[发明专利]面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎及其控制方法

说明书

本发明涉及一种面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎及其控制方法，自适应变形轮胎包括车轮轮盘和辐条，辐条上开设有多个辐条通孔段，辐条通孔段的孔内穿设有电阻丝，电阻丝的两端外接电源，车轮轮盘和辐条的材质均为具有形状记忆特性的树脂材料，当辐条处于伸直状态时，辐条伸出车轮轮盘，当辐条处于折弯状态时，辐条收回至车轮轮盘内部。本发明利用具有形状记忆特性的智能材料，使轮胎结构在沙坑泥泞路段时基于热刺激原位驱动转变成为另外一种结构形式从而可以增强抓地力与附着力，使车辆顺利通过沙坑泥泞路段；待车辆驶离沙坑泥泞路段时，车辆轮胎结构基于热刺激原位驱动恢复原始状态以减小地面摩擦提高车速与燃油经济性。

技术领域

本发明涉及车辆轮胎领域，更具体地说，涉及一种面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎及其控制方法。

背景技术

随着时代的发展，人类的活动范围及空间越来越大，对各类车辆在复杂地形与路况下的机动性提出了更高的要求。当车辆驶入沙坑泥泞路段时，现有常见轮胎易发生打滑现象从而严重降低了车辆的机动性与安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎及其控制方法，使轮胎结构在沙坑泥泞路段时基于热刺激原位驱动转变成为另外一种结构形式从而可以增强抓地力与附着力，使车辆顺利通过沙坑泥泞路段；待车辆驶离沙坑泥泞路段时，车辆轮胎结构基于热刺激原位驱动恢复原始状态以减小地面摩擦提高车速与燃油经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎，包括车轮轮盘和辐条，所述辐条上开设有多个辐条通孔段，辐条通孔段的孔内穿设有电阻丝，所述电阻丝的两端外接电源，所述车轮轮盘和所述辐条的材质均为具有形状记忆特性的树脂材料，当所述辐条处于伸直状态时，所述辐条伸出车轮轮盘，当所述辐条处于折弯状态时，所述辐条收回至车轮轮盘内部。

上述方案中，所述车轮轮盘和所述辐条采用光固化3D打印工艺一体成形。

上述方案中，所述通孔中心间距为1～1.2mm，所述通孔直径为0.5～0.6mm。

上述方案中，所述电阻丝的直径为0.1～0.2mm。

上述方案中，所述电源与控制开关连接。

本发明还提供了一种所述的面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎的控制方法，当车辆行驶至沙坑泥泞路段前，打开电源开关对电阻丝进行通电，待所述辐条通孔段温度超过其玻璃化转变温度时，辐条通孔段受热变软，所述辐条伸直展开成180°；待车辆行驶至沙坑泥泞路段时，关闭电源开关，所述辐条通孔段冷却至室温，所述辐条保持伸直状态不变；待车辆驶离沙坑泥泞路段时，打开电源开关对电阻丝进行通电，待所述辐条通孔段温度超过其玻璃化转变温度时，辐条通孔段受热变软，所述辐条受到外力而恢复原始折弯状态；车辆在常规路段行驶时，关闭电源开关，所述辐条通孔段冷却至室温，所述辐条保持折弯状态不变。

实施本发明的面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎，具有以下有益效果：

1、本发明通过一体打印具有形状记忆特性的树脂材质车轮轮盘和辐条，对穿设于辐条通孔中的电阻丝通电可以控制辐条通孔段的温度及辐条伸直与折弯状态，使轮胎结构在沙坑泥泞路段转化成另外一种形式从而可以增强抓地力，使车辆顺利通过沙坑泥泞路段。

2、本发明中的面向沙坑泥泞路段的自适应变形轮胎基于智能材料的可变刚度与驱动特性，改变了过去传统机械结构“机械传动+电机驱动”的工作模式，实现了智能材料与结构的原位驱动工作模式，具有结构紧凑、控制简单、可靠性高等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为辐条通孔段在热刺激下的变形响应及过程示意图；

图2为试验测试得到的具有形状记忆特性的树脂材料储能模量随温度的变化趋势；