CN208558862U - 一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，所述轮辋由若干个具有球面结构的圆环平行排列构成；所述自适应机构包括对应设置在各球面结构上的自适应轮环、均布在各所述球面结构上用于安装所述自适应轮环并使所述自适应轮环在车轮轴线方向上移动的若干轮环导轨、用于连接相邻所述球面结构上的自适应轮环的轮环导向杆一端与所述轮缘内侧相铰接另一端与位于外侧的所述自适应轮环相连的回位弹性元件。本实用新型通过在所述轮辋与橡胶外壳之间设置自适应机构，在车辆高速转向时，在所述自适应机构的调节下增加轮胎与地面的接触面积，使车胎具有合适的扁平率，有效避免高速急弯使产生侧翻倾覆。

Description

一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮

技术领域

本实用新型属于全地形非充气车轮胎技术领域，尤其涉及一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮。

背景技术

全地形车是指可以在任何地形上行驶的车辆，在普通车辆难以机动的地形上行走自如，该种车型具有多种用途，且不受道路条件的限制，在北美和西欧应用较广，呈逐年上升的趋势。为保证全地形车在行驶过程中的安全性和稳定性，因此对全地形车辆的轮胎具有较高的要求。

中国CN105691100A号专利公开一种全地形车车轮，包括轮辋和轮辐，所述轮辋轴向的两端都设有轮缘，所述轮辋沿轴向还依次设有位于两个轮缘之间的外侧胎圈座、外侧锥面段、槽底、内侧锥面段和内侧胎圈座，所述轮辐设有中心孔和安装孔，所述轮辐位于轮辋中心面的外侧，其特征在于，所述轮缘的边缘设有沿轮辋径向向内翻卷的卷边，所述卷边和所述轮缘围成封闭环，所述卷边和所述轮缘之间焊接在一起，所述封闭环设有贯通所述轮缘的气压平衡孔，所述内侧胎圈座设有内侧凸起。该实用新型提供了一种轮缘处不容易产生变形的全地形车车轮，解决了现有的车轮轮缘处容易变形而引起漏气、轮胎脱落和抛胎的问题。但该不能根据不同路面情况调整车胎与地面的接触方式，安全性不够。

中国CN107891923A号专利涉及一种全地形车轮、使用该车轮的救援设备和工作方法，其特征在于：其中全地形车轮包括车轮轮架和周向均布在轮架上的多个轮片，所述轮片内侧设有两个径向支撑柱和连接在两个径向支撑柱下部的横向支撑柱，所述横向支撑柱第一端铰接在轮架上，所述轮架中心铰接有转架，所述转架具有多个径向杆，所述径向杆的外端通过中间连杆铰接横向支撑柱的第二端。本实用新型通过径向杆、中间连杆和径向支撑柱、横向支撑柱构成了双摇杆机构，实现车轮的双模式变形，使使用该车轮的救援车辆、移动机器人、特种车辆等移动设备能够适应任何复杂的地形。该车轮在一定程度上能够增加与地面的摩擦力以及对不同地面环境的适应性，但对于不同地面情况的适应调节能力较小，适用范围较窄。

中国CN102717669A号专利公开一种全地形车轮胎外部胎面花纹结构，是在轮胎的外部胎面上分布有独立凸起的花纹块，各花纹块以横向排列的形式分布于外部胎面上，并且各排的花纹块呈交错排布，即第二排的各花纹块恰对准第一排相邻两花纹块之间的间隙处，而位于外部胎面两侧的花纹块的外侧延伸斜面与胎边连接在一起；各花纹块横向外侧边缘设置有斜切面。由于本实用新型的轮胎外部胎面的各花纹块采用横向规则排列，可以有效提升轮胎的牵引性；在花纹块横向外侧边缘设置有斜切面，可以降低轮胎在转弯时的滑移阻抗，提升轮胎的滑移性能；位于外部胎面两侧的花纹块外侧延伸斜面与胎边连接在一起的设置可以提升轮胎在车辕里的牵引性，增加轮胎在泥地里的脱困能力，达到有效提升轮胎转弯操控性能的功效。该车胎通过独特的花纹结构能够有效增大外部胎面与地面的摩擦，但在面对复杂地面情况时，不能灵活的根据地面情况调整车胎与地面的接触面，从而使车胎适应不同的地面环境。

现如今，充气车胎由于弹性减震功能优异被广泛使用在机动车上，但却存在诸多致命缺点如易爆胎，难以达到理想的扁平率，急弯越障时易造成车辆侧翻等问题；据统计，中国高速公路上发生的事故中，有百分之七十是由于爆胎引起的，使用者在使用充气轮胎时经常不受控制的加入超过标准气压的气体，加之轮胎在冷热不均时胎压不稳定导致轮胎爆裂；充气轮胎因追求舒适而扁平率偏高，与地面摩擦面小，导致轮胎在复杂路面上适应能力不强，稳定性较差，易产生各种轮胎损坏，导致车辆容易陷入困境；同时车辆在急弯时，充气轮胎接地面积不高，无法提供足量的摩擦力和侧向反力来抵消车辆的侧向力，再加上车辆高速急弯时重心不稳，导致车辆出现突发事故时无法有效的做出正确行驶动作导致侧翻倾覆。上述问题给社会造成很大的经济损失甚至人身伤亡，因此急需设计一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，通过在所述轮辋与橡胶外壳之间设置自适应机构，在车辆高速转向时，在所述自适应机构的调节下增加轮胎与地面的接触面积，使车胎具有合适的扁平率，有效避免高速急弯使产生侧翻倾覆。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型公开一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，由内向外依次包括轮辋、自适应机构、橡胶外壳，所述轮辋两侧设有轮缘，所述轮辋由若干个具有球面结构的圆环平行排列构成；所述自适应机构包括对应设置在各球面结构上的自适应轮环、均布在各所述球面结构上用于安装所述自适应轮环并使所述自适应轮环在车轮轴线方向上摆动的若干轮环导轨、用于连接相邻所述球面结构上的自适应轮环的轮环导向杆、一端与所述轮缘内侧相铰接另一端与位于外侧的所述自适应轮环相连的回位弹性元件；所述球面结构的球心在车轮轴线上；所述自适应机构还包括设置在所述自适应轮环上用于支撑所述橡胶外壳的胎面支撑单元。

本实用新型的原理为：在全地形车进行高速转向时，位于所述非充气车轮内部的若干自适应轮环会在侧向力的作用下围绕球面轮辋的球心进行侧向的偏移，自适应轮环之间的轮环导向杆保持自适应轮环偏移方向一致，同时自适应轮环上的胎面支撑单元仍然保持尽可能大的轮胎接地面积，使汽车在转弯时周向滑移率变小，触地面韧性加强，地面摩擦增大，旋转性能上升，转弯性能变佳，操纵的安定性增强。当车辆完成转弯后，在轮辋内缘上的回位弹性元件作用下，使围绕轮辋偏转的自适应轮环能够回到最初的位置，从而达到自动归位的作用；对于普通充气轮胎，高速转向时，由于向心力的作用汽车的重心会发生偏移，但由于普通充气轮胎不能根据汽车重心的偏移对轮胎的接地面积做适应性的调整，导致转向时轮胎与地面的接触面积减少，地面摩擦力减小，操作的稳定性降低，而导致侧翻。本实用新型所述橡胶外壳能防止车轮在复杂路面行驶时异物进入轮胎内部，起到保护车轮的作用。

所述橡胶外壳包括橡胶主体、一端卡在所述轮缘内另一端与橡胶主体相连的橡胶罩；所述橡胶主体包括用于车辆行驶时与地面接触的外部胎面、用于包裹所述自适应机构的内部橡胶层。

位于所述轮辋两端的所述自适应轮环的外侧包围有橡胶罩，所述橡胶罩一端卡如所述轮缘内，另一端与橡胶主体相连，使所述自适应机构包裹在一封闭空间内，有效防止车轮在复杂路面情况下异物进入轮胎内部。

所述胎面支撑单元包括铰接在所述自适应轮环上用于支撑橡胶外壳的胎面支撑板、对称分布在所述胎面支撑板下方两侧的至少四个空气弹簧；所述空气弹簧的两端分别与所述胎面支撑板、相对应的所述自适应轮环相铰接；分别位于不同所述自适应轮环上的胎面支撑板在车轮轴线方向上并排设置。

所述胎面支撑单元的工作原理为：全地形车在垂直于行驶方向的面为斜面的道路上行驶时，铰接在所述自适应轮环上的支撑板会根据路面的倾斜程度产生倾斜，使车辆对地面的压力始终垂直向下与倾斜地面呈一定的夹角，模拟车辆在平地上行驶的车轮状态，始终保持尽可能大的轮胎接地面积，保持轮胎触地面的韧性，增大地面摩擦力，在正常行驶的状态下车辆不会产生滑移和侧翻的隐患；当车辆行驶到平路上时，在所述空气弹簧的作用下，使围绕自适应轮环左右偏转的胎面支撑板回到最初位置，从而达到自动归为的作用。

所述轮环导轨内设有用于使所述自适应轮环回到所述球面结构最高点的辅助回位弹簧。

所述轮环导轨内的辅助回位弹簧与轮辋内缘上的回位弹性元件一起作用，使围绕球面轮辋偏转的自适应环车轮能够回到最初的位置，更好的保证所述自适应轮环自动回位。

所述轮辋由3个具有球面结构的圆环平行排列构成。

各所述球面结构上设有相同数量的所述胎面支撑单元，各所述球面结构上设有4-7个所述胎面支撑单元。所述自适应轮环上沿所述轮辋的圆周方向上均匀铺设有4-7个胎面支撑板，位于不同自适应轮环上的所述胎面支撑板沿车轮轴线方向并排设置。

所述轮辋两侧的轮缘内侧铰接有所述回位弹性元件，所述回位弹性元件与所述胎面支撑单元相对应，所述回位弹性元件围绕轮缘内侧呈圆周排列。在两侧的轮缘内设置回位弹性元件，使围绕轮辋偏转的自适应轮环能够回到最初的位置，从而达到自动回位的作用。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过设置所述自适应机构在高速急弯时随路况调整轮胎接地面积，提高了全地形车在路面上的行驶稳定性和可操纵性，有效防止车辆出现侧翻倾覆；使汽车在转弯时周向滑移率变小，触地面韧性加强，旋转性能上升，转弯性能变佳；

(2)本实用新型轮胎表面由胎面支撑单元托起，具有合适的扁平率，与地面摩擦面大，轮胎在复杂路面上适应能力强，稳定性好，可应对全地形车行驶的复杂崎岖路况；

(3)本实用新型通过胎面支撑单元、自适应机构与橡胶外壳三者相连的结构可有效实现在不同行驶路面的均匀接地，操纵的安定性增强，地面摩擦增大，制动性能提高，轮胎的耐久性增加；

(4)本实用新型所述全地形车胎面自适应可变的非充气车轮为非充气车轮，没有爆胎安全隐患，可以有效防刺扎和防弹损，行驶安全性好。

附图说明

图1是本实用新型所述全地形车胎面自适应可变的非充气车轮的剖面示意图；

图2是本实用新型所述全地形车胎面自适应可变的非充气车轮的局部示意图；

图3是本实用新型所述全地形车胎面自适应可变的非充气车轮的侧面示意图；

图中：1、轮辋；2、自适应轮环；201、自适应轮环一；202、自适应轮环二；203、自适应轮环三；3、轮环导轨；4、轮环导向杆；5、轮缘；6、回位弹性元件；7、胎面支撑板；8、支撑板铰接头；9、空气弹簧；10、橡胶主体；11、空气弹簧铰接头；12、橡胶罩；13、外部胎面；14、内部橡胶层；15、辅助回位弹簧。

具体实施方式

下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，由内向外依次包括轮辋1、自适应机构、橡胶外壳，所述轮辋1两侧设有轮缘5，所述轮辋1由3个具有球面结构的圆环平行排列构成；所述自适应机构包括对应设置在各球面结构上的自适应轮环2、均布在各所述球面结构上用于安装所述自适应轮环2并使所述自适应轮环2在车轮轴线方向上移动的若干轮环导轨3、用于连接相邻所述球面结构上的自适应轮环2的轮环导向杆4、一端与所述轮缘5内侧相铰接另一端与位于外侧的所述自适应轮环2相连的回位弹性元件6；所述球面结构的球心在车轮轴线上；所述自适应机构还包括设置在所述自适应轮环2上用于支撑所述橡胶外壳的胎面支撑单元。

所述胎面支撑单元包括铰接在所述自适应轮环2上用于支撑橡胶外壳的胎面支撑板7、对称分布在所述胎面支撑板7下方两侧的四个空气弹簧9；所述空气弹簧9的两端分别与所述胎面支撑板7、相对应的所述自适应轮环2相铰接；分别位于不同所述自适应轮环2上的胎面支撑板7在车轮轴线方向上并排设置。

各所述球面结构上设6个所述胎面支撑单元；所述轮辋1两侧的轮缘5内侧铰接有所述回位弹性元件6，所述回位弹性元件6另一端与位于外侧的所述自适应轮环2相连所述回位弹性元件6与所述胎面支撑单元对应设置，所述回位弹性元件6围绕轮缘5内侧呈圆周排列。

本实施例所述轮辋1由3个具有球面结构的圆环平行排列构成，每个球面结构上均有一个可通过轮环导轨3在轮辋1轴心线方向上摆动的自适应轮环2，自适应轮环一201、自适应轮环二202和自适应轮环三203平行排列于轮辋1上，自适应轮环一201与自适应轮环二202之间有轮环导向杆4相连，自适应轮环二202与自适应轮环三203之间有轮环导向杆4相连。两侧的轮缘5内侧铰接有回位弹性元件6，回位弹性元件6分别与自适应轮环一201和自适应轮环三203相连。

自适应轮环一201、自适应轮环二202、自适应轮环三203上分别铺设有胎面支撑板7，胎面支撑板7通过支撑板铰接头8与自适应轮环2相连，胎面支撑板7可在自适应轮环2上左右转动，胎面支撑板7下方两侧各有两个空气弹簧9，空气弹簧9两头通过空气弹簧铰接头11固定在胎面支撑板7和自适应轮环2上。

所述自适应机构能够保证全地形车在高速转弯时周向滑移率变小，触地面韧性加强，地面摩擦增大，旋转性能上升，转弯性能变佳，操纵的稳定性增强；所述胎面支撑单元能够保证全地形车在垂直于行驶方向的面为斜面的道路上行驶时，车胎能够模拟车辆在平地上行驶的车轮状态，始终保持尽可能大的轮胎接地面积，保持轮胎触地面的韧性，增大地面摩擦力，防止车辆在斜坡上行驶时滑移。

实施例2

本实施例提供一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，与实施例1相比，不同之处在于，所述橡胶外壳包括橡胶主体10、一端卡在所述轮缘5内另一端与橡胶主体10相连的橡胶罩12；所述橡胶主体10包括用于车辆行驶时与地面接触的外部胎面13、用于包裹所述自适应机构的内部橡胶层14；所述轮环导轨3内设有用于使所述自适应轮环2回到所述球面结构最高点的辅助回位弹簧15。

所述橡胶外壳包括橡胶主体10、橡胶罩12、外部胎面13和内部橡胶层14，通过各单元的相互连接形成一个封闭的整体将所述自适应机构包裹在所述橡胶外壳内，在复杂路面上行驶时防止异物进入损坏所述自适应机构；在所述轮环导轨3内设置辅助回位弹簧15，与回位弹性元件6共同作用，使围绕轮辋1偏转的自适应轮环2能够回到最初的位置，从而达到自动归位的作用。

实施例3

本实施例提供一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，与实施例1相比，不同之处在于，所述轮辋1一侧的轮缘5内侧铰接有所述回位弹性元件6，所述回位弹性元件6与所述胎面支撑单元相对应，所述回位弹性元件6围绕轮缘5内侧呈圆周排列。

在所述轮辋1一侧的轮缘5的内侧设置所述回位弹性元件6，所述回位弹性元件6与轮环导向杆4共同作用，调整所述自适应轮环2的相对位置。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，由内向外依次包括轮辋(1)、自适应机构、橡胶外壳，所述轮辋(1)两侧设有轮缘(5)，其特征在于，所述轮辋(1)由若干个具有球面结构的圆环平行排列构成；所述自适应机构包括对应设置在各球面结构上的自适应轮环(2)、均布在各所述球面结构上用于安装所述自适应轮环(2)并使所述自适应轮环(2)在车轮轴线方向上移动的若干轮环导轨(3)、用于连接相邻所述球面结构上的自适应轮环(2)的轮环导向杆(4)、一端与所述轮缘(5)内侧相铰接另一端与位于外侧的所述自适应轮环(2)相连的回位弹性元件(6)；所述球面结构的球心在车轮轴线上；所述自适应机构还包括设置在所述自适应轮环(2)上用于支撑所述橡胶外壳的胎面支撑单元。

2.根据权利要求1所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，所述橡胶外壳包括橡胶主体(10)、一端卡在所述轮缘(5)内另一端与橡胶主体(10)相连的橡胶罩(12)；所述橡胶主体(10)包括用于车辆行驶时与地面接触的外部胎面(13)、用于包裹所述自适应机构的内部橡胶层(14)。

3.根据权利要求2所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，所述胎面支撑单元包括铰接在所述自适应轮环(2)上用于支撑橡胶外壳的胎面支撑板(7)、对称分布在所述胎面支撑板(7)下方两侧的至少四个空气弹簧(9)；所述空气弹簧(9)的两端分别与所述胎面支撑板(7)、相对应的所述自适应轮环(2)相铰接；分别位于不同所述自适应轮环(2)上的胎面支撑板(7)在车轮轴线方向上并排设置。

4.根据权利要求1所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，所述轮环导轨(3)内设有用于使所述自适应轮环(2)回到所述球面结构最高点的辅助回位弹簧(15)。

5.根据权利要求1所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，所述轮辋(1)由3个具有球面结构的圆环平行排列构成。

6.根据权利要求1所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，各所述球面结构上设有相同数量的所述胎面支撑单元，各所述球面结构上设有4-7个所述胎面支撑单元。

7.根据权利要求1所述的一种全地形车胎面自适应可变的非充气车轮，其特征在于，所述轮辋(1)两侧的轮缘(5)内侧铰接有所述回位弹性元件(6)，所述回位弹性元件(6)与所述胎面支撑单元相对应，所述回位弹性元件(6)围绕轮缘(5)内侧呈圆周排列。