[發明專利]一種可變直徑車輪輪轂

有效

• 申請號: 201610129873.1
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105599536B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 劉志恩;袁率;李木一;柳瓊;田小青;夏婉楊;熊欣;魏曉旭;顏伏伍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60B19/04
• 分類號: B60B19/04;B60B9/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 胡琳萍

技術領域

本發明涉及一種車輪輪轂，具體地說，是一種可用于汽車、摩托車以及獨輪車，適應多種路況的可變直徑輪轂。

背景技術

汽車在人們生活中扮演著越來越重要的角色，隨著生活水平的提高，人們對于汽車功能有了更高的要求。一般來說，普通轎車、跑車的車輪直徑較小，可以降低車輛重心、增大車輪扭矩，但是對于路況較差的地段，小直徑車輪的車輛通過性較差。相反，越野汽車、SUV車型的車輪較大，可以有效滿足車輛在惡劣路況下的通過性能，但是這類車型在城市公路路面行駛時的操縱穩定性、加速性能不如小直徑車輪的車輛。

在目前的可變直徑車輪相關專利中，都需要一個直接的驅動力來改變直徑，而在直徑變大時，將車身抬高所需的驅動力較大，增加了能耗；并且已有的可變徑車輪發明大多只能在靜止狀態下實現變徑，不能在行駛過程中實時變徑；其次，目前可變直徑車輪大多為面向特種勘探車輛設計，不能夠滿足高速運動時的行駛平順性，因此不能應用于普通乘用車、摩托車、獨輪車。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種可變直徑車輪輪轂，使得車輪輪轂能夠在運轉過程中實現一定范圍內的無級變徑，以適應不同的路面情況。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種可變直徑車輪輪轂，其特征在于：包括中心控制艙以及多個相同的伸縮式輪轂塊；中心控制艙包括相互連接的蓄電池和電控單元；中心控制艙一端與車橋連接，在車橋與中心控制艙之間設置制動盤，制動盤外緣上連接制動片，車橋上套置車輪轉角轉速傳感器；

各伸縮式輪轂塊由鋸齒形拼接式輪輞、和與鋸齒形拼接式輪輞連接并用于控制鋸齒形拼接式輪輞徑向移動的伸縮式輪輻總成構成；

相鄰兩輪輞塊之間采用鋸齒形拼接的方式周向順次首尾拼接形成周向輪轂環面，各輪轂塊均與各自伸縮式輪輻總成連接而形成可徑向移動的伸縮式輪轂；

伸縮式輪輻總成由變阻尼式伸縮執行機構外壁套置一個伸長助力彈簧組成；變阻尼式伸縮執行機構主體為一個帶有雙活塞的缸筒，缸筒的筒壁內由內至外依次設置浮動活塞和連接有活塞桿的工作活塞，浮動活塞與筒壁的端壁之間充有高壓氮氣，浮動活塞和筒壁的另一端壁之間充填磁流變液材料，工作活塞設置在磁流變液材料所在空間內；活塞桿從工作活塞的中心伸出并穿過筒壁的另一端壁而自由伸縮；工作活塞內沿縱向在活塞桿外圍埋設一圈電磁線圈，在電磁線圈外側間隔設定距離處，工作活塞內沿縱向在活塞桿外圍設置一圈節流孔；活塞桿中心沿縱向設置導線通道，導線通道內設置導線，導線一端與電磁線圈連通，另一端與蓄電池連通。

上述技術方案中，在相鄰兩輪輞塊的徑向內側設置一個輪輞滑片限位機構，包括設置在一個輪輞塊上的與輪輞塊弧度一致或接近的鋼片以及固定在相鄰輪輞塊上的限位套，鋼片能夠插入限位套中將輪輞塊沿車輪徑向的轉動自由度進行固定。

上述技術方案中，各伸長助力彈簧的徑向內端固定一個內彈簧座，外端固定一個外彈簧座；各內彈簧座固定在中心控制艙上，各外彈簧座固定在各輪輞塊的徑向內壁上。

上述技術方案中，在活塞桿外部還設置一個防塵罩，防塵罩從變阻尼式伸縮執行機構主體筒壁外部將缸筒的一端封閉并固定在筒壁上，防塵罩的頂部端面中心設置一個縱向通孔；導線另一端穿過防塵罩的縱向通孔與蓄電池連通。

上述技術方案中，中心控制艙呈圓形，蓄電池設置在中心控制艙的中心。

上述技術方案中，車橋中心的半軸通過車橋殼體內的軸承支承并與中心控制艙連接；與制動盤鄰近處的半軸上套置車輪轉角轉速傳感器。

上述技術方案中，在筒壁的另一端壁中心設置導向座，活塞桿由導向座中心通孔伸出。

上述技術方案中，車輪直徑改變工作步驟如下：(1)電控單元產生和控制電流信號；(2)電磁線圈中的電流產生磁場實現對磁流變液材料粘稠狀態的改變；(3)磁流變液材料通過粘稠狀態的變化，實現各輪輞塊內伸縮式輪輻總成內阻尼力的變換；(4)通過改變阻尼力和車輪旋轉過程中所受離心力，車輪模塊和車身重力的差值正負，再結合伸長助力彈簧的彈力，實現車輪直徑改變。

由此，本發明的輪轂包括1個中心控制艙與8個相同的車輪模塊。在中設置有電子控制單元、蓄電池。每個車輪模塊又包括鋸齒形拼接式輪輞、兩個部分。另外在車軸上安裝車輪轉角傳感器、車輪轉速傳感器，負責向電控單元傳遞車輪轉角與轉速信號。相對于現有技術來說具體有以下特點：