專利名稱：一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸工具，尤其涉及一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪。
背景技術(shù)：
普通車輪的軸固定安裝在車輪的輪心處，車輪行駛過程中軸的水平高度會(huì)隨著路面起伏而變化，路況不好時(shí)會(huì)造成荷載較大幅度顛簸，形成強(qiáng)烈的起伏感和撞擊感，使乘客感到不適，同時(shí)，對(duì)貨物造成不同程度的損害；普通車輪一般是利用輪胎彈性和減震系統(tǒng)來降低顛簸程度，這兩種常用方案僅能夠在降低運(yùn)輸工具和路面的撞擊感方面起到效果，無法有效地、針對(duì)性地降低起伏感。偏心車輪的軸偏離輪心，軸與車輪外邊緣的距離不均等，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸與路面距離不 斷變化。中國專利002553279公開了一種可調(diào)式偏心車輪結(jié)構(gòu)，主要目的是使腳踏車在行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生上下?lián)u擺或前后起伏的效果，用于運(yùn)動(dòng)健身和戲耍玩樂；此外，中國專利00110950公開了一種可調(diào)偏心車輪，其主要功能亦是產(chǎn)生起伏效果從而達(dá)到人們的健身和娛樂目的；上述兩種設(shè)計(jì)均是利用偏心輪來增加其荷載行進(jìn)過程中的起伏感，而且均需要手動(dòng)調(diào)節(jié)偏心距，不能根據(jù)路況進(jìn)行實(shí)時(shí)的適應(yīng)性調(diào)整，無法實(shí)現(xiàn)行進(jìn)中降低顛簸程度的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，能夠檢測路況并根據(jù)路況自動(dòng)調(diào)節(jié)軸與輪心之間的距離，使行進(jìn)過程更加平穩(wěn)，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺(tái)階的難題，可以應(yīng)用于各類運(yùn)載工具。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，包括從內(nèi)向外依次套裝的軸、輪轂、輪圈和輪胎，所述輪轂的外緣內(nèi)嵌有主動(dòng)齒輪I、配套的電機(jī)I以及主動(dòng)齒輪I的保護(hù)罩，輪轂的外緣兩側(cè)設(shè)置有用于穩(wěn)固所述輪圈的支撐輪，所述輪轂側(cè)面設(shè)置有傾角傳感器；貫穿所述輪轂的輪心鏤空開設(shè)有調(diào)偏槽，此調(diào)偏槽內(nèi)設(shè)置有調(diào)偏裝置，此調(diào)偏裝置包括設(shè)置在所述調(diào)偏槽兩端的兩個(gè)支座、設(shè)置在所述的兩個(gè)支座之間的絲杠、與絲杠平行的導(dǎo)軌、套裝在絲杠和導(dǎo)軌上的絲杠螺母、與絲杠同軸固接的從動(dòng)齒輪、與從動(dòng)齒輪嚙合的主動(dòng)齒輪II、與主動(dòng)齒輪II連動(dòng)的電機(jī)II以及電機(jī)II的固定架，所述軸通過軸端的法蘭與所述絲桿螺母固接；所述輪圈的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設(shè)置有與主動(dòng)齒輪I相嚙合的內(nèi)齒輪，所述支撐輪與所述輪圈的內(nèi)緣相抵；本偏心車輪的結(jié)構(gòu)中還包括與所述軸相連的軸動(dòng)裝置、路況檢測裝置以及與所述傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機(jī)I、電機(jī)II和軸動(dòng)裝置均相連。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述支撐輪為至少兩對(duì)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述支撐輪為三對(duì)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述導(dǎo)軌為至少一根。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述調(diào)偏槽為長方形槽，且調(diào)偏槽的長度與所述輪轂直徑的比值范圍為O. 25 0.95。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述調(diào)偏槽的長度與所述輪轂直徑的比值為
O.9 O作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技 術(shù)方案，所述絲杠為滾珠絲杠。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述從動(dòng)齒輪設(shè)置在絲桿的端部。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述路況檢測裝置為設(shè)置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器或攝像頭。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述傾角傳感器為單軸傾角傳感器。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述軸動(dòng)裝置為發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明能夠檢測路況并根據(jù)路況自動(dòng)調(diào)節(jié)軸與輪心之間的距離，使行進(jìn)過程更加平穩(wěn)，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺(tái)階的難題，可以應(yīng)用于各類運(yùn)載工具；使用軸動(dòng)裝置和主動(dòng)齒輪I -內(nèi)齒輪雙重動(dòng)力系統(tǒng)，后者可以在使用多個(gè)偏心車輪的情況下使每個(gè)偏心車輪獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，互不影響，實(shí)現(xiàn)其荷載的原地轉(zhuǎn)向。


圖I是本發(fā)明內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明外側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I和圖2中調(diào)偏裝置的核心結(jié)構(gòu)放大圖。圖4是圖I和圖2中主動(dòng)齒輪I和內(nèi)齒輪的嚙合結(jié)構(gòu)放大圖。圖5本發(fā)明自動(dòng)化控制的工作原理圖。圖6是普通車輪在起伏路面行進(jìn)時(shí)軸的路徑圖。圖7是本偏心車輪在起伏路面行進(jìn)時(shí)軸的路徑圖。圖8是本偏心車輪爬臺(tái)階的有益效果示意圖。
圖中1、輪轂2、絲杠3、導(dǎo)軌4、支座5、從動(dòng)齒輪6、支撐輪7、軸8、法蘭
9、保護(hù)罩10、輪圈11、輪胎12、電機(jī)II 13、固定架14、主動(dòng)齒輪II 15、絲杠螺母16、內(nèi)齒輪17、主動(dòng)齒輪I 18、電機(jī)I。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參看附圖I 4，本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中包括從內(nèi)向外依次套裝的軸7、輪轂I、輪圈10和輪胎11，輪轂I的外緣內(nèi)嵌有主動(dòng)齒輪I 17、配套的電機(jī)I 18以及主動(dòng)齒輪I 17的保護(hù)罩9，輪轂I的外緣兩側(cè)設(shè)置有用于穩(wěn)固輪圈10的三對(duì)支撐輪6，輪轂I側(cè)面設(shè)置有傾角傳感器；貫穿輪轂I的輪心鏤空開設(shè)有調(diào)偏槽，調(diào)偏槽內(nèi)設(shè)置有調(diào)偏裝置，此調(diào)偏裝置包括設(shè)置在調(diào)偏槽兩端的兩個(gè)支座4、設(shè)置在兩個(gè)支座4之間的絲杠2、兩根與絲杠2平行的導(dǎo)軌3、套裝在絲杠2和導(dǎo)軌3上的絲杠螺母15、與絲杠2同軸固接的從動(dòng)齒輪5、與從動(dòng)齒輪5嚙合的主動(dòng)齒輪II 14、與主動(dòng)齒輪II 14連動(dòng)的電機(jī)II 12以及電機(jī)II 12的固定架13，軸7通過軸7端部的法蘭8與絲桿螺母15固接；
輪圈10的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設(shè)置有與主動(dòng)齒輪I 17相嚙合的內(nèi)齒輪16，支撐輪6與輪圈10的內(nèi)緣相抵從而保持輪圈10和輪轂I的穩(wěn)固性；
本偏心車輪的結(jié)構(gòu)中還包括與所述軸7相連的軸動(dòng)裝置、路況檢測裝置以及與傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機(jī)I 18、電機(jī)II 12以及軸動(dòng)裝置均相連；
調(diào)偏槽為長方形槽，且調(diào)偏槽的長度與輪轂I直徑的比值為O. 9，絲杠2為滾珠絲杠，從動(dòng)齒輪5設(shè)置在絲桿2的端部，保證調(diào)節(jié)偏心距的準(zhǔn)確性和靈活性，同時(shí)使得偏心距的調(diào)節(jié)范圍較大，降低顛簸的能力較強(qiáng)。路況檢測裝置為設(shè)置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器，軸動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)。參看附圖5，本發(fā)明自動(dòng)化控制的工作原理是路況檢測裝置獲得前方路況信息，包括障礙點(diǎn)的起伏高度、深度以及偏心車輪與障礙點(diǎn)之間的水平距離，同時(shí)，傾角傳感器測得輪子的導(dǎo)軌3或絲杠2相對(duì)于豎直方向的偏角，上述路況信息和偏角信息被傳送至處理器進(jìn)行處理計(jì)算，得出偏心車輪行至障礙點(diǎn)時(shí)需要對(duì)偏心距和導(dǎo)軌3或絲杠2的偏角調(diào)節(jié)量，然后所得計(jì)算結(jié)果被傳送到電機(jī)I 18、電機(jī)II 12和軸動(dòng)裝置，電機(jī)II 12執(zhí)行偏心距的調(diào)節(jié)動(dòng)作指令，電機(jī)I 18和軸動(dòng)裝置配合來執(zhí)行偏角的調(diào)節(jié)動(dòng)作指令，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)越過障礙點(diǎn)的目的。具體來講，偏心距的調(diào)節(jié)過程為電機(jī)II 12依次帶動(dòng)主動(dòng)齒輪II 14、從動(dòng)齒輪5和絲杠2，絲杠2將其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠螺母15的直線運(yùn)動(dòng)，絲杠螺母15帶動(dòng)法蘭8和軸7沿導(dǎo)軌3和絲杠2移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)偏心距的目的，導(dǎo)軌3能夠保持調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性；
導(dǎo)軌3或絲杠2偏角的調(diào)節(jié)過程為調(diào)節(jié)偏角時(shí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果指令，電機(jī)I 18保持鎖定，軸動(dòng)裝置進(jìn)行導(dǎo)軌3或絲杠2偏角的調(diào)節(jié)動(dòng)作。對(duì)比圖6和圖7，圖6顯示了普通車輪在坎坷路面上的行駛狀況，軸的路徑軌跡為一條近似于路面彎曲程度的曲線，車體也會(huì)有較大程度的波動(dòng)；與之相比，圖7顯示了本發(fā)明的偏心車輪在坎坷路面上的行駛狀況，首先調(diào)節(jié)輪轂I上的調(diào)偏槽至豎直狀態(tài)，在行駛過程中，通過安裝在荷載上的超聲波傳感器采集信號(hào)，檢測路況信息，并由處理器控制電機(jī)
II12運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，以此來調(diào)節(jié)軸7到地面的高度，使其行進(jìn)路徑近似為一條直線，這樣，整個(gè)荷載的重心也近似在一條水平的直線上，荷載的顛簸狀況也會(huì)的得到極大改善。參看附圖8，本發(fā)明的偏心車輪在爬臺(tái)階時(shí)能夠使軸7的水平高度保持不變甚至降低，相較于普通車輪來說，本發(fā)明使爬臺(tái)階更加容易 ，具體來講，在爬臺(tái)階之前，處理器通過接收傾角傳感器提供的信息，控制軸動(dòng)裝置和電機(jī)I 18的運(yùn)轉(zhuǎn)，將調(diào)偏槽調(diào)節(jié)并保持為水平狀態(tài)，然后電機(jī)II 12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將軸7通過絲杠螺母15帶動(dòng)到絲杠2前端距離輪轂I邊緣較近的位置，這樣就使整個(gè)荷載的重心前移，此時(shí)，再開啟軸動(dòng)裝置，軸動(dòng)裝置依次帶動(dòng)軸7和絲杠螺母15轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)本發(fā)明的偏心車輪轉(zhuǎn)動(dòng)并使其爬上臺(tái)階。在這個(gè)過程中，因?yàn)檎麄€(gè)荷載的重心上升的高度降低了，需要軸動(dòng)裝置提供的動(dòng)力也會(huì)減小。當(dāng)爬上臺(tái)階之后，再調(diào)節(jié)偏心車輪的軸7使它回到輪心位置，就可以改變?yōu)樵谄铰飞系臐L動(dòng)狀態(tài)。另外，本發(fā)明在停放狀態(tài)時(shí)，將偏心車輪的調(diào)偏槽調(diào)節(jié)為豎直狀態(tài)，并將絲杠螺母15連同軸7調(diào)至最低點(diǎn)，從而降低其荷載的重心，增強(qiáng)停放狀態(tài)的穩(wěn)定性，需要啟動(dòng)時(shí)，利用電機(jī)II 12的動(dòng)力將軸7提升到輪心位置，變?yōu)檎Ｐ旭偁顟B(tài)。本發(fā)明能夠檢測路況并根據(jù)路況自動(dòng)調(diào)節(jié)軸7與輪心之間的距離，使行進(jìn)過程更加平穩(wěn)，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺(tái)階的難題，可以應(yīng)用于各類運(yùn)載工具；使用軸動(dòng)裝置和主動(dòng)齒輪I 18-內(nèi)齒輪 16組合的雙重動(dòng)力系統(tǒng)，后者可以在使用多個(gè)偏心車輪的情況下使每個(gè)偏心車輪獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，互不影響，實(shí)現(xiàn)其荷載的原地轉(zhuǎn)向。上述描述僅作為本發(fā)明可實(shí)施的技術(shù)方案提出，不作為對(duì)其技術(shù)方案本身的單一限制條件。
權(quán)利要求
1.一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，包括從內(nèi)向外依次套裝的軸(7)、輪轂(I)、輪圈(10)和輪胎(11)，其特征在于所述輪轂(I)的外緣內(nèi)嵌有主動(dòng)齒輪I (17)、配套的電機(jī)I(18)以及主動(dòng)齒輪I (17)的保護(hù)罩(9)，輪轂(I)的外緣兩側(cè)設(shè)置有用于穩(wěn)固所述輪圈(10)的支撐輪(6)，所述輪轂(I)側(cè)面設(shè)置有傾角傳感器；貫穿所述輪轂(I)的輪心鏤空開設(shè)有調(diào)偏槽，此調(diào)偏槽內(nèi)設(shè)置有調(diào)偏裝置，此調(diào)偏裝置包括設(shè)置在所述調(diào)偏槽兩端的兩個(gè)支座(4)、設(shè)置在所述的兩個(gè)支座(4)之間的絲杠(2)、與絲杠(2)平行的導(dǎo)軌(3)、套裝在絲杠(2 )和導(dǎo)軌(3 )上的絲杠螺母(15 )、與絲杠(2 )同軸固接的從動(dòng)齒輪(5 )、與從動(dòng)齒輪(5 )嚙合的主動(dòng)齒輪II (14)、與主動(dòng)齒輪II (14)連動(dòng)的電機(jī)II (12)以及電機(jī)II (12)的固定架(13)，所述軸(7)通過其端部的法蘭(8)與所述絲桿螺母(15)固接；所述輪圈(10)的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設(shè)置有與主動(dòng)齒輪I (17)相嚙合的內(nèi)齒輪(16)，所述支撐輪(6)與所述輪圈(10)的內(nèi)緣相抵；本偏心車輪的結(jié)構(gòu)中還包括與所述軸(7)相連的軸 動(dòng)裝置、路況檢測裝置以及與所述傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機(jī)I (18)、電機(jī)II (12)和軸動(dòng)裝置均相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述支撐輪(6)為至少兩對(duì)深溝球軸承。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述支撐輪(6)為三對(duì)深溝球軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述導(dǎo)軌(3)為至少一根。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述調(diào)偏槽為長方形槽，且調(diào)偏槽的長度與所述輪轂(I)直徑的比值范圍為O. 25 O. 95。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述調(diào)偏槽的長度與所述輪轂(I)直徑的比值為O. 9。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述絲杠(2)為滾珠絲杠。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述從動(dòng)齒輪(5)設(shè)置在所述絲桿(2)的端部。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述路況檢測裝置為設(shè)置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器或攝像頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，其特征在于所述軸動(dòng)裝置為發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可智能調(diào)節(jié)偏心距的偏心車輪，包括軸、輪轂、輪圈和輪胎，輪轂上設(shè)置主動(dòng)齒輪Ⅰ、電機(jī)Ⅰ、支撐輪、傾角傳感器、調(diào)偏槽和調(diào)偏裝置，調(diào)偏裝置包括兩個(gè)支座、設(shè)置在支座之間的絲杠、導(dǎo)軌、絲杠螺母、與絲杠同軸固接的從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪Ⅱ、電機(jī)Ⅱ及其固定架，絲桿螺母通過法蘭與軸固接；輪圈的內(nèi)側(cè)設(shè)置內(nèi)齒輪；其結(jié)構(gòu)中還包括軸動(dòng)裝置、路況檢測裝置和處理器，此處理器的輸出端與電機(jī)Ⅰ、電機(jī)Ⅱ和軸動(dòng)裝置均相連。本發(fā)明能夠檢測路況并根據(jù)路況自動(dòng)調(diào)節(jié)軸與輪心之間的距離，使行進(jìn)過程更加平穩(wěn)，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺(tái)階的難題，可以應(yīng)用于各類運(yùn)載工具。
文檔編號(hào)B60B19/00GK102642445SQ20121014955
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者侯九霄, 馮志超, 席松濤, 楊清, 潘世豪, 石九龍, 董昊 申請(qǐng)人:侯九霄, 馮志超, 席松濤, 楊清, 潘世豪, 石九龍, 董昊