一种可调节底盘高度的非充气电动车轮

1.本发明涉及非充气轮胎设计领域，尤其涉及一种可调节底盘高度的非充气电动车轮。


背景技术：

2.目前，无人星球车一般采用刚性车轮，载人星球车一般采用金属弹性车轮。刚性车轮结构简单，承载性能好，应用最广，也最为成熟，而弹性车轮在受载时会发生弹性变形，能够减少振动和冲击。但由于外星球的星球表面环境恶劣，使星球表面的路况更加复杂，在运用星球车进行星球探索的过程中会遇到难以通过的路面。一般的星球车改变底盘的高度的范围有限，车辆的越障能力不足，而且对于摩擦力较小的星球表面其通过性不是很好。
3.因此，如何方便的改变地盘高度，以提升车辆越障能力，并且可以对星球表面保持较大的摩擦力，即成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明针对以上问题，提出了一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，能够使汽车在特殊工况下，通过控制轴的位移来改变车轮的半径，从而实现改变车辆的底盘高度，提升车辆越障能力的目的；并且可以对星球表面保持较大的摩擦力。
5.本发明的技术方案为：所述非充气电动车轮包括从外到内设置的輮轮1、轮毂4以及轴5；所述轮毂4的中心安装在轴5上，并且二者之间还设有电机组6，所述电机组6包括转动电机和直线电机，所述转动电机的转子7固定连接在所述轮毂4中，所述直线电机的初级9固定连接在转动电机的定子8中，所述轴5贯穿所述直线电机，并且与直线电机的次级10固定相连；从而通过直线电机即可带动转动电机、轮毂4以及輮轮1整体做轴向往复运动，通过转动电机即可带动轮毂4以及輮轮1整体旋转；所述輮轮1包括若干首尾相接的折弯单元，每个折弯单元的中部都通过弹簧2连接所述轮毂4的外壁，并且每个折弯单元的中部都通过骨架3连接所述轴5以及轮毂4；所述骨架3包括长撑杆11以及短撑杆12，所述长撑杆11的一端铰接在折弯单元的中部，并且另一端铰接在轴5的外壁上，所述短撑杆12的一端铰接在长撑杆11的中部，并且另一端铰接在轮毂4上。这样，在直线电机开启之后，轮毂4以及輮轮1相对于轴5整体做直线运动时，可通过长撑杆11以及短撑杆12对折弯单元的中部进行拉拽，从而使得折弯单元向内或向外折弯变形，以改变輮轮1的外径，从而实现改变车辆的底盘高度，提升车辆越障能力的目的。
6.与此同时，由于相邻折弯单元的连接处在使用过程中可始终保持向外凸出的凸棱状，因此，可以使得輮轮始终对星球表面保持较大的摩擦力。
7.进一步的，所述折弯单元包括处于中部的固定片以及处于固定片两侧的可折弯片，所述固定片与其两侧的可折弯片连为一体；相邻折弯部的可折弯片的边缘处通过连接筋连为一体。
8.其中，所述固定片以及连接筋都由金属材料制成，所述可折弯片由具有伸缩性的材料制成。
9.进一步的，所述弹簧2的一端固定连接在轮毂4的外壁上，并且另一端固定连接在固定片上。
10.进一步的，所述长撑杆11的一端铰接在折弯单元的中部的固定片上，并且另一端铰接在轴5的外壁的铰接座上。
11.进一步的，多个的弹簧2沿周向均匀分布在輮轮1与轮毂4之间。
12.作为优选，所述折弯部、弹簧2以及骨架都设置有16个。
13.本发明的组成部分包括：輮轮、弹簧、轮毂、骨架、轴、电机组。其中最主要的是采用电机组里的直线电机控制轴的轴向位移，从而通过骨架带动輮轮伸展或收缩，使车轮的半径变化带动汽车底盘高度的变化。另外，本发明采用輮轮和弹簧所组成的缓冲减震结构，代替充气轮胎的缓冲减震设计，采用电机组代替传统轮毂电机，不仅能使车轮转动而且能使轴沿轴向运动。本发明可以使车辆通过改变车轮半径主动改变底盘高度，可以运用在星球车、沙漠车和农用车等处于特殊工况的车辆，具有广阔的应用前景。
附图说明
14.图1为本发明的整体结构示意图，图2为本发明中电机组的示意图，图3为本发明中骨架的示意图，图4为本发明车轮高度变化的示意图，图5为本发明车轮高度变化的对比图，图6为本发明中电机组的示意图；图中1是輮轮，2是弹簧，3是骨架，4是轮毂，5是轴，6是电机组，7是转动电机，8是定子，9是初级，10是次级，11是长撑杆，12是短撑杆。
具体实施方式
15.为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
16.如图1-6所示，本发明提供一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其组成部分包括：輮轮1、弹簧2、骨架3、轮毂4、轴5、电机组6。輮轮1通过多个弹簧2连接到轮毂4，多个弹簧沿周向均匀分布在輮轮1与轮毂4之间。电机组6整体固定安装在轮毂4内部，轴5的一端穿过电机组6另一端与骨架3相连，骨架分别与輮轮1、轮毂4和轴5相链接。
17.如图1所示，輮轮1的内圈、轮毂4的外侧和轴5的外侧均开设有用于连接骨架的连接孔，并且孔的数量与骨架的数量一致。輮轮1的内侧与轮毂4的外侧通过弹簧2焊接在一起。弹簧2具有16个，分别焊接在輮轮1和轮毂4上。
18.如图2所示，电机组6包括转动电机和直线电机。直线电机安装在转动电机内部，直线电机的初级9和转动电机的定子8固定连接在一起，直线电机的次级10安装在轴5上，转动电机的转子7在电机组6的最外侧。
19.如图3所示，骨架3由长撑杆11和短撑杆12组成，长撑杆11连接在輮轮1的内侧和轴
5的外侧，短撑杆12连接在长撑杆11的中部和轮毂4的外侧；每一个骨架，通过销钉、螺栓和螺母连接各链节。
20.如图4所示，转动电机能够使车轮滚动。輮轮1由具有伸缩性的橡胶或金属等材料组成，直线电机能够使轴5沿轴向运动，使轴5通过骨架3带动輮轮1伸展与收缩，如图5所示，能够明显改变车轮的半径，进而使车辆的底盘高度抬升了δh的高度。
21.本发明主要的是采用电机组里的直线电机控制轴的轴向位移，从而通过骨架组带动輮轮伸展或收缩，使车轮的半径变化带动汽车底盘高度的变化。另外本发明采用輮轮和弹簧组所组成的缓冲减震结构，代替充气轮胎的缓冲减震设计，并且避免了采用充气轮胎需要配置额外的充放气系统和结构组件的问题，降低了制造成本，降低了车辆行走系统的复杂程度。本发明采用电机组代替传统轮毂电机，不仅能使车轮转动而且能使轴沿轴向运动。
22.本发明具体实施途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述非充气电动车轮包括从外到内设置的輮轮（1）、轮毂（4）以及轴（5）；所述轮毂（4）的中心安装在轴（5）上，并且二者之间还设有电机组（6），所述电机组（6）包括转动电机和直线电机，所述转动电机的转子（7）固定连接在所述轮毂（4）中，所述直线电机的初级（9）固定连接在转动电机的定子（8）中，所述轴（5）贯穿所述直线电机，并且与直线电机的次级（10）固定相连；所述輮轮（1）包括若干首尾相接的折弯单元，每个折弯单元的中部都通过弹簧（2）连接所述轮毂（4）的外壁，并且每个折弯单元的中部都通过骨架（3）连接所述轴（5）以及轮毂（4）；所述骨架（3）包括长撑杆（11）以及短撑杆（12），所述长撑杆（11）的一端铰接在折弯单元的中部，并且另一端铰接在轴（5）的外壁上，所述短撑杆（12）的一端铰接在长撑杆（11）的中部，并且另一端铰接在轮毂（4）上。2.根据权利要求1所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述折弯单元包括处于中部的固定片以及处于固定片两侧的可折弯片，所述固定片与其两侧的可折弯片连为一体；相邻折弯部的可折弯片的边缘处通过连接筋连为一体。3.根据权利要求2所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述固定片以及连接筋都由金属材料制成，所述可折弯片由具有伸缩性的材料制成。4.根据权利要求2所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述弹簧（2）的一端固定连接在轮毂（4）的外壁上，并且另一端固定连接在固定片上。5.根据权利要求2所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述长撑杆（11）的一端铰接在折弯单元的中部的固定片上，并且另一端铰接在轴（5）的外壁的铰接座上。6.根据权利要求1所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，多个的弹簧（2）沿周向均匀分布在輮轮（1）与轮毂（4）之间。7.根据权利要求1所述的一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，其特征在于，所述折弯部、弹簧（2）以及骨架都设置有16个。

技术总结
本发明公开了一种可调节底盘高度的非充气电动车轮，涉及非充气轮胎设计领域。能够使汽车在特殊工况下，通过控制轴的位移来改变车轮的半径，从而实现改变车辆的底盘高度，提升车辆越障能力的目的；并且可以对星球表面保持较大的摩擦力。非充气电动车轮包括从外到内设置的輮轮、轮毂以及轴；轮毂的中心安装在轴上，并且二者之间还设有电机组，电机组包括转动电机和直线电机；輮轮包括若干首尾相接的折弯单元，每个折弯单元的中部都通过弹簧连接轮毂的外壁，并且每个折弯单元的中部都通过骨架连接轴以及轮毂。可以使车辆通过改变车轮半径主动改变底盘高度，可以运用在星球车、沙漠车和农用车等处于特殊工况的车辆，具有广阔的应用前景。景。景。


技术研发人员：沈亚伟 赵又群 张陈曦 李田 张桂玉
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/5/30