CN216886054U - 一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，车轮内部设置有减震片与减震器组成的减震装置，外部有橡胶件作为覆盖装置。当车轮外部受力时，内部不同侧的减震片与减震器会产生压缩与伸长运动。由于减震器采用的是电磁减震器，压缩与回弹过程中可进行阻尼的改变，而实现车轮弹性的改变。另一方面电磁减震器的活塞杆运动会产生电磁感应，产生电能，存储于车轮的电池内部。电能又作用于阻尼的改变。控制方式采用无线信号的形式进行控制。本实用新型解决了免充气车轮阻尼无法调节的问题，并且解决了能量供给的问题，提出了一种可行的解决方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型车轮系统。
背景技术
免充气车轮由柔性轮圈、弹性轮辐和刚性轮毂组成，免充气车轮正常安装到车辆上，车辆行驶过程中，免充气车轮承受复杂路面的作用，柔性轮圈和弹性轮辐受到外力作用产生弹性形变，无外力作用后，恢复原形状，有效的缓冲外力，减小车震、加大车体承载力，现有的免充气车轮均采用仿蜂巢六边形结构的聚氨酯夹层，在满足免充气这一功能前提下也带来了一系列的问题：
1.传统免充气车轮的仿蜂巢六边形机构在满足吸震与重量要求的同时，均采用镂空设计，越野等复杂路况下，石头、泥巴会嵌入到车轮中，增大车轮的重量并破坏车轮的动平衡。
2.传统免充气轮胎弹性不变，无法实现像充气轮胎一样通过充放气来实现接地面积的变化，满足车辆在泥泞或者冰雪路面的通过性和行驶稳定性。
3.聚氨酯夹层在不断的震动冲击下，缓冲效果会低于充气橡胶轮胎，而且寿命较差。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
本公开为了解决上述问题，提出了一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，该车轮在现有免充气车轮基础上升级而来，增加车轮变形调节、在不改变车辆的轮宣大小与刹车系统的基础上完成对新型免充气车轮安装。
2.技术方案
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，主要包括轮辋、车轮减震总成、限位装置、外层橡胶结构。
上述的轮辋采用两片式，由螺栓、螺母连接组装而成，因此对其气密性不作要求，轮辋中心安装孔位采用现在通用的标准值，可在现有汽车迅速实现安装与推广。
上述的车轮缓冲减震总成由若干弧形减震片和电磁减震器组成，由螺栓螺母安装于车轮外圈和轮辋之间，形成轮辋与车轮外圈之间径向的柔性连接，缓解由地面不平带来的冲击与振动，并将这一部分的能量转变为电能，存储于电池中，解决无线控制器与电子减震器的供能问题。
上述的限位装置包括安装在轮辋上的橡胶限位块和车轮外圈内侧的M型凸起，用于限制加速减速过程中的产生的径向与轴向错动。
上述的外层橡胶部分安装于车轮外表面，将车轮减震总成包覆在内。
3.有益效果
本实用新型的有益效果是，本实用新型车轮内部采用减震片加减震器的结构，外部有橡胶蒙皮结构，有效地解决了现有的免充气轮胎，实心橡胶轮胎重量大、弹性差，仿蜂巢状的镂空结构容易嵌入石头、泥沙的问题，并且在车轮中增加一处车轮减震总成，可进一步吸收震动，车轮中的电磁减震器在这一过程中可进行发电，作为能量回收供应用电设备的运行。
电磁减震器作为受电信号控制的阻尼可变减震器，通过电信号的变化，可在瞬时单独调节每个车轮中电磁减震器的阻尼，从而影响车轮的变形大小，如增大车轮接地面积、改善车辆左右前后侧倾角度，通过性得到保证。
4.附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明
图1是免充气车轮总装配外观图；
图2是免充气车轮内部侧视图；
图3是免充气车轮零件爆炸图；
图4是中心轮辋装配图；
图5是橡胶限位块与减震总成的装配图；
图6是刚性支撑圆的零件示意图；
图7是橡胶限位块的零件示意图；
图8是弧形减震片的零件示意图；
图9是电磁减震器的零件剖面示意图。
图中，1中心轮辋，2轮胎侧面蒙皮，3橡胶外圈，4螺栓螺母，5沉头螺钉，6刚性支撑圆，7橡胶限位块，8电磁减震器，9弧形减震片，10电池与无线信号接收装置。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
如图1-8所示，所述免充气车轮包括中心轮辋1，轮胎侧面蒙皮2，橡胶外圈3，螺栓螺母4，沉头螺钉5，刚性支撑圆6，橡胶限位块7，电磁减震器8，弧形减震片9；中心轮辋1采用两片式，包括轮辋外侧1.1与轮辋内侧1.2，轮辋外侧1.1与轮辋内侧1.2由长螺栓4.1和螺母4.2紧固配合而成；轮辋1.1.2处有加强结构，长螺栓4.1穿过其中，减小长螺栓4.1弯曲破坏；轮辋1.2.1处的方形凸起嵌入轮辋外侧1.1的凹槽内，防止两片轮辋发生相互转动，减小对长螺栓4.1的剪切力，保证机构的可靠程度；长螺栓4.1与螺母4.2 在以上的作用的基础上还要完成对电磁减震器8以及弧形减震器9的安装，长螺栓4.1穿过电磁减震器8底部安装环，弧形减震器9的安装孔，固定在中心轮辋1.1上，并可实现绕长螺栓4.1的小范围转动，此处的中心轮辋1.1上留有凹槽，并采用圆弧过渡，确保不会产生干涉；电磁减震器8在每根长螺栓4.1上安装两个，弧形减震片9每根长螺栓4.1上安装一组，一组为两片，两头相反，凹面相对，安装于轮辋1.1.2处的加强环之间；轮辋1.1.1 处留有导线孔，便于电磁减震器8的线束穿过，橡胶限位块7安装在轮辋1.1.3处的凹槽内，每个由四颗沉头螺钉5紧固安装，设计要求是与所预留凹槽贴合，上表面与轮辋1.1圆弧面完全平齐，突出部分的顶部高于弧形减震片9高度的一半，并有一定的间隙，保证弧形减震片9有一定的转动和弯曲变形余量；刚性支撑圆6留有螺栓安装位6.3，与轮辋1上的螺栓安装位置一一对应；长螺栓4.1穿过电磁减震器8的顶部安装孔，弧形减震片9的圆孔，安装于刚性支撑圆6的6.3位置上，完成对其轴向和径向的约束；在刚性支撑圆内侧6.1处设计有M形的凸起限位装置，橡胶限位块7的顶点会高于M形限位装置的两顶点之间，在车辆运动时既会保证压缩的最大行程，也解决了中心轮辋1与刚性支撑圆6的绕轴错动问题；在刚性支撑圆6的外侧安装带有轮胎花纹的轮胎橡胶外圈3，安装方式为过盈配合，橡胶受热膨胀完成对它的安装；在刚性支撑圆6的侧面有螺纹孔6.2，轮胎侧面蒙皮2通过沉头螺钉 5固定在轮胎侧面，轮胎侧面蒙皮2使轮胎内部保持一个相对无尘无水的环境，延长内部零部件的使用寿命。
如图9所示，所述电磁减震器8包括下端安装环8.1、弹簧8.2、线圈绕组8.3、内筒套8.4、筒身8.5、活塞杆8.6、上端安装环8.7、密封垫8.8、永磁体8.9、导线8.10、限位块8.11；线圈绕组8.3固定在筒身8.5的凹槽处，通过导线8.10与电池与无线信号接收装置10相连；为给线圈绕组8.3提供低压工作环境和防止磁敏材料泄露，内筒套8.4与筒身8.5过盈配合，活塞杆8.6下端圆盘处与内筒套8.4产生间隙配合，将筒内容积分为上下两腔，磁敏材料可在缝隙中上下流动；圆盘下端通过螺纹与永磁体8.9联接，弹簧8.2安装在活塞杆8.6与下端安装环8.1之间；内筒套8.4上端的一处凸起和下方限位块8.11一起起到限位作用。
中心轮辋1、刚性支撑圆6、电磁减震器8、弧形减震片9共同完成车轮的支撑功能，使得车轮具有免充气的功能，电磁减震器8和弧形减震片9的数量及尺寸可以根据实际情况安装。
电磁减震器8作为汽车应用多年的零部件，技术成熟，多应用于车身和车辆悬架间的连接，相较于传统的减震器，它可以实现阻尼的实时调节，反应时间以毫秒为单位；本发明将其应用于车轮内部，根据电信号的控制便可实现完成电磁减震器8中的磁敏材料在上下腔的流动性，改变活塞杆8.6的压缩与伸长速度，反应到车轮外便可表现出车轮弹性变形的大小；在极端路况下，电磁减震器8的阻尼变小，车轮变形大，使得带花纹的橡胶外圈3的接地面积增大，增大摩擦力，而在高速良好路面行驶时，可增大电磁减震器8的阻尼，减小车轮的变形程度，减小滚动阻力。
能量回收功能，车轮在滚动时和受冲击时，位于车轴水平线以下的电磁减震器8总会处于压缩状态，而处于车轴水平线以上的总会处于伸长状态。在这个过程中，电磁减震器8 内部的活塞杆8.6会不断的带动永磁体8.9与镶嵌在筒身内线圈绕组8.3产生做切割磁感线的相对运动，线圈绕组8.3产生电能，由导线传递到车轮电池上进行存储。
本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，包括中心轮辋(1)，轮胎侧面蒙皮(2)，橡胶外圈(3)，螺栓螺母(4)，沉头螺钉(5)，刚性支撑圆(6)，橡胶限位块(7)，电磁减震器(8)，弧形减震片(9)；其特征在于：中心轮辋(1)与刚性支撑圆(6)之间安装电磁减震器(8)与弧形减震片(9)，起到径向的支撑作用；橡胶限位块(7)安装在中心轮辋(1)的内槽中，保证中心轮辋(1)与刚性支撑圆(6)的相互扭转在一定范围内；橡胶外圈(3)安装在刚性支撑圆(6)的外圈，增大接地的摩擦力并且减小噪音；轮胎侧面蒙皮(2)与中心轮辋(1)、橡胶外圈(3)共同组成一个密封环境；电池与无线信号接收装置(10)安装于车轮中心的凹槽内，避免受到挤压外力破坏。
2.根据权利要求1所述的一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，其特征在于中心轮辋(1)采用两片式，设置有通孔，与电磁减震器(8)、弧形减震片(9)的下端孔位通过螺栓螺母(4)连接；一对螺栓螺母(4)、四片弧形减震片(9)和一个电磁减震器(8)为一组减震装置，四片两两相对成椭圆形设置在电磁减震器(8)的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，其特征在于橡胶限位块(7)设置在每一组减震装置的空隙里，由沉头螺钉(5)固定在中心轮辋(1)预留的凹槽中。
4.根据权利要求2所述的一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，其特征在于每组减震装置的上端孔位通过螺栓螺母(4)连接在刚性支撑圆(6)上。
5.根据权利要求4所述的一种集成变弹性与能量回收的自供能免充气车轮，其特征在于电磁减震器(8)的下端孔位连接在中心轮辋(1)处，上端孔位连接在刚性支撑圆(6)上。
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