WO2019100550A1 - 平衡车车轮 - Google Patents

Abstract

一种平衡车车轮，包括轮毂（1）和安装在轮毂（1）上的轮胎本体（2），轮胎本体（2）横截面为工字型结构，包括第一支撑部（21）、第二支撑部（22）和中间连接部（23），中间连接部（23）垂直连接在第一支撑部（21）和第二支撑部（22）之间；第一支撑部（21）和第二支撑部（22）外侧壁上均设置有用于安装轮毂（1）的轮毂开口（24），第一支撑部（21）和第二支撑部（22）与地面接触能实现车体的垂直方向支撑；该轮胎的工字型中间部分的中间连接部，不与地面直接接触，提供左右工字型两侧的第一支撑部（21）和第二支撑部（22）之间的连接和力传导。通过以上结构设计，形成双胎并轮车轮，将该车轮安装在车体上时，由于自身宽度较大，且形成两个支撑点，可以保证平衡车侧倾方向得到支撑，骑行者在极低速情况下不会发生单向倾翻。

Description

平衡车车轮 技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，尤其是涉及一种平衡车车轮。

背景技术

平衡车，是采用内部加速度传感器与角速度传感器获取当前情况下的自身姿态，根据姿态信息采用倒立摆原理对电机扭矩进行相应控制，以保持自身姿态的稳态平衡。骑行过程中，骑行者自身姿态信息的变化导致平衡车稳态姿态遭到破坏从而实现平衡车的前后向行进。

传统的平衡车存在难以学习的缺陷，其原因在于极低速情况下独轮系统无法保证初学者在实现肌肉记忆之前能够保证自身在侧倾方向的平衡，而如果采用加宽平底轮胎对侧倾方向进行支撑则会导致平衡车难以转向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于平衡车领域的车轮结构，在保证平衡车在极低速情况下侧倾方向的支撑平衡与转向便利，以解决现有技术中存在的低速情况下侧倾方向不稳的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种平衡车车轮，包括轮毂和安装在所述轮毂上的轮胎本体，所述轮胎本体横截面为工字型结构，包括第一支撑部、第二支撑部和中间连接部，所述中间连接部垂直连接在所述第一支撑部和所述第二支撑部之间，所述第一支撑部和所述第二支撑部外侧壁上均设置有用于安装所述轮毂的轮毂开口，所述第一支撑部和所述第二支撑部与地面接触能实现车体的垂直方向支撑。

通过以上结构设计，形成双胎并轮车轮，将该车轮安装在车体上时，由于自身宽度较大，可以保证平衡车侧倾方向得到支撑，骑行者在极低速情况下不 会发生单向倾翻。

作为本发明的进一步改进，所述轮胎本体为充气型轮胎，所述轮胎本体内部具有一沿其宽度方向贯穿设置的充气腔。轮胎内部只有一个充气腔，由于两个支撑部和中间连接部之间的内腔均为连通的，所以充气腔内各部分压强一致，保证轮胎本体平稳运行，所述中间连接部不与地面直接接触，仅作为横向连接与保证所述充气腔内气道通畅。

作为本发明的另一种改进，所述轮胎本体为充气型轮胎，所述第一支撑部和所述第二支撑部内分别具有一用于容纳气体的第二充气腔，且两个所述第二充气腔彼此之间不连通。通过在两个支撑部内分别设置第二充气腔，中间连接部内不具有气腔，两边支撑部内气腔压强更加均匀一致，有利于轮胎本体的平稳运行，而且中间连接部不具有气腔，强度更高，平衡车轮胎强度更好，承载能力更强。

作为本发明的另一种改进，所述轮胎本体为免充气轮胎，如实心轮胎，在实心轮胎侧壁上设置多个横向镂空加强筋，具有缓冲好，不怕扎、免充气及可回收再利用等众多优点。

作为本发明的进一步改进，所述第一支撑部和所述第二支撑部均包括胎面部、胎肩部和胎体部，所述轮毂开口设置在所述胎体部上，所述胎面部为平面结构。所述胎面部为轮胎本体与地面接触部分，所述胎肩部位于胎面部与胎体部之间，当平衡车直向行驶或静止时，胎肩部提供胎面部到胎体部的连接与力传导能力，当平衡车发生向右或向左转向时轮胎发生向右或向左单侧翘起，胎肩部提供到地面的直接接触，轮胎本地为平底结构，增大接触面积，使车轮提供更加稳定支撑。

作为本发明的进一步改进，所述第一支撑部和所述第二支撑部均包括胎面部、胎肩部和胎体部，所述轮毂开口设置在所述胎体部上，所述胎面部为圆弧形结构。轮胎本体为圆底结构，可减少车轮转向时克服的摩擦力，从而方便车轮转向。

作为本发明的进一步改进，所述胎面部外表面为光滑面或花纹面。

作为本发明的进一步改进，所述胎肩部外表面为光滑面或花纹面。通过在胎面部和胎肩部设置花纹面以此提供轮胎对地面的摩擦力。

作为本发明的进一步改进，所述轮胎本体内部设置有用于增加强度的帘布层。强度较高的帘布层作为轮胎本体的受力骨架。

作为本发明的进一步改进，位于所述胎体部内侧的所述帘布层厚度大于位于所述胎面部和所述胎肩部内侧的所述帘布层厚度。

作为本发明的进一步改进，所述轮毂为工字形框架结构，所述轮胎本体套设在所述轮毂上后能保证所述第一充气腔内不同位置之间的通气，或能保证两个所述第二充气腔的完全气密封闭，使两个第二充气腔之间彼此独立，不受影响。轮胎本体安装在同一个工字型框架式轮毂上，轮胎套在轮毂上之后能够保证内部气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等，或两个第二充气腔的气密封闭，两个支撑部内部气压均匀稳定。

作为本发明的进一步改进，所述轮毂的数量为两个，两个所述轮毂均为圆盘形结构，两个所述轮毂分别安装在所述第一支撑部和所述第二支撑部的所述轮毂开口上。轮胎套在轮毂上之后能够保证内部第一充气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等，或两个第二充气腔的气密封闭，两个支撑部内部气压均匀稳定。

本发明的有益效果为：该车轮安装在车体上时，由于轮胎自身宽度较大，可以保证平衡车侧倾方向得到支撑，骑行者在极低速情况下不会发生单向倾翻；当骑行者转向过程中由于克服转向向心力产生的反作用力使得转弯时该轮胎工字型单侧与地面进行接触，接触面积因此大大减小，避免了加宽平底轮胎接触面积过大导致的难以转向问题；本发明具有结构简单、成本低、操作方便的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明平衡车车轮的立体结构示意图；

图2是本发明平衡车车轮中轮胎本体的立体结构示意图；

图3是本发明平衡车车轮中轮胎本体的主视图；

图4是本发明平衡车车轮的侧视图；

图5是图4中A向不含轮毂的一种实施例的剖视图；

图6是图4中A向含轮毂的一种实施例的剖视图；

图7是图4中A向含露骨的另一种实施例的剖视图。

图中1、轮毂；2、轮胎本体；21、第一支撑部；22、第二支撑部；23、中间连接部；24、轮毂开口；25、胎面部；26、胎肩部；27、胎体部；200、充气腔；300、第二充气腔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种平衡车车轮，包括轮毂1和安装在轮毂1上的轮胎本体2，轮胎本体2横截面为工字型结构，包括第一支撑部21、第二支撑部22和中间连接部23，中间连接部23垂直连接在第一支撑部21和第二支撑部22之间；如图2所示，第一支撑部21和第二支撑部22外侧壁上均设置有用于安装轮毂1的轮毂开口24，第一支撑部21和第二支撑部22与地面接触能实现车体的垂直方向支撑；该轮胎的工字型中间部分的中间连接部23，不与 地面直接接触，提供左右工字型两侧的第一支撑部21和第二支撑部22之间的连接和力传导。通过以上结构设计，形成双胎并轮车轮，将该车轮安装在车体上时，由于自身宽度较大，且形成两个支撑点，可以保证平衡车侧倾方向得到支撑，骑行者在极低速情况下不会发生单向倾翻。

如图5所示，作为一种可选的实施方式，本申请中轮胎本体2为充气型轮胎，轮胎本体2内部具有一沿其宽度方向贯穿设置的第一充气腔200。轮胎内部只有一个第一充气腔200，由于两个支撑部和中间连接部23之间的内腔均为连通的，所以第一充气腔200内各部分压强一致，保证轮胎本体2平稳运行，中间连接部23不与地面直接接触，仅作为横向连接与保证第一充气腔200内气道通畅。轮胎本体2内部第一充气腔200保证第一支撑部21和第二支撑部22内腔的连通实现轮胎本体2整体的压强平衡。

如图3和图4所示，第一支撑部21和第二支撑部22均包括胎面部25、胎肩部26和胎体部27，轮毂开口24设置在胎体部27上，胎面部25为平面结构。胎面部25为轮胎本体2与地面接触部分，胎肩部26位于胎面部25与胎体部27之间，当平衡车直向行驶或静止时，胎肩部26提供胎面部25到胎体部27的连接与力传导能力，当平衡车发生向右或向左转向时轮胎发生向右或向左单侧翘起，胎肩部26提供到地面的直接接触，胎体部27实现对地面的垂直应力承担，轮胎本体2为平底结构，增大接触面积，使车轮提供更加稳定支撑；优选的，胎面部25外表面为光滑面；为了增加与地面摩擦力，胎面部25也可以设置成花纹面；当车体发生转向时，需要单侧支撑部与地面接触，此时胎肩与地面接触，所以胎肩部26外表面为光滑面，为了增加摩擦力也可以将胎肩部26设置成花纹面；通过在胎面部25和胎肩部26设置花纹面以此提供轮胎对地面的摩擦力；轮胎本体2内部设置有用于增加强度的帘布层。强度较高的帘布层作为轮胎本体2的受力骨架；位于胎体部27内侧的帘布层厚度大于位于胎面部25和胎肩部26内侧的帘布层厚度；

如图6所示，作为一种优选的实施方式，轮毂1为工字形框架结构，轮胎本体2套设在轮毂1上后能保证第一充气腔200的通气。轮胎本体2安装在同 一个工字型框架式轮毂1上，轮胎套在轮毂1上之后能够保证内部气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等；作为另一种优选的实施方式，轮毂1的数量为两个，两个轮毂1均为圆盘形结构，两个轮毂1分别安装在第一支撑部21和第二支撑部22的轮毂开口24上。轮胎套在轮毂1上之后能够保证内部气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等。

优选的，轮胎本体2也可以采用免充气轮胎，如实心轮胎，在实心轮胎侧壁上设置多个横向镂空加强筋，具有缓冲好，不怕扎、免充气及可回收再利用等众多优点。

实施例2：

本实施例2与实施例1的不同点在于：第一支撑部21和第二支撑部22均包括胎面部25、胎肩部26和胎体部27，轮毂开口24设置在胎体部27上，胎面部25为圆弧形结构。轮胎本体2为圆底结构，可减少车轮转向时克服的摩擦力，从而方便车轮转向。优选的，胎面部25外表面为光滑面；为了增加与地面摩擦力，胎面部25也可以设置成花纹面；当车体发生转向时，需要单侧支撑部与地面接触，此时胎肩与地面接触，所以胎肩部26外表面为光滑面，为了增加摩擦力也可以将胎肩部26设置成花纹面；通过在胎面部25和胎肩部26设置花纹面以此提供轮胎对地面的摩擦力；轮胎本体2内部设置有用于增加强度的帘布层。强度较高的帘布层作为轮胎本体2的受力骨架；位于胎体部27内侧的帘布层厚度大于位于胎面部25和胎肩部26内侧的帘布层厚度；

作为一种优选的实施方式，轮毂1为工字形框架结构，轮胎本体2套设在轮毂1上后能保证第一充气腔200的通气。轮胎本体2安装在同一个工字型框架式轮毂1上，轮胎套在轮毂1上之后能够保证内部气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等；作为另一种优选的实施方式，轮毂1的数量为两个，两个轮毂1均为圆盘形结构，两个轮毂1分别安装在第一支撑部21和第二支撑部22的轮毂开口24上。轮胎套在轮毂1上之后能够保证内部气腔的正常通气，保证轮胎两个工字型外侧部分内部气压相等。

实施例3：

如图7所示，本实施例3与实施例1的不同点在于：轮胎本体2为充气型轮胎，第一支撑部21和第二支撑部22内分别具有一用于容纳气体的第二充气腔300，且两个第二充气腔300彼此之间不连通；通过在两个支撑部内分别设置第二充气腔300，中间连接部内不具有气腔，两边支撑部内气腔压强更加均匀一致，有利于轮胎本体2的平稳运行，而且中间连接部23不具有气腔，强度更高，平衡车轮胎强度更好，承载能力更强。第一支撑部21和第二支撑部22均包括胎面部25、胎肩部26和胎体部27，轮毂开口24设置在胎体部27上，胎面部25为平面或圆弧形结构；既轮胎本体2为平底结构或圆底结构，平底结构的轮胎本体2不易歪斜倾倒，放置在地面上更加平稳，圆底结构的轮胎本体2可减少车轮转向时克服的摩擦力，从而方便车轮转向。优选的，胎面部25外表面为光滑面；为了增加与地面摩擦力，胎面部25也可以设置成花纹面；当车体发生转向时，需要单侧支撑部与地面接触，此时胎肩与地面接触，所以胎肩部26外表面为光滑面，为了增加摩擦力也可以将胎肩部26设置成花纹面；通过在胎面部25和胎肩部26设置花纹面以此提供轮胎对地面的摩擦力；轮胎本体2内部设置有用于增加强度的帘布层。强度较高的帘布层作为轮胎本体2的受力骨架；位于胎体部27内侧的帘布层厚度大于位于胎面部25和胎肩部26内侧的帘布层厚度；

轮毂1为工字形框架结构，轮胎本体2套设在轮毂1上。作为另一种优选的实施方式，轮毂1的数量为两个，两个轮毂1均为圆盘形结构，两个轮毂1分别安装在第一支撑部21和第二支撑部22的轮毂开口24上。

轮胎自身呈工字型结构，该结构保证了轮胎的横向稳定性，即静止状态下有别于窄体轮胎提供了侧向支撑力，保证同宽体平底轮胎一致，不会发生侧翻；同时在行进状态下又有别于宽体轮胎，胎体横向部分并非完全与地面直接接触，大大减小接触面积降低接触摩檫力，提供了转向能力。

当骑行者转向过程中由于克服转向向心力产生的反作用力使得转弯时该轮 胎工字型单侧与地面进行接触，接触面积因此大大减小，避免了加宽平底轮胎接触面积过大导致的难以转向问题；本发明具有结构简单、成本低、操作方便的特点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1. 一种平衡车车轮，其特征在于：包括轮毂(1)和安装在所述轮毂(1)上的轮胎本体(2)，所述轮胎本体(2)横截面为工字型结构，包括第一支撑部(21)、第二支撑部(22)和中间连接部(23)，所述中间连接部(23)垂直连接在所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)之间，所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)外侧壁上均设置有用于安装所述轮毂(1)的轮毂开口(24)，所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)与地面接触能实现车体的垂直方向支撑。
2. 根据权利要求1所述的平衡车车轮，其特征在于：所述轮胎本体(2)为充气型轮胎，所述轮胎本体(2)内部具有一沿其宽度方向贯穿设置的第一充气腔(200)。
3. 根据权利要求1所述的平衡车车轮，其特征在于：所述轮胎本体(2)为充气型轮胎，所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)内分别具有一用于容纳气体的第二充气腔(300)，且两个所述第二充气腔(300)彼此之间不连通。
4. 根据权利要求2或3所述的平衡车轮胎，其特征在于：所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)均包括胎面部(25)、胎肩部(26)和胎体部(27)，所述轮毂开口(24)设置在所述胎体部(27)上，所述胎面部(25)为平面结构或圆弧形结构。
5. 根据权利要求4所述的平衡车车轮，其特征在于：所述胎面部(25)外表面为光滑面或花纹面。
6. 根据权利要求5所述的平衡车车轮，其特征在于：所述胎肩部(26)外表面为光滑面或花纹面。
7. 根据权利要求4所述的平衡车车轮，其特征在于：所述轮胎本体(2) 内部设置有用于增加强度的帘布层。
8. 根据权利要求7所述的平衡车车轮，其特征在于：位于所述胎体部(27)内侧的所述帘布层厚度大于位于所述胎面部(25)和所述胎肩部(26)内侧的所述帘布层厚度。
9. 根据权利要求2或3所述的平衡车车轮，其特征在于：所述轮毂(1)为工字形框架结构，所述轮胎本体(2)套设在所述轮毂(1)上。
10. 根据权利要求2或3所述的平衡车车轮，其特征在于：所述轮毂(1)的数量为两个，两个所述轮毂(1)均为圆盘形结构，两个所述轮毂(1)分别安装在所述第一支撑部(21)和所述第二支撑部(22)的所述轮毂开口(24)上。

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