JP6966083B2 - 内駆動式球形タイヤ及びその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は球形タイヤを取り上げて、具体的には内駆動式球形タイヤ及びその駆動方法である。

現代自動車用タイヤは一般的に円盤型を採用する。現代交通と生産力の実際状況を結合すると、円盤型タイヤは確かに最良の選択である。しかし、円盤型のタイヤは、現代交通システムで停車する時、大きな面倒を引き起こす。円盤型のタイヤの場合は、運転手が何度も位置を調整して初めて正確に駐車スペースに停車することができる。現代球形タイヤは円盤型タイヤと異なり、球形タイヤは全方向に死角なく回転でき、位置調整により停車することが不要になり、形状及び位置の調整すら不要になり、実際状況において、円盤型タイヤよりもっと便利であり、操作性も円盤型タイヤより良いのである。
現代球形タイヤは現代自動車に適応するために、基本駆動パターンは外部から駆動力を加えることにより駆動することであるので、外部駆動装置が必要となり、球形タイヤの外部構成上の設計が比較的に複雑である。内部動力駆動に対して、安定性が原因で、発展が比較的に遅く、且つ球形タイヤが現代生産力に適応できないため、大部分の車種は球形タイルを使用しない。しかし現代コンセプトカーには、球形タイヤを使用するのがあり、例えばアウディが2020年に出す予定のアウディ球形タイヤ車種、このため、未来発展の新型タイヤとして、球形タイヤも重点の一つである。

中国特許出願公開第101650267号明細書

本発明は従来技術における欠点及び不足を克服するために、内駆動式球形タイヤを提供することを第一目的とし、当該球形タイヤは内部駆動の方式を採用し、外部殻体を全部タイヤと位置づけ、タイヤ全体自身が内部制御を行うことによって、球形タイヤを外部構成設計上でもっと簡単にさせ、且つ駆動方式ももっと簡便にさせ且つ容易に実現できる。

本発明は上記内駆動式球形タイヤの駆動方法を提供することを第二目的とする。

本発明の第一目的は以下の技術プランを通じて実現する：内駆動式球形タイヤは、外球体と、内球体と、第一組三相巻線と、第二組三相巻線と、第一電源と、第二電源とを含む；前記内球体と前記外球体とがいずれも中空球体であり、前記内球体が前記外球体の内部に設置され且つ両者が可動接続関係であり、前記外球体と前記内球体との球心が同じである；

前記第一組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第一三相巻線、第二三相巻線、第三三相巻線である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがそれぞれ前記外球体の内表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがいずれも前記第一電源に接続され、前記第一電源により電流を提供する；前記第一電源が前記外球体の内部に設置される；

前記第二組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第四三相巻線、第五三相巻線、第六三相巻線である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とがそれぞれ前記内球体の外表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とがいずれも前記第二電源に接続され、前記第二電源により電流を提供する；前記第二電源が前記内球体の内部に設置される。

優選的に、前記第一三相巻線が第一加減抵抗器と第一インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第二三相巻線が第二加減抵抗器と第二インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第三三相巻線が第三加減抵抗器と第三インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続する；前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とがいずれも前記外球体の内部に設置される；

前記第四三相巻線が第四加減抵抗器と第四インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第五三相巻線が第五加減抵抗器と第五インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第六三相巻線が第六加減抵抗器と第六インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続する；前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがいずれも前記内球体の内部に設置される；前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがそれぞれ無線通信モジュールにより球形タイヤの外部のコントローラーに接続し、前記コントローラーにより前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとの出力電流の周波数をコントロールし、同時に前記コントローラーにより前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器との出力電流の大きさをコントロールする。

優選的に、前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線と、前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とはいずれも三角接続あるいは星形接続である。

優選的に、前記外球体の内表面には凹溝が三つ設置され、前記三つの凹溝の円心がいずれも前記外球体の球心であり、前記三つの凹溝は空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置される。

前記内球体の外表面には三つの凹溝が設置され、前記三つの凹溝の円心がいずれも球心であり、前記三つの凹溝が空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置される。

優選的に、前記外球体がその内部のバランス装置を通じて前記内球体と可動接続する；

前記バランス装置は三つのリングを含み、それぞれ第一リングと、第二リングと第三リングであり、その中、三つのリングは二つずつ互いに直交する；前記第一リングの内側と前記第二リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第一接触位置と第二接触位置であり、その中、前記第一接触位置と前記第二接触位置が前記外球体と前記内球体との球心を中心として対称であり、前記第一リングが前記第一接触位置と前記第二接触位置とを通して前記第二リングに対して動く；前記第二リングの内側と前記第三リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第三接触位置と第四接触位置であり、その中前記第三接触位置と前記第四接触位置が前記外球体と前記内球体の球心を中心として対称であり、前記第二リングが前記第三接触位置と前記第四接触位置とを通して前記第三リングに対して動く；

前記第一リングが前記外球体の内表面に可動設置される；前記内球体が前記バランス装置の内部に位置し、前記第三リングが前記内球体の外表面に可動設置され、前記外球体と前記内球体との球心と、前記第一リングと前記第二リングと前記第三リングとの円心とがいずれも同じ点である。

さらに、前記第三リングと前記内球体の外表面との間が第一軸と第二軸とを通じて可動接続され、その中、前記第一軸と前記第二軸が共線であり、且つ前記第一軸と前記第二軸との軸線が前記内球体の球心を通り抜ける；

前記第三リングの内側には凹溝が一つ設置され、前記第一軸と前記第二軸との一端が前記内球体の外表面と固定接続し、前記第一軸と前記第二軸との他端がそれぞれ前記第三リング内側の凹溝の中に位置する。

優選的に、前記第一電源と前記第二電源とがいずれも無線充電電源であり、球形タイヤの外部の無線充電装置により無線充電を行う。

本発明の第二目的は以下の技術プランを通じて実現する：前記内駆動式球形タイヤの駆動方法は、以下のステップを含む：

前記第一電源により前記第一組三相巻線の中の前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とに第一方向の電流を提供する；同時に前記第二電源により前記第二組三相巻線の中の前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とに第二方向の電流を提供する；その中、第一方向と第二方向とが逆方向であり、逆方向の電流が前記第一組三相巻線と前記第二組三相巻線での流れは、前記第一組三相巻線が発生する磁界と前記第二組三相巻線が発生する磁界とを異方性にさせ、異方性磁界が前記外球体を前記内球体に対して回転させ、これによって球形タイヤを回転させる。

優選的に、前記外球体の回転方向を変えることが必要となる時、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とを調節することによって前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第一方向電流を提供し、相応の大きさの第一方向電流が前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて一つの磁力方向を生成する；同時に前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とを調節することによって前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第二方向電流を提供し、相応の大きさの第二方向電流が前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて相応の磁力方向を生成し、上記二つの磁力方向に対応して発生する異方性磁界は前記外球体を前記内球体に対して相応方向に回転させる。

優選的に、前記外球体の回転速度を変えることが必要となる時、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；同時に、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変え、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度との変化は前記外球体の回転速度を相応に調節させる；その中、同一時刻において、前記第一インバータと前記第四インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第二インバータと前記第五インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第三インバータと前記第六インバータとから出力される電流の周波数が同じで、即ち同一時刻において、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度とは同じである。

既存の技術と比べて、本発明の有益な効果は下記の通りである：

（1）本発明による内駆動式球形タイヤは、中空外球体と、外球体の内部に設置し且つ外球体と移動可能に接続される内球体と、第一組三相巻線と、第二組三相巻線と、第一電源と、第二電源とを含む；その中に第一組三相巻線が、直交し且つ前記外球体の内表面に位置する三つの三相巻線から構成され、第二組三相巻線が、直交し且つ前記内球体の外表面に位置する三つの三相巻線から構成され、前記第一電源が前記第一組三相巻線の各三相巻線に電流を提供し且つ外球体内部に位置し、前記第二電源が前記第二組三相巻線の各三相巻線に電流を提供し且つ内球体内部に位置し、前記第一電源と前記第二電源がそれぞれ二つ組の三相巻線に逆電流を対応的に提供するとき、二つ組の三相巻線がそれぞれ発生した磁界が異方性磁界であり、異方性磁界は前記外球体を前記内球体に対して回転させ、これにより球形タイヤを回転させる。上記により、本発明による球形タイヤが内部の二つ組の三相巻線の作用により駆動を実現し、内駆動式であり、それ以外の外部駆動装置を追加し駆動する必要がなく、外部殻体を全部タイヤと位置づけ、タイヤ全体自身が内部制御を行うことによって、球形タイヤを外部構成設計上でもっと簡単にさせ、且つ駆動方式ももっと簡便にさせ且つ容易に実現できる。

（2）本発明による内駆動式球形タイヤにおいて、第一組三相巻線の三つの三相巻線がそれぞれ加減抵抗器とインバータに接続された後、第一電源に接続され、第二組三相巻線の三つの三相巻線がそれぞれ加減抵抗器とインバータに接続された後、第二電源に接続される；本発明において、第一電源が接続される各加減抵抗器を調節することにより第一組三相巻線の三つの三相巻線まで入力する電流の大きさを調節し、これによりこの三つの三相巻線がそれぞれ三つの対応する大きさの磁力を生成し、これにより直交して組み合わせて対応的な磁力方向を生成し、その同時に第二電源が接続される各加減抵抗器を調節することにより第二組三相巻線の三つの三相巻線まで入力する電流の大きさを調節し、これによりこの三つの三相巻線がそれぞれ三つの対応する大きさの磁力を生成し、これにより直交して組み合わせて対応的な磁力方向を生成し、上記二つの磁力方向が対応し生成する異方性磁界により外球体を内球体に対して相応方向に回転させる。また、本発明において、外球体の回転速度を変えることが必要となる時、各インバータから出力する電流の周波数をそれぞれ調節し、第一組三相巻線が接続される三つのインバータから出力する相応の周波数の電流が第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；第二組三相巻線が接続される三つのインバータから出力する相応の周波数の電流が第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度との変化は外球体の回転速度を相応に調節させる。上記により、本発明が加減抵抗器とインバータの調節により球形タイヤの転向と回転速度の制御を実現し、球形タイヤの転向と回転速度の制御が簡単で快速で便利であるというメリットを持つ。

（3）本発明による内駆動式球形タイヤにおいて、各インバータと加減抵抗器がいずれも無線通信モジュールにより球形タイヤの外部のコントローラーに接続し、当該コントローラーにより各インバータの出力電流の周波数と各加減抵抗器の出力電流の大きさをコントロールし、これにより球形タイヤの転向と回転速度の制御を実現する。

（4）本発明による内駆動式球形タイヤにおいて、外球体と内球体とがバランス装置を通じて可動接続し、当該バランス装置は三つのリングを含み、三つのリングが外側から内側まで直交分布され且つ相対的に移動することができ、最も外側のリングが外球体の内表面に可動設置され、最も内側のリングが内球体の外表面に可動設置され、上記バランス装置が、球形タイヤを外球体の回転により前進させ、内球体が非常に小さな動作であり、内球体の相対安定を実現でき、これにより球形タイヤのバランス制御を実現する。

（5）本発明による内駆動式球形タイヤにおいて、採用される第一電源と第二電源とが無線充電電源であり、電源を使い切った場合、直接に無線充電装置により無線充電を行うことができ、充電方式が非常に便利である。

図1は本発明の内駆動式球形タイヤ三相巻線直交空間位置模式図である。 図2は本発明の内駆動式球形タイヤ電気回路原理構成図である。 図3は本発明の内駆動式球形タイヤ外球体部分断面図である。 図4は本発明の内駆動式球形タイヤ内球体部分断面図である。 図5は本発明の内駆動式球形タイヤの中のバランス装置模式図である。

以下は実施例及び付図を交えて本発明に対して更に詳しく説明し、しかし、本発明の実施例はこれに限らない。

実施例

本実施例は内駆動式球形タイヤを開示し、外球体と、内球体と、第一組三相巻線と、第二組三相巻線と、第一電源と、第二電源とを含む；前記内球体と前記外球体とがいずれも中空球体であり、前記内球体が前記外球体の内部に設置され且つ両者が可動接続関係であり、前記外球体と前記内球体との球心が同じである。

本実施例の中、前記第一組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第一三相巻線、第二三相巻線、第三三相巻線である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがそれぞれ前記外球体の内表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがいずれも前記第一電源に接続され、前記第一電源により電流を提供する；前記第一電源が前記外球体の内部に設置される。その中、前記第一三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第二三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第三三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とが位置する平面は二つずつ互いに直交する関係である。

本実施例の中、前記第二組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第四三相巻線、第五三相巻線、第六三相巻線である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とがそれぞれ前記内球体の外表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とがいずれも前記第二電源に接続され、前記第二電源により電流を提供する；前記第二電源が前記内球体の内部に設置される。その中、前記第四三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第五三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第六三相巻線の三つのコイルが前記外球体の内表面に位置し且つ面一になり、前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とが位置する平面は二つずつ互いに直交する関係である。

本実施例の中、前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線と、前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とはいずれも三角接続あるいは星形接続であり、その中、三角接続の場合、XYZ三次元空間座標系において、前記第一組三相巻線の中の三つの三相巻線が直交した後の空間位置模式図を図1に示し、図1の中、三角形ABCはXOY平面における前記第一三相巻線の接続により構成され、三角形ABCはZ軸に対して垂直であり、頂点A、B、Cは前記第一三相巻線の三つのコイルの接続点である；三角形DEFはYOZ平面における前記第二三相巻線の接続により構成され、三角形DEFはX軸に対して垂直であり、頂点D、E、Fは前記第二三相巻線の三つのコイルの接続点である；三角形IJKはXOZ平面における前記第三三相巻線の接続により構成され、三角形IJKはY軸に対して垂直であり、頂点I、J、Kは前記第三三相巻線の三つのコイルの接続点である。

図2が示すように、本実施例の中、前記第一三相巻線が第一加減抵抗器と第一インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第二三相巻線が第二加減抵抗器と第二インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第三三相巻線が第三加減抵抗器と第三インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続する；その中、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とがいずれも前記外球体の内部に設置される；前記第四三相巻線が第四加減抵抗器と第四インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第五三相巻線が第五加減抵抗器と第五インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第六三相巻線が第六加減抵抗器と第六インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続する；その中、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがいずれも前記内球体の内部に設置される；本実施例の中、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがそれぞれ無線通信モジュールにより球形タイヤの外部のコントローラーに接続し、前記コントローラーにより前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとの出力電流の周波数をコントロールし、同時に前記コントローラーにより前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器との出力電流の大きさをコントロールする。

図3が示すように、本実施例の中、前記外球体の内表面には凹溝が三つ設置され、前記三つの凹溝の円心がいずれも前記外球体の球心であり、前記三つの凹溝は空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置され、前記三つの凹溝をそれぞれ第一凹溝と、第二凹溝と、第三凹溝と定義すると、前記第一三相巻線の三つのコイルが前記第一凹溝の中に均一に配置され、前記第二三相巻線の三つのコイルが前記第二凹溝の中に均一に配置され、前記第三三相巻線の三つのコイルが前記第三凹溝の中に均一に配置される。

図4が示すように、本実施例の中、前記内球体の外表面には三つの凹溝が設置され、前記内球体の外表面にある前記三つの凹溝の円心がいずれも球心であり、前記三つの凹溝が空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置される。

本実施例の中、前記外球体がその内部のバランス装置を通じて前記内球体と可動接続する；図5が示すように、本実施例の中、外から内へ、前記バランス装置は三つのリングを含み、それぞれ第一リングと、第二リングと第三リングであり、その中、三つのリングは二つずつ互いに直交する；前記第一リングの内側と前記第二リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第一接触位置と第二接触位置であり、その中、前記第一接触位置と前記第二接触位置が前記外球体と前記内球体との球心を中心として対称であり、前記第一リングが前記第一接触位置と前記第二接触位置とを通して前記第二リングに対して動き、図5が示すように、本実施例の中、前記第二リングの外側には二つの開口が設置され、二つの開口が球心を中心として対称であり、前記第一リングの内側縁辺が二つの開口の中に置かれ、且つ開口の中で動くことができる；前記第二リングの内側と前記第三リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第三接触位置と第四接触位置であり、その中前記第三接触位置と前記第四接触位置が前記外球体と前記内球体の球心を中心として対称であり、前記第二リングが前記第三接触位置と前記第四接触位置とを通して前記第三リングに対して動き、図5が示すように、本実施例の中、前記第三リングの外側には二つの開口が設置され、二つの開口が球心を中心として対称であり、前記第二リングの内側縁辺が二つの開口の中に置かれ、且つ開口の中で動くことができる。

本実施例の中、前記第一リングが前記外球体の内表面に可動設置され、本実施例の中、前記第一リングの外側表面と前記外球体の内表面との間にはスチールボールが設置され、前記第一リングと前記外球体との間が前記スチールボールを通じて相対移動を行う；前記内球体が前記バランス装置の内部に位置し、前記第三リングが前記内球体の外表面に可動設置され、前記外球体と前記内球体との球心と、前記第一リングと前記第二リングと前記第三リングとの円心とがいずれも同じ点である。

本実施例の中、前記第三リングと前記内球体の外表面との間が第一軸と第二軸とを通じて可動接続され、その中、前記第一軸と前記第二軸が共線であり、且つ前記第一軸と前記第二軸との軸線が前記内球体の球心を通り抜ける；その中、前記第三リングの内側には凹溝が一つ設置され、前記第一軸と前記第二軸との一端が前記内球体の外表面と固定接続し、前記第一軸と前記第二軸との他端がそれぞれ前記第三リング内側の凹溝の中に位置する；本実施例の中、前記内球体と前記第三リングとの間が二本の軸により接続され、且つ前記内球体の内部全体の質量が偏心するため、内部全体が重力の作用のもとでセントロイドを内部全体の中の下方に位置させ、即ち、前記内球体のバランスを維持でき、外面の任意の固定参考系に対しての外部制御でも、人間の視覚と重力感覚に対しての内部制御でも、球体は常にバランスを保ち、これによって、外部が球形タイヤを制御する場合であっても内部が球形タイヤを制御する場合であっても、その前記コントローラーが制御する内部球体の相対位置が常に一定であるので、随意に回転する現象は起こらない。

本実施例の中、前記第一電源と前記第二電源とがいずれも無線充電電源であり、球形タイヤの外部の無線充電装置により無線充電を行う。

本実施例は上記内駆動式球形タイヤの駆動方法も開示し、その手順は次の通りである：

前記第一電源により前記第一組三相巻線の中の前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とに第一方向の電流を提供する；同時に前記第二電源により前記第二組三相巻線の中の前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とに第二方向の電流を提供する；その中、第一方向と第二方向とが逆方向であり、逆方向の電流が前記第一組三相巻線と前記第二組三相巻線での流れは、前記第一組三相巻線が発生する磁界と前記第二組三相巻線が発生する磁界とを異方性にさせ、異方性磁界が前記外球体を前記内球体に対して回転させ、これによって球形タイヤを回転させる。その中、同一時刻において、前記第一三相巻線と前記第四三相巻線が取得する電流は大きさが等しくて逆方向であり、前記第二三相巻線と前記第五三相巻線が取得する電流は大きさが等しくて逆方向であり、前記第三三相巻線と前記第六三相巻線が取得する電流は大きさが等しくて逆方向である。

前記外球体の回転方向を変えることが必要となる時、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とを調節することによって前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第一方向電流を提供し、相応の大きさの第一方向電流が前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて一つの磁力方向を生成する；同時に前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とを調節することによって前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第二方向電流を提供し、相応の大きさの第二方向電流が前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて相応の磁力方向を生成し、上記二つの磁力方向に対応して発生する異方性磁界は前記外球体を前記内球体に対して相応方向に回転させる。

前記外球体の回転速度を変えることが必要となる時、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；同時に、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変え、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度との変化は前記外球体の回転速度を相応に調節させる；その中、同一時刻において、前記第一インバータと前記第四インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第二インバータと前記第五インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第三インバータと前記第六インバータとから出力される電流の周波数が同じで、即ち同一時刻において、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度とは同じである。

磁界の回転軸速度ωは三つのベクトル成分のωx，ωy，ωzが直交して組み合わせることによって得られ、磁界の回転軸速度ωを既定座標系によって直交分解すると、三つのベクトル成分のωx，ωy，ωzがあり、各ベクトル成分のノルムは即ちこの軸回転モーメントの巻線が提供するモーメントである。その中：

ωzはYOZ平面上の三相巻線に三相交流電流が流れる時に生成した回転軸速度ベクトル成分である。

ωyはXOZ平面上の三相巻線に三相交流電流が流れる時に生成した回転軸速度ベクトル成分である。

ωxはXOY平面上の三相巻線に三相交流電流が流れる時に生成した回転軸速度ベクトル成分である。

fxはYOZ平面上の三相巻線を流れる三相交流電流の電流周波数であり、YOZ平面上の三相巻線が接続するインバータによりfxを調節できる。

fyはXOZ平面上の三相巻線を流れる三相交流電流の電流周波数であり、XOZ平面上の三相巻線が接続するインバータによりfyを調節できる。

fzはXOY平面上の三相巻線を流れる三相交流電流の電流周波数であり、XOY平面上の三相巻線が接続するインバータによりfzを調節できる。

上記実施例はただ本発明の比較的に良い実施方式で、本発明の実施方式は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨と原理を逸脱しない範囲で行う全ての変化、修整、代替、組合、省略は同等の入れ替え方式であり、本発明の保護範囲に含まれる。

Claims (2)

1. 外球体と、内球体と、第一組三相巻線と、第二組三相巻線と、第一電源と、第二電源とを含む；前記内球体と前記外球体とがいずれも中空球体であり、前記内球体が前記外球体の内部に設置され且つ両者が可動接続関係であり、前記外球体と前記内球体との球心が同じである；
   前記第一組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第一三相巻線、第二三相巻線、第三三相巻線である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがそれぞれ前記外球体の内表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とがいずれも前記第一電源に接続され、前記第一電源により電流を提供する；前記第一電源が前記外球体の内部に設置される；
   前記第二組三相巻線は三つの三相巻線を含み、それぞれ第四三相巻線、第五三相巻線、第六三相巻線である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とがそれぞれ前記内球体の外表面に設置され且つ二つずつ互いに直交する；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とが前記第二電源に接続され、前記第二電源により電流を提供する；前記第二電源が前記内球体の内部に設置される；
   前記第一三相巻線が第一加減抵抗器と第一インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第二三相巻線が第二加減抵抗器と第二インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続し、前記第三三相巻線が第三加減抵抗器と第三インバータと順に接続した後で前記第一電源に接続する；前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とがいずれも前記外球体の内部に設置される；
   前記第四三相巻線が第四加減抵抗器と第四インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第五三相巻線が第五加減抵抗器と第五インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続し、前記第六三相巻線が第六加減抵抗器と第六インバータと順に接続した後で前記第二電源に接続する；前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがいずれも前記内球体の内部に設置される；前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータと、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とがそれぞれ無線通信モジュールにより球形タイヤの外部のコントローラーに接続し、前記コントローラーにより前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータと、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとの出力電流の周波数をコントロールし、同時に前記コントローラーにより前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器と、前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器との出力電流の大きさをコントロールし、
   前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線と、前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とはいずれも三角接続あるいは星形接続であり、前記外球体の内表面には凹溝が三つ設置され、前記三つの凹溝の円心がいずれも前記外球体の球心であり、前記三つの凹溝は空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置される；
   前記内球体の外表面には三つの凹溝が設置され、前記三つの凹溝の円心がいずれも球心であり、前記三つの凹溝が空間上では二つずつ互いに直交する関係である；前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とが前記三つの凹溝の中にそれぞれ対応して設置され、
   前記外球体がその内部のバランス装置を通じて前記内球体と可動接続する；
   前記バランス装置は三つのリングを含み、それぞれ第一リングと、第二リングと第三リングであり、その中、三つのリングは二つずつ互いに直交する；前記第一リングの内側と前記第二リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第一接触位置と第二接触位置であり、その中、前記第一接触位置と前記第二接触位置が前記外球体と前記内球体との球心を中心として対称であり、前記第一リングが前記第一接触位置と前記第二接触位置とを通して前記第二リングに対して動く；前記第二リングの内側と前記第三リングの外側には二つの可動接触位置があり、それぞれ第三接触位置と第四接触位置であり、その中前記第三接触位置と前記第四接触位置が前記外球体と前記内球体の球心を中心として対称であり、前記第二リングが前記第三接触位置と前記第四接触位置とを通して前記第三リングに対して動く；
   前記第一リングが前記外球体の内表面に可動設置される；前記内球体が前記バランス装置の内部に位置し、前記第三リングが前記内球体の外表面に可動設置され、前記外球体と前記内球体との球心と、前記第一リングと前記第二リングと前記第三リングとの円心とがいずれも同じ点であり、
   前記第三リングと前記内球体の外表面との間が第一軸と第二軸とを通じて可動接続され、その中、前記第一軸と前記第二軸が共線であり、且つ前記第一軸と前記第二軸との軸線が前記内球体の球心を通り抜ける；
   前記第三リングの内側には凹溝が一つ設置され、前記第一軸と前記第二軸との一端が前記内球体の外表面と固定接続し、前記第一軸と前記第二軸との他端がそれぞれ前記第三リング内側の凹溝の中に位置し、
   前記第一電源と前記第二電源とがいずれも無線充電電源であり、球形タイヤの外部の無線充電装置により無線充電を行うこと、
   前記外球体の回転方向を変えることが必要となる時、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とを調節することによって前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第一方向電流を提供し、相応の大きさの第一方向電流が前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて一つの磁力方向を生成する；同時に前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とを調節することによって前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第二方向電流を提供し、相応の大きさの第二方向電流が前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて相応の磁力方向を生成し、上記二つの磁力方向に対応して発生する異方性磁界は前記外球体を前記内球体に対して相応方向に回転させること、
   前記外球体の回転速度を変えることが必要となる時、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；同時に、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変え、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度との変化は前記外球体の回転速度を相応に調節させる；その中、同一時刻において、前記第一インバータと前記第四インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第二インバータと前記第五インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第三インバータと前記第六インバータとから出力される電流の周波数が同じで、即ち同一時刻において、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度とは同じであることを特徴とする内駆動式球形タイヤ。
2. 前記第一電源により前記第一組三相巻線の中の前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とに第一方向の電流を提供する；同時に前記第二電源により前記第二組三相巻線の中の前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とに第二方向の電流を提供する；その中、第一方向と第二方向とが逆方向であり、逆方向の電流が前記第一組三相巻線と前記第二組三相巻線での流れは、前記第一組三相巻線が発生する磁界と前記第二組三相巻線が発生する磁界とを異方性にさせ、異方性磁界が前記外球体を前記内球体に対して回転させ、これによって球形タイヤを回転させ、
   前記外球体の回転方向を変えることが必要となる時、前記第一加減抵抗器と、前記第二加減抵抗器と、前記第三加減抵抗器とを調節することによって前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第一方向電流を提供し、相応の大きさの第一方向電流が前記第一三相巻線と、前記第二三相巻線と、前記第三三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて一つの磁力方向を生成する；同時に前記第四加減抵抗器と、前記第五加減抵抗器と、前記第六加減抵抗器とを調節することによって前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とにそれぞれ相応の大きさの第二方向電流を提供し、相応の大きさの第二方向電流が前記第四三相巻線と、前記第五三相巻線と、前記第六三相巻線とでの流れは、三者にそれぞれ相応の大きさの磁力を発生させ、三つの相応の大きさの磁力が直交した後で組み合わせて相応の磁力方向を生成し、上記二つの磁力方向に対応して発生する異方性磁界は前記外球体を前記内球体に対して相応方向に回転させ、
   前記外球体の回転速度を変えることが必要となる時、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第一インバータと、前記第二インバータと、前記第三インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変える；同時に、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される電流の周波数をそれぞれ調節し、前記第四インバータと、前記第五インバータと、前記第六インバータとから出力される相応の周波数の電流が前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度を相応に変え、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度との変化は前記外球体の回転速度を相応に調節させる；その中、同一時刻において、前記第一インバータと前記第四インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第二インバータと前記第五インバータとから出力される電流の周波数が同じで、前記第三インバータと前記第六インバータとから出力される電流の周波数が同じで、即ち同一時刻において、前記第一組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度と前記第二組三相巻線が発生する磁界の回転軸速度とは同じであることを含む、請求項１記載の内駆動式球形タイヤの駆動方法。

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