两个内轮之间距离最大时的示意图；可以明显的看出，图6中车轮的轮径大、厚度数值小；图7中车轮的轮径小、厚度数值大。

实施例2

本实施例提供一种车辆，利用了所述的轮径可调节的车轮结构，包括转轴，所述转轴安装在轴孔中，其中一个内轮与转轴固定连接，另一个内轮与转轴滑动连接，所述转轴的转动驱动两个内轮的同步转动，所述直线伸缩机构的运动能够带动与转轴滑动连接的内轮沿转轴平动，以改变两个内轮之间的间距，并改变外轮的轮径。

工作原理：当汽车在高速公路上高速行行驶时，可以调节液压装置，使两个之间的距离增大，车轮宽度变大，整体高度变低，使得车辆整体中心降低，此时车辆具有良好的操纵稳定性，保证了车辆在高速行驶情况下的安全性。

当汽车通过野地或山路时，此时对整车的车速要求不高，但路面障碍较多，如果车辆底盘较低的话容易托底，对车辆底盘造成损坏，此时可以调节液压装置，使两个内轮之间距离减小，车轮高度提高，车轮宽度变窄，外轮与地面的接触部分也减小，整体的圆度更高，车轮与地面的直接接触面积减小，受到的来自地面的阻力也减小，大大提高了汽车的燃油经济性。

当汽车行驶在湿滑路面时，可以调节液压装置，使两个内轮的距离增大，车轮宽度变大，外轮与地面的接触部分变大，提高了车轮的抓地力。

当汽车通过崎岖不平路面时，可以调节液压装置的节流阀，地面的震动通过车轮的外轮的变形传递到两个内轮之间时，因为两个内轮之间通过液压缸组件3支撑，此时液压装置可以起到阻尼器的作用，大大提高车轮的减震能力。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种轮径可调节的车轮结构，其特征在于，包括同轴设置的两个内轮，所述内轮中设有轴孔，轴孔与内轮同轴设置，所述两个内轮之间安装有多对支撑件，每对支撑件包括一端相互铰接的两个支撑片，两个支撑片相互铰接的一端远离内轮设置，另一端分别与相邻的内轮铰接；

所述支撑件沿内轮的外圆周方向依次布置，以使得多对支撑件围合形成外轮，所述外轮由多对支撑件组合形成；

两个内轮之间设有直线伸缩机构，所述直线伸缩机构能够调节两个内轮之间的间距，以使得每对支撑件中两个支撑片沿相互铰接点发生转动，并改变铰接点距离内轮轴线的距离；

所述支撑片为弯曲板状结构，两个内轮分别与多对支撑件铰接以形成外凸的鼓形结构。

2.根据权利要求1所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述外轮的外部套设有柔性外胎，所述柔性外胎能够随外轮发生同步形变。

3.根据权利要求1所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述直线伸缩机构包括多个液压缸组件，所述液压缸组件中活塞杆的轴线方向与内轮的轴线方向平行。

4.根据权利要求1所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述支撑片的形状被设置为：在两个内轮间距最大的情况下，当前支撑片中远离内轮的一端分别与相邻两对支撑件中支撑片的端部接触。

5.根据权利要求1所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，每对支撑件中两个支撑片之间铰接点的轴线方向与外轮在该处的切线方向平行；每个支撑片与内轮铰接点的轴线方向与内轮在该点的切线方向平行。

6.根据权利要求3所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述液压缸组件的缸体与一个内轮铰接，活塞杆与另一个内轮铰接。

7.根据权利要求1所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述内轮远离直线伸缩机构的侧面处设有多个铰支座，所述铰支座沿内轮的圆周方向依次布置，所述支撑片通过铰支座与内轮铰接。

8.根据权利要求2所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，所述柔性外胎为橡胶材质。

9.一种车辆，利用了权利要求1-8中任意一项所述的轮径可调节的车轮结构，其特征在于，包括转轴，所述转轴安装在轴孔中，其中一个内轮与转轴固定连接，另一个内轮与转轴滑动连接，所述转轴的转动驱动两个内轮的同步转动，所述直线伸缩机构的运动能够带动与转轴滑动连接的内轮沿转轴平动，以改变两个内轮之间的间距，并改变外轮的轮径。

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