CN212022191U - 柔性车轮以及应用该柔性车轮的运输工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柔性车轮以及应用该柔性车轮的运输工具，该柔性车轮连接到安装有固定螺母的驱动轴，该柔性车轮包括：柔性轮胎部，能够从柔性轮胎部的圆周沿径向变形；以及与柔性轮胎部结合的抗弯引导部，其中抗弯引导部连接到驱动轴，并且柔性轮胎部和抗弯引导部是同心的。

Description

柔性车轮以及应用该柔性车轮的运输工具

技术领域

本实用新型涉及一种柔性车轮，更具体涉及一种能够在运输工具中使用的柔性车轮。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本实用新型有关的背景信息，并且不构成现有技术。

被配置成用来运输人和物品的运输工具配备有通过在车轮与地面之间生成的摩擦而旋转的车轮。该车轮包括由钢制成并且保持车轮形状的刚性轮辋，以及由橡胶制成且与地面充分摩擦的轮胎。轮胎具有弹性，但被充满空气以支撑运输工具的重量，因此轮胎形状的改变极其有限。

由于轮胎形状的改变受限，因此我们发现，当存在诸如楼梯等连续障碍物时，车轮的旋转中心依赖于障碍物的表面形状而随时间改变。当车轮的旋转中心改变时，乘坐运输工具的人或装载在运输工具上的物品会竖直地晃动。我们进一步发现，在极端晃动的情况下，很有可能使运输工具倾翻，并且人和/或物品也可能受损。

因此，当在运输工具运行时出现连续障碍物的情况下，使用者必须操纵运输工具以绕过障碍物或停止其运行。

该背景技术部分中公开的上述信息，仅用于增强对本实用新型的背景技术的理解，因此其可包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种柔性车轮，其将旋转中心保持为诸如直线等，或者沿着行进线路保持旋转中心，以便即使当在诸如楼梯等连续障碍物的顶面上驱动时，也能够抑制竖直晃动的发生。

根据本实用新型的一个方面，一种用于连接到安装有固定螺母的驱动轴的柔性车轮，包括：柔性轮胎部，能够从柔性轮胎部的圆周沿径向变形；以及与柔性轮胎部结合的抗弯引导部，其中抗弯引导部连接到驱动轴，并且柔性轮胎部和抗弯引导部是同心的。

根据本实用新型的另一方面，柔性轮胎部包括：环形外层；一个或多个内层，其内径小于外层的内径，并且与外层同心；以及多根辐条，其被形成为从外层的内周面延伸到第一内层的外周面，或者被形成为从第一内层的内周面延伸到第二内层的外周面。

根据本实用新型的又一方面，多根辐条在柔性轮胎部的旋转方向上是倒圆的，以具有流线状。

根据本实用新型的另一方面，当柔性车轮上楼梯时，辐条可生成支撑力和爬升力。

根据本实用新型的另一方面，多根辐条中的每根辐条从一个或多个内层中具有最小内径的第二内层贯穿第一内层，朝向外层具有可变曲率地延伸。

根据本实用新型的另一方面，抗弯引导部包括：多个板，与柔性轮胎部的一个或多个内层一体形成；轮毂，设有穿过板和一个或多个内层的多个贯通铰链；以及多个引导件，多个引导件中的每个引导件被形成为具有宽度的条状，通过每个引导件的一端铰接固定到柔性轮胎部的外层，并且每个引导件中具有狭缝，多个贯通铰链中的每个贯通铰链在狭缝中沿各个引导件的长度方向移动。

根据本实用新型的另一方面，轮毂包括轮毂体，多个贯通铰链垂直固定到轮毂体。

根据本实用新型的另一方面，驱动轴穿过的紧固孔，以驱动轴穿过紧固孔的状态形成在轮毂体的中心处，使得柔性轮胎部和抗弯引导部跟从于驱动轴。

根据本实用新型的另一方面，多个板包括：第一板，其与一个或多个内层相接触；以及第二板，其与第一板重叠以覆盖布置在第一板的一个面上的第一引导件。

根据本实用新型的另一方面，第二引导件布置在第二板的一个面上，多个板还包括第三板，第三板与第二板重叠以覆盖布置在第二板的一个面上的第二引导件，并且与第一板接触的第一引导件和与第三板相接触的第二引导件形成预定角度，以便彼此不重叠。

根据本实用新型的另一方面，抗弯引导部还包括固定板，其相对于柔性轮胎部与第一板对称；以及固定部件，其安装在穿过固定板的多个贯通铰链上以使柔性轮胎部和抗弯引导部能够彼此一体地组装。

根据本实用新型的一种形式，一种能够移动而不受任何限制的设备，柔性车轮可应用于该设备。

从本文提供的描述中，进一步的适用性领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体实施例仅旨在出于说明的目的，并非旨在限制本实用新型的范围。

附图说明

为了可更好地理解本实用新型，现在将参考附图描述通过示例方式给出的本实用新型的各种实施方式，在附图中：

图1是根据本实用新型的一种实施方式的柔性车轮的主视图；

图2是图1中示出的柔性车轮的分解透视图；

图3是示出图1所示的柔性车轮行进在每个楼梯的顶面上时柔性车轮的旋转中心的视图；

图4和图5是安装有图1所示的柔性车轮的设备或轮椅的示例性视图；

图6是可变曲率的曲线图。

本文中描述的附图仅出于说明的目的，而并非旨在以任何方式限制本实用新型的范围。

具体实施方式

以下描述在本质上仅为示例性的，而并非旨在限制本实用新型、应用或使用。应当理解，在所有附图中，对应的附图标记指代相似或对应的零件或特征。

如图1至图5所示，根据本实用新型一种实施方式的柔性车轮10 包括柔性轮胎部100以及与柔性轮胎部100相结合的抗弯引导部200，柔性轮胎部100根据柔性车轮在其上被驱动的障碍物的类型，从柔性轮胎部的圆周沿径向变形。抗弯引导部200连接到驱动轴(未示出)。柔性轮胎部100和抗弯引导部200是同心的。

柔性轮胎部100包括：环形外层110，被配置成与驱动表面即障碍物的表面相接触；一个或多个内层120，其内径小于外层110的内径，并且与外层110同心；以及多根辐条130，其被形成为从外层110的内周面延伸到内层120的外周面，或者被形成为从内层120的内周面延伸到另一内层120的外周面。

多根辐条130在柔性轮胎部100的旋转方向上是倒圆的(或者弯曲的)，以具有流线状。由于辐条130被形成为具有流线状，因此当在诸如楼梯的障碍物的顶面上驱动车轮时，柔性轮胎部100的形状发生改变，并且辐条130的端部位于柔性轮胎部所在的楼梯台阶上方的另一台阶的顶面上。当柔性轮胎部100和抗弯引导部200旋转时，关于位于柔性轮胎部所在台阶上方的台阶上的辐条130的端部生成力矩。所生成的力矩用作使柔性轮胎部能够被保持在台阶顶面上的支撑力以及使另一辐条130能够被移动到位于柔性轮胎部所在台阶上方的相邻台阶上的爬升力。

根据一个实施例，多根辐条130中的每根辐条具有可变曲率，并且从一个或多个内层120中的具有最小内径的内层，穿过另一内层，朝向外层110延伸。从以下方程式1计算可变曲率：

<方程式1>

其中“a”是柔性轮胎部100的半径，“α”是由楼梯台阶的顶面和柔性轮胎部100的旋转中心的移动轨迹所形成的角度。图6示出变形方程式1的可变曲率的曲线图。“a”假设为150cm。“α”假设为楼梯的坡度(0.7rad)。

根据需要，选择多个内层120的内径。多个内层120中具有最小内径的内层120的内径大于驱动轴的外径。如图2所示，例如，两个内层120形成于外层110内。靠近外层110的第一内层120A的厚度与外层110的厚度相同。远离外层110的第二内层120B的厚度，大于外层110和第一内层120A中每一个的厚度。

如图2所示，抗弯引导部200包括：多个板210，其被形成为与柔性轮胎部100的内层120一体形成；轮毂220，设有穿过板210和一个内层120的多个贯通铰链221；以及多个引导件230，每个引导件230 被形成为具有一定宽度的条状，通过引导件的一端铰接固定到柔性轮胎部100的外层110，并且具有形成在引导件中的狭缝231。在此，贯通铰链221沿引导件230的长度方向，在引导件230的狭缝231中移动。

多个引导件230被布置成相对于柔性轮胎部100的中心，在两个相邻的引导件之间形成特定角度。轮毂220包括轮毂体222，多个贯通铰链221垂直固定到该轮毂体222。驱动轴穿过的紧固孔223形成在轮毂体222的中心处。在驱动轴穿过紧固孔223的状态下，固定螺母(未示出)安装在驱动轴上，使得柔性轮胎部100和抗弯引导部200跟从 (subordinate)于驱动轴(未示出)。

如图2所示，例如，板210包括：第一板211，其与第二内层120B 接触；第二板212，其与第一板211重叠以覆盖一个或多个引导件230A，该一个或多个引导件230A作为布置在第一板211的面向第二板212的一个面上的第一引导件；以及第三板213，其与第二板212重叠，以覆盖一个或多个引导件230B，该一个或多个引导件230B作为位于第二板212的面向第三板213的一个面上的第二引导件。与第一板211相接触的第一引导件230A和与第三板213接触的第二引导件230B形成预定角度，以便如图2所示彼此不重叠。当柔性轮胎部100的形状发生改变时，引导件230朝向板210的中心移动。通过将与第一板211 相接触的第一引导件230A和与第三板213相接触的第二引导件230B 布置成彼此不重叠，当朝向板210的中心移动时，引导件230不会彼此摩擦。

抗弯引导部200还包括固定板240，其相对于柔性轮胎部100与第一板211对称。固定部件安装在穿过固定板240的多个贯通铰链221 上，以使柔性轮胎部100和抗弯引导部能够彼此一体地组装。根据本实用新型的一种实施方式，即使在如楼梯等连续障碍物的顶面上驱动柔性车轮10，柔性轮胎部100的形状也会根据障碍物顶面的形状，从柔性车轮10的圆周沿径向变形，而柔性轮胎部100沿周向的变形会受到抗弯引导部200的抑制。因此，柔性轮胎部的旋转中心被保持为如图3所示的直线300，并且柔性轮胎部100的竖直晃动也得到抑制。

图4和图5中分别示出具有如上所述的柔性车轮10的运输工具400 和轮椅500。如图4和图5所示，当使用根据本实用新型一种实施方式的柔性车轮10时，使用者能够容易地在城市中的任何地方上下楼梯和障碍物。特别地，如果本实用新型一种实施方式的柔性车轮10安装在轮椅500中，则巡航控制设备和有线/无线控制器的组合可被应用到柔性车轮10，以便为轮椅使用者提供移动自由。

根据如上所述配置的本实用新型一种实施方式的柔性车轮，即使在如楼梯等连续障碍物的顶面上驱动柔性车轮10，柔性轮胎部的形状也基于障碍物的顶面的形状，从圆周沿径向变形，而柔性轮胎部沿周向的变形会受到抗弯引导部的抑制。因此，保持了柔性轮胎部的旋转中心，并且抑制了柔性轮胎部的竖直晃动的发生。

尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式的内容对本实用新型进行描述，但是应当理解，本实用新型并不限于所公开的实施方式，而是相反地，其意图覆盖本实用新型的精神和范围内包括的各种修改和等效布置。

Claims (12)

1.一种用于连接到安装有固定螺母的驱动轴的柔性车轮，其特征在于所述柔性车轮包括：

柔性轮胎部，能够从所述柔性轮胎部的圆周沿径向变形；以及

与所述柔性轮胎部结合的抗弯引导部，

其中所述抗弯引导部连接到所述驱动轴，并且所述柔性轮胎部和所述抗弯引导部是同心的。

2.根据权利要求1所述的柔性车轮，其特征在于所述柔性轮胎部包括：

环形外层；

一个或多个内层，其内径小于所述外层的内径，并且与所述外层同心；以及

多根辐条，其被形成为从所述外层的内周面延伸到第一内层的外周面，或者被形成为从第一内层的内周面延伸到第二内层的外周面。

3.根据权利要求2所述的柔性车轮，其特征在于所述多根辐条在所述柔性轮胎部的旋转方向上是倒圆的，以具有流线状。

4.根据权利要求3所述的柔性车轮，其特征在于当所述柔性车轮上楼梯时，所述辐条生成支撑力和爬升力。

5.根据权利要求2所述的柔性车轮，其特征在于所述多根辐条中的每根辐条从所述一个或多个内层中具有最小内径的第二内层贯穿所述第一内层，朝向所述外层具有可变曲率地延伸。

6.根据权利要求1所述的柔性车轮，其特征在于所述抗弯引导部包括：

多个板，与所述柔性轮胎部的一个或多个内层一体形成；

轮毂，设有穿过所述板和所述一个或多个内层的多个贯通铰链；以及

多个引导件，所述多个引导件中的每个引导件被形成为具有宽度的条状，通过每个引导件的一端铰接固定到所述柔性轮胎部的外层，并且每个引导件中具有狭缝，

其中所述多个贯通铰链中的每个贯通铰链在所述狭缝中沿各个引导件的长度方向移动。

7.根据权利要求6所述的柔性车轮，其特征在于所述轮毂包括轮毂体，所述多个贯通铰链垂直固定到所述轮毂体。

8.根据权利要求7所述的柔性车轮，其特征在于所述驱动轴穿过的紧固孔，以所述驱动轴穿过所述紧固孔的状态形成在所述轮毂体的中心处，使得所述柔性轮胎部和所述抗弯引导部跟从于所述驱动轴。

9.根据权利要求6所述的柔性车轮，其特征在于所述多个板包括：

第一板，其与所述一个或多个内层相接触；以及

第二板，其与所述第一板重叠以覆盖布置在所述第一板的一个面上的第一引导件。

10.根据权利要求9所述的柔性车轮，其特征在于第二引导件布置在所述第二板的一个面上，所述多个板还包括第三板，所述第三板与所述第二板重叠以覆盖布置在所述第二板的一个面上的第二引导件，并且与所述第一板接触的第一引导件和与所述第三板相接触的第二引导件形成预定角度，以便彼此不重叠。

11.根据权利要求9所述的柔性车轮，其特征在于所述抗弯引导部还包括固定板，其相对于所述柔性轮胎部与所述第一板对称；以及固定部件，其安装在穿过所述固定板的所述多个贯通铰链上以使所述柔性轮胎部和所述抗弯引导部能够彼此一体地组装。

12.一种能够移动而不受任何限制的运输工具，其特征在于根据权利要求1所述的柔性车轮应用于所述运输工具。

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