[发明专利]一种接地面积可变的非充气车轮及其工作方法

说明书

一种接地面积可变的非充气车轮及其工作方法。本发明涉及非充气车轮技术领域。提出了一种接地面积可变的非充气车轮及其工作方法，使车辆能够在多种道路工况和行驶工况下安全稳定的行驶。包括轮毂、减震器、弹性支撑组件和硫化橡胶；所述减震器具有若干个，所述减震器沿轮毂的径向设置、且减震器的一端固定连接在轮毂的外壁上；所述弹性支撑组件包括环形弹性钢板、若干支撑件、若干对钢板组；所述钢板组中都设有多个螺线管，所述螺线管在通电后朝向或远离与其对应的永磁体运动，从而带动钢板组在环形弹性钢板的两侧弯折或伸直。本发明通过自适应控制器控制螺线管的电流大小和方向，以此通过控制磁场强度来控制轮胎接地面积，无需复杂的机械结构。

技术领域

本发明涉及非充气车轮技术领域，特别涉及一种接地面积可变的非充气车轮。

背景技术

目前，传统的充气轮胎以及新兴的非充气车轮在行驶过程中，轮胎的接地面积绝大部分都不能根据行驶工况和路面条件的不同，自由进行改变。例如，过大的接地面积会增加车辆的滚动阻力，增加车辆的燃油消耗；过小的接地面积会导致车辆接地压力过大，增加车辆爆胎的危险，且当车辆行驶在松软路面时，会使车辆下陷过深，无法正常行驶。因此车辆行驶过程中需要轮胎根据不同工况自动调整轮胎的接地面积，以达到最理想的行驶效果，然而传统的充气轮胎以及非充气轮胎绝大部分均无法实现上述功能。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种接地面积可变的非充气车轮及其工作方法，使得车辆在行驶过程中可以根据路面和行驶工况的不同，自动调整轮胎的接地面积，使车辆能够在多种道路工况和行驶工况下安全稳定的行驶。

本发明的技术方案为：包括轮毂1、减震器2、弹性支撑组件3 和硫化橡胶6；所述减震器2具有若干个，所述减震器2沿轮毂1的径向设置、且减震器2的一端固定连接在轮毂1的外壁上；

所述弹性支撑组件3包括环形弹性钢板31、若干支撑件32、若干对钢板组33；

所述支撑件32与减震器2一一对应，所述支撑件32沿轮毂1的径向设置、且固定连接在减震器2远离轮毂1的一端；所述支撑件32中开设有空腔，所述空腔中设有永磁体4；

若干所述支撑件32远离轮毂1的一端都固定连接环形弹性钢板31的内壁；一个所述支撑件32对应一对对称铰接在环形弹性钢板31的两侧的钢板组33；若干对所述钢板组33沿环形弹性钢板31的周向均匀的布置在环形弹性钢板31的两侧；

所述钢板组33中都设有多个螺线管5，所述螺线管5在通电后朝向或远离与其对应的永磁体4运动，从而带动钢板组33在环形弹性钢板的两侧弯折或伸直；

所述硫化橡胶6固定连接在弹性支撑组件3背向轮毂1的一侧表面上。

每一个所述螺线管5中均连接有独立的通电导线，每根通电导线中的电流大小和方向均由自适应控制器进行控制；

通过信号感知单元感知路面环境和车辆状态信息，车辆状态信息包括速度传感器、横摆角速度传感器、加速度传感器、车轮转速传感器；

所述信号转换单元包括A/D信号转换器；

所述自适应控制器与所述信号转换单元相连接，内部设置有具有自适应控制算法的单片机，通过单片机对经过信号转换单元转换后的数字信号进行分析计算；所述信号转换单元与所述信号感知单元相连接，A/D信号转换器将信号感知单元中各个传感器的物理信号转换为数字信号，并传输到所述自适应控制器中进行分析计算，得到所需的电流的数字控制信号，然后通过A/D转换器将数字控制信号转换为电流信号，控制螺线管通电电流大小和方向，产生不同强弱程度和不同方向的磁场，从而在永磁体的磁场作用下，控制弹性钢板单元产生不同角度和不同方向的偏转。

所述支撑件32具有M个，M为自然数、且8≤M≤36；