[實用新型]防側翻彈性車輪

有效

• 申請號: 201320342760.1
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN203344627U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李小龍;趙又群;臧利國;李波
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60B9/02
• 分類號: B60B9/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種車輪結構，特別是一種防側翻彈性車輪。

背景技術

目前現有車輛車輪大部分是充氣橡膠輪胎車輪，受環境影響較大，且存在扎胎漏氣、爆胎等危險情況的發生，可靠性較差，嚴重時甚至危及乘員人身安全。另外，現有車輛轉彎時在橫向力（或橫向加速度）作用下，有沿內側車輪與路面接觸軸線翻滾的趨勢，存在側翻的危險。雖然有技術人員提出一些新型彈性車輪構想，但存在成本高、結構復雜、一定的驅動和制動遲滯、不能防側翻等缺點。

實用新型內容

為了解決現有車輪技術存在的不足，提出一種防側翻彈性車輪。

一種防側翻彈性車輪，其特征在于：包括車輪輪轂、車輪橡膠圈、輪輻桿；上述車輪輪轂外側沿周向均勻分布有凹槽；上述車輪橡膠圈由彈性鋼絲圈組和包裹彈性鋼絲圈組及簾子布層的橡膠層組成；車輪橡膠圈內側沿周向均勻分布有與上述凹槽對應的T型滑槽，T型滑槽的導向方向平行于車輪軸向；T型滑槽內靠所述車輪輪轂一端安裝有T型滑塊，T型滑槽背離車輪輪轂一端與T型滑塊之間安裝有復位彈簧；上述輪輻桿一端與所述凹槽橫向鉸接，另一端與所述T型滑塊橫向鉸接，連接桿可繞鉸接點在車輪平面的垂面內轉動，而不能沿車輪切向轉動。

所述輪輻桿兩端連接處均為橫向鉸接，對鉸接點有轉動自由度，且與車輪平面成一定微小傾斜角度，保證車輪輪轂橫向移動方向的確定性。

所述T型滑塊可沿T型滑槽橫向移動，且在復位彈簧的作用下可復位。

本實用新型具有如下優點：1.結構簡單，成本低廉。2.驅動和制動時車輪遲滯現象較小。3.當車輛轉彎車輪受到橫向力（或橫向加速度）作用時，可降低側翻趨勢，起到一定的防側翻作用。

附圖說明

圖1為防側翻彈性車輪（右輪）的主視結構示意圖；

圖2為防側翻彈性車輪（右輪）的右視結構示意圖；

圖3為防側翻彈性車輪（右輪）受凸起物沖擊時實施過程原理圖；

圖4為防側翻彈性車輪（右輪）防側翻過程原理圖；

其中：1.?彈性鋼絲圈組、2.?硫化橡膠層、3.?T型滑動機構、4.?輪輻桿、5.?銷釘或螺栓等連接件、6.?輪轂連接凹槽、7.?車輪輪轂、8.?T型滑塊、9.?T型滑槽、10.?復位彈簧、11.?輪轂螺栓。

具體實施方式

現結合具體實施例，對本實用新型的技術方案進一步描述。

圖1和圖2中所示，該防側翻彈性車輪由車輪輪轂7通過輪轂螺栓11與車輛轉軸固結。輪輻桿4一端用銷釘或螺栓等連接件5與車輪輪轂7外側沿周向均勻分布的輪轂連接凹槽6橫向鉸接，另一端用銷釘或螺栓等連接件5與和輪轂連接凹槽6對應的T型滑塊8上的連接凹槽橫向鉸接，兩端鉸接處均有轉動自由度。T型滑塊8與T型滑槽9相互滑動配合可橫向移動，且T型滑槽9內背離車輪輪轂7一端設有固定的復位彈簧10，T型滑塊8在復位彈簧10的作用下可在橫向移動后復位。T型滑塊8、T型滑槽9和復位彈簧10共同構成T型滑動機構3，預埋入硫化橡膠層2中。彈性鋼絲圈組1及簾子層等預埋入硫化橡膠層2形成車輪橡膠圈。車輪輪轂7、輪輻桿4和車輪橡膠圈三大部分構成該防側翻彈性車輪。由于輪輻桿4兩端鉸接處均為橫向鉸接，不存在車輪切向轉動鉸接，所以由車輪輪轂7傳遞的驅動或制動轉矩在傳遞給彈性輪圈的過程中，不存在類似其他彈性車輪因縱向布置鉸鏈而導致切向鉸接轉動而產生的轉矩傳遞遲滯，起到了適時傳遞轉矩的作用。

圖3中所示，當防側翻彈性車輪受到凸起物（如石塊等）沖擊時，車輪橡膠圈（彈性鋼絲圈組1和硫化橡膠層2）受到力F的作用，產生徑向（垂向）變形量h，此時預埋入硫化橡膠層2中的T型滑動機構3也隨之徑向（垂向）移動。由于車輪輪轂7與車輛轉軸通過輪轂螺栓11固結，且車輛轉軸位置固定，所以車輪輪轂7的位置是相對不變的，這樣與T型滑動機構3的組件T型滑塊8相鉸接的輪輻桿4便繞輪輻桿4另一端與車輪輪轂7上固結的輪轂連接凹槽6相鉸接處的鉸接點（銷釘或螺栓等連接件5）轉動，與原來輪輻桿4的位置形成θ的轉角，同時帶動T型滑塊8沿T型滑槽9向外側移動壓縮復位彈簧10。當防側翻彈性車輪越過凸起物后，T型滑塊8在復位彈簧10的彈力作用下回到原來位置，從而推動輪輻桿4反向轉動回歸原位置，帶動車輪橡膠圈復位。整個過程使得該防側翻彈性車輪在受到沖擊時起到了良好的緩和沖擊作用，具有“彈性”作用。

圖4中所示，當車輛右轉彎，受到向右的橫向力?F=ma（a?橫向加速度）作用時，車輛右輪車輪輪轂7有橫向右移的趨勢，而輪轂連接凹槽6與車輪輪轂7固結，則在輪輻桿4不轉動的情況下輪轂連接凹槽6帶動輪輻桿4右移，從而推動T型滑動機構3內的T型滑塊8沿T型滑槽9向外側移動壓縮復位彈簧10。由于復位彈簧10的彈力/阻力作用，輪輻桿4必然會有繞鉸接點轉動的運動，此時由于轉動運動車輪輪轂7/輪轂連接凹槽6與T型滑塊8間的橫向距離減小，同時輪輻桿4的長度一定，從而由三角形定理可知車輪橡膠圈的輪徑（輪轂連接凹槽6與T型滑塊8間的垂向/徑向距離）將有徑向增大(向外撐)的趨勢。另外，由于車輪輪轂7與車輛轉軸是固結的，其與車身間的長度距離固定不變，故而只能車輛車身整體右移，即在右側車輪輪轂右移的同時左側車輪輪轂也右移。同理可知，左側車輪有輪徑減小的趨勢。由于車輛右轉彎時，左輪輪徑有減小趨勢，右輪輪徑有增大趨勢，即形成了與側翻相反的翻滾趨勢，從而在一定程度上抑制了側翻的發生，所以該防側翻彈性車輪起到了一定的防側翻作用。