[发明专利]具有非均匀胎面齿的牵引车轮设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月14日提交的美国临时专利申请号61/784,263的权益，其通过引用合并在本文中。

领域

本公开的主题一般地涉及轮胎，并且更具体地涉及具有非均匀胎面齿的实心轮胎。

背景

轮胎对于车辆的运行非常重要。无论车载电动机生成多少功率还是在车载电源中存储有多少能量，利用该功率来驱使车辆的唯一方式是将该功率转换成移动车辆的力。车辆能够获得的加速力的大小与在车辆驱动时轮胎施加到地面的力成正比。换句话说，车辆轮胎的牵引力极大地影响车辆做工(即，移动该车辆)的能力。

传统的车辆通常在圆的气压轮胎上行驶。此传统的轮胎通常具有提高轮胎对地面的抓力的胎面花纹，从而向在改进的道路(例如沥青路和水泥路)上行驶的车辆提供足够的牵引力。然而，当此轮胎与在越野情况(即越野地面，例如倾斜地面和/或具有石头、泥巴、雪、砂、碎片和其它障碍物的地面)下使用的车辆合并时，轮胎将快速地失去牵引力，车辆将不能够有效地横越过越野地面。

某些传统的解决方案涉及使用带有特别胎面花纹的轮胎。虽然这些轮胎花纹可以稍微地提高牵引力，但是牵引力的提高是以在改进道路上的燃油经济性为代价。其它传统的解决方案包括使用由花纹板的连续带形成的履带，所述花纹板例如为模块化钢板，所述连续带由两个或多个内轮旋转。虽然此履带系统提高了牵引力，但是它们经常笨重、复杂且特别昂贵。此外，传统的履带系统经常难以建造和维护。

发明内容

从前述讨论中，应该明显的是，对于克服传统轮胎和牵引力组件的限制的轮胎设备和系统存在需要。有利的是，此设备和系统提供成本效益方式来向车辆提供增加的牵引力。

本申请的主题已经对现有技术的当前状态产生相应，特别是响应于在本领域中的还没有被当前可获得的牵引力组件完全解决的问题和要求。因此，本公开开发出提供轮胎设备和系统，所述轮胎设备和系统克服在本领域中的上述所讨论的缺陷中的许多或全部。

本公开涉及一种车轮设备，所述车轮设备包括可连接到轴的轮缘模块以及从该轮缘模块延伸的实心轮胎模块。实心轮胎模块包括多个形成外周边缘的胎面齿。外周边缘形成轮胎轮廓的至少部分。该多个胎面齿的每个胎面齿具有空间规格，所述空间规格包括周向宽度、径向高度、边缘形状和周向间隙宽度。多个胎面齿的空间规格是不均匀的。在一个实施方式中，实心轮胎模块具有非环形旋转轨迹。在另一个实施方式中，外周边缘的至少周向区域包括具有连续地增加的径向高度的一系列胎面齿。

根据一个实施方式，实心轮胎模块的外周边缘具有第一周向区域和第二周向区域。第一周向区域可以具有可以有第一平均径向高度的胎面齿，以及第二周向区域可以具有可以有第二平均径向高度的胎面齿。在一个实施方式中，第一平均径向高度是第二平均径向高度的至少1.5倍。在另一实施方式中，实心轮胎模块的外周边缘具有第一周向区域和第二周向区域，其中第一周向区域具有胎面齿，第二周向区域基本缺少胎面齿。

在一个实施方式中，实心轮胎模块可拆卸地连接到轮缘模块。设备进一步包括从实心轮胎模块的至少一个侧面轴向延伸的至少一个翼，其中每个翼包括轴向宽度。至少一个翼包括具有连续地增加的轴向宽度的一系列翼。而且，该设备可以包括在胎面齿的一个或多个上的抓地部。在另一个实施方式中，轮缘模块可以附接到现有车轮轮缘。孔口或孔可以轴向延伸通过实心轮胎模块，用于平衡目的或减少重力目的。

本公开还涉及车轮系统，所述车轮系统包括可安装到车辆的地面接合子系统。地面接合子系统包括可与电源可操作地连接的动力模块。其中动力模块与轴接合，所述轴经由动力模块被可旋转地驱动。轴可以包括其它部件，例如重力承载毂或齿轮组件轮毂。系统进一步包括致动机构，所述致动机构控制车轮设备处于驱使模式还是被动模式。进一步地，该系统包括车轮设备，所述车轮设备包括连接到轴的轮缘模块以及从该轮缘模块延伸的实心轮胎模块。实心轮胎模块包括多个形成外周边缘的胎面齿。外周边缘形成轮胎轮廓的至少部分。该多个胎面齿的每个胎面齿具有空间规格，所述空间规格包括周向宽度、径向高度、边缘形状和周向间隙宽度。多个胎面齿的空间规格是不均匀的。在一个实施方式中，实心轮胎模块具有非环形旋转轨迹。在另一个实施方式中，外周边缘的至少周向区域包括具有连续地增加的径向高度的一系列胎面齿。