[發明專利]一種寬度與剛度可調節的車輪結構及車輛

有效

• 申請號: 202010128769.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111216490B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 岳曉明;徐作珂;鄒航
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B60B19/00
• 分類號: B60B19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明涉及一種寬度與剛度可調節的車輪結構及車輛，包括同軸設置的兩個內輪，所述內輪中設有軸孔，軸孔與內輪同軸設置；還包括與內輪同軸設置的外輪，所述外輪的輪徑大于內輪，兩個內輪分別設置在外輪的兩側；所述內輪與外輪之間通過多個輪輻連接，所述輪輻的兩端分別與內輪和外輪鉸接，所述輪輻沿內輪的圓周方向依次布置，所述輪輻為弧形板結構，輪輻的中部向著背離內輪的方向凸出；兩個內輪之間設有直線伸縮機構，所述直線伸縮機構能夠調節兩個內輪之間的間距，所述輪輻能夠在隨內輪運動的過程中改變自身的彎曲程度，以改變自身的剛度和車輪寬度。

技術領域

本發明屬于車輛技術領域，具體涉及一種寬度與剛度可調節的車輪結構及車輛。

背景技術

車輪是車輛的重要組成部件之一，它的主要功能是支撐車體重量，傳送牽引和制動的扭力，保證車輪與路面的附著力。普通車輪通常采用充氣式輪胎，這種輪胎用壓縮空氣充入彈性囊，以緩和運動時的振動與沖擊，但充氣式輪胎往往適合在較為平坦的單一路況下行駛，并且普通充氣式輪胎還存在漏氣和爆胎的安全隱患。

同時，發明人了解到，在較為平坦的路面行駛時，減少輪胎的寬度有利于減少車輪行駛時的阻力，便于提高車速，降低油耗；在路況較差時，增加輪胎的寬度有利于增加車輪行駛時的摩擦力，提高車輛的抓地能力；但是現有的車輛只能夠安裝固定寬度的輪胎，其寬度無法調節。

車輪的剛度影響著車輛行駛過程中的穩定性以及舒適性，剛度大時，車輛因晃動而損耗的額外能量少；剛度低時，車輛在行駛過程中能夠過濾一定程度的顛簸，提高行駛的舒適性。但是現有的車輛中車輪的剛度無法調節。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種寬度與剛度可調節的車輪結構，能夠根據需要改變車輪的寬度以及剛度，以適應不同工況的需求，能夠避免輪胎漏氣對車輛行駛的影響。

本發明的第二目的是提供一種車輛，基于上述的一種寬度與剛度可調節的車輪結構，保證車輛在不同工況下的行走功能不受影響。

為實現上述第一目的，本發明的第一方面提供一種寬度與剛度可調節的車輪結構，包括同軸設置的兩個內輪以及與內輪同軸設置的外輪，所述內輪中設有軸孔，軸孔與內輪同軸設置；所述外輪的輪徑大于內輪，兩個內輪分別設置在外輪的兩側。

所述內輪與外輪之間通過多個輪輻連接，所述輪輻的兩端分別與內輪和外輪鉸接，所述輪輻沿內輪的圓周方向依次布置，所述輪輻為弧形板結構，輪輻的中部向著背離內輪的方向凸出；

兩個內輪之間設有直線伸縮機構，所述直線伸縮機構能夠調節兩個內輪之間的間距，所述輪輻能夠在隨內輪運動的過程中改變自身的彎曲程度，以改變自身的剛度。

作為本發明第一方面的進一步限定，所述外輪的外部套設有柔性外胎，所述柔性外胎能夠隨外輪發生同步形變。

作為本發明第一方面的進一步限定，所述直線伸縮機構包括多個液壓缸組件，所述液壓缸組件中活塞桿的軸線方向與內輪的軸線方向平行。

作為本發明第一方面的進一步限定，多個輪輻之間分離設置，所述輪輻采用可形變材質，所述輪輻的弧度能夠隨內輪的運動而調節，所述輪輻的弧度越小，剛度越大。

為實現上述第二目的，本發明的第二方面提供一種車輛，利用了所述的寬度與剛度可調節的車輪結構，包括轉軸，所述轉軸安裝在軸孔中，其中一個內輪與轉軸固定連接，另一個內輪與轉軸滑動連接，所述轉軸的轉動驅動兩個內輪的同步轉動，所述直線伸縮機構的運動能夠帶動與轉軸滑動連接的內輪沿轉軸平動，以改變兩個內輪之間的間距，并改變輪輻的彎曲程度。

以上一個或多個技術方案的有益效果：

(1)在兩個內輪之間設置直線伸縮機構，能夠通過調節兩個內輪之間的間距，改變輪輻的彎曲程度，從而在外輪寬度不變的情況下改變輪輻位置處的車輪寬度，進而改變車輛與地面的接觸面積，最終實現車輛在不同工況下行駛時對地面摩擦力的需求。