专利名称：一种可智能调节偏心距的偏心车轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运输工具，尤其涉及一种可智能调节偏心距的偏心车轮。
背景技术：
普通车轮的轴固定安装在车轮的轮心处，车轮行驶过程中轴的水平高度会随着路面起伏而变化，路况不好时会造成荷载较大幅度颠簸，形成强烈的起伏感和撞击感，使乘客感到不适，同时，对货物造成不同程度的损害；普通车轮一般是利用轮胎弹性和减震系统来降低颠簸程度，这两种常用方案仅能够在降低运输工具和路面的撞击感方面起到效果，无法有效地、针对性地降低起伏感。偏心车轮的轴偏离轮心，轴与车轮外边缘的距离不均等，转动时轴与路面距离不 断变化。中国专利002553279公开了一种可调式偏心车轮结构，主要目的是使脚踏车在行进时产生上下摇摆或前后起伏的效果，用于运动健身和戏耍玩乐；此外，中国专利00110950公开了一种可调偏心车轮，其主要功能亦是产生起伏效果从而达到人们的健身和娱乐目的；上述两种设计均是利用偏心轮来增加其荷载行进过程中的起伏感，而且均需要手动调节偏心距，不能根据路况进行实时的适应性调整，无法实现行进中降低颠簸程度的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可智能调节偏心距的偏心车轮，能够检测路况并根据路况自动调节轴与轮心之间的距离，使行进过程更加平稳，不仅能够在起伏较大的道路上降低颠簸程度，而且解决了普通轮子不易上台阶的难题，可以应用于各类运载工具。为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种可智能调节偏心距的偏心车轮，包括从内向外依次套装的轴、轮毂、轮圈和轮胎，所述轮毂的外缘内嵌有主动齿轮I、配套的电机I以及主动齿轮I的保护罩，轮毂的外缘两侧设置有用于稳固所述轮圈的支撑轮，所述轮毂侧面设置有倾角传感器；贯穿所述轮毂的轮心镂空开设有调偏槽，此调偏槽内设置有调偏装置，此调偏装置包括设置在所述调偏槽两端的两个支座、设置在所述的两个支座之间的丝杠、与丝杠平行的导轨、套装在丝杠和导轨上的丝杠螺母、与丝杠同轴固接的从动齿轮、与从动齿轮啮合的主动齿轮II、与主动齿轮II连动的电机II以及电机II的固定架，所述轴通过轴端的法兰与所述丝杆螺母固接；所述轮圈的横断面为朝向轮心的U形槽，U形槽底设置有与主动齿轮I相啮合的内齿轮，所述支撑轮与所述轮圈的内缘相抵；本偏心车轮的结构中还包括与所述轴相连的轴动装置、路况检测装置以及与所述倾角传感器和路况检测装置均相连的处理器，此处理器的输出端与电机I、电机II和轴动装置均相连。作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑轮为至少两对。作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑轮为三对。
作为本发明的一种优选技术方案，所述导轨为至少一根。作为本发明的一种优选技术方案，所述调偏槽为长方形槽，且调偏槽的长度与所述轮毂直径的比值范围为O. 25 0.95。作为本发明的一种优选技术方案，所述调偏槽的长度与所述轮毂直径的比值为
O.9 O作为本发明的一种优选技 术方案，所述丝杠为滚珠丝杠。作为本发明的一种优选技术方案，所述从动齿轮设置在丝杆的端部。作为本发明的一种优选技术方案，所述路况检测装置为设置在本偏心车轮的荷载上的超声波传感器或摄像头。作为本发明的一种优选技术方案，所述倾角传感器为单轴倾角传感器。作为本发明的一种优选技术方案，所述轴动装置为发动机或电动机。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于本发明能够检测路况并根据路况自动调节轴与轮心之间的距离，使行进过程更加平稳，不仅能够在起伏较大的道路上降低颠簸程度，而且解决了普通轮子不易上台阶的难题，可以应用于各类运载工具；使用轴动装置和主动齿轮I -内齿轮双重动力系统，后者可以在使用多个偏心车轮的情况下使每个偏心车轮独立运转，互不影响，实现其荷载的原地转向。
图I是本发明内侧的结构示意图。图2是本发明外侧的结构示意图。图3是图I和图2中调偏装置的核心结构放大图。图4是图I和图2中主动齿轮I和内齿轮的啮合结构放大图。图5本发明自动化控制的工作原理图。图6是普通车轮在起伏路面行进时轴的路径图。图7是本偏心车轮在起伏路面行进时轴的路径图。图8是本偏心车轮爬台阶的有益效果示意图。
图中1、轮毂2、丝杠3、导轨4、支座5、从动齿轮6、支撑轮7、轴8、法兰
9、保护罩10、轮圈11、轮胎12、电机II 13、固定架14、主动齿轮II 15、丝杠螺母16、内齿轮17、主动齿轮I 18、电机I。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参看附图I 4，本发明一个具体实施例的结构中包括从内向外依次套装的轴7、轮毂I、轮圈10和轮胎11，轮毂I的外缘内嵌有主动齿轮I 17、配套的电机I 18以及主动齿轮I 17的保护罩9，轮毂I的外缘两侧设置有用于稳固轮圈10的三对支撑轮6，轮毂I侧面设置有倾角传感器；贯穿轮毂I的轮心镂空开设有调偏槽，调偏槽内设置有调偏装置，此调偏装置包括设置在调偏槽两端的两个支座4、设置在两个支座4之间的丝杠2、两根与丝杠2平行的导轨3、套装在丝杠2和导轨3上的丝杠螺母15、与丝杠2同轴固接的从动齿轮5、与从动齿轮5啮合的主动齿轮II 14、与主动齿轮II 14连动的电机II 12以及电机II 12的固定架13，轴7通过轴7端部的法兰8与丝杆螺母15固接；
轮圈10的横断面为朝向轮心的U形槽，U形槽底设置有与主动齿轮I 17相啮合的内齿轮16，支撑轮6与轮圈10的内缘相抵从而保持轮圈10和轮毂I的稳固性；
本偏心车轮的结构中还包括与所述轴7相连的轴动装置、路况检测装置以及与倾角传感器和路况检测装置均相连的处理器，此处理器的输出端与电机I 18、电机II 12以及轴动装置均相连；
调偏槽为长方形槽，且调偏槽的长度与轮毂I直径的比值为O. 9，丝杠2为滚珠丝杠，从动齿轮5设置在丝杆2的端部，保证调节偏心距的准确性和灵活性，同时使得偏心距的调节范围较大，降低颠簸的能力较强。路况检测装置为设置在本偏心车轮的荷载上的超声波传感器，轴动装置为电动机。参看附图5，本发明自动化控制的工作原理是路况检测装置获得前方路况信息，包括障碍点的起伏高度、深度以及偏心车轮与障碍点之间的水平距离，同时，倾角传感器测得轮子的导轨3或丝杠2相对于竖直方向的偏角，上述路况信息和偏角信息被传送至处理器进行处理计算，得出偏心车轮行至障碍点时需要对偏心距和导轨3或丝杠2的偏角调节量，然后所得计算结果被传送到电机I 18、电机II 12和轴动装置，电机II 12执行偏心距的调节动作指令，电机I 18和轴动装置配合来执行偏角的调节动作指令，从而实现平稳越过障碍点的目的。具体来讲，偏心距的调节过程为电机II 12依次带动主动齿轮II 14、从动齿轮5和丝杠2，丝杠2将其回转运动转化为丝杠螺母15的直线运动，丝杠螺母15带动法兰8和轴7沿导轨3和丝杠2移动，从而实现调节偏心距的目的，导轨3能够保持调节过程的稳定性；
导轨3或丝杠2偏角的调节过程为调节偏角时，根据计算结果指令，电机I 18保持锁定，轴动装置进行导轨3或丝杠2偏角的调节动作。对比图6和图7，图6显示了普通车轮在坎坷路面上的行驶状况，轴的路径轨迹为一条近似于路面弯曲程度的曲线，车体也会有较大程度的波动；与之相比，图7显示了本发明的偏心车轮在坎坷路面上的行驶状况，首先调节轮毂I上的调偏槽至竖直状态，在行驶过程中，通过安装在荷载上的超声波传感器采集信号，检测路况信息，并由处理器控制电机
II12运转和停止，以此来调节轴7到地面的高度，使其行进路径近似为一条直线，这样，整个荷载的重心也近似在一条水平的直线上，荷载的颠簸状况也会的得到极大改善。参看附图8，本发明的偏心车轮在爬台阶时能够使轴7的水平高度保持不变甚至降低，相较于普通车轮来说，本发明使爬台阶更加容易 ，具体来讲，在爬台阶之前，处理器通过接收倾角传感器提供的信息，控制轴动装置和电机I 18的运转，将调偏槽调节并保持为水平状态，然后电机II 12转动，从而将轴7通过丝杠螺母15带动到丝杠2前端距离轮毂I边缘较近的位置，这样就使整个荷载的重心前移，此时，再开启轴动装置，轴动装置依次带动轴7和丝杠螺母15转动，最终带动本发明的偏心车轮转动并使其爬上台阶。在这个过程中，因为整个荷载的重心上升的高度降低了，需要轴动装置提供的动力也会减小。当爬上台阶之后，再调节偏心车轮的轴7使它回到轮心位置，就可以改变为在平路上的滚动状态。另外，本发明在停放状态时，将偏心车轮的调偏槽调节为竖直状态，并将丝杠螺母15连同轴7调至最低点，从而降低其荷载的重心，增强停放状态的稳定性，需要启动时，利用电机II 12的动力将轴7提升到轮心位置，变为正常行驶状态。本发明能够检测路况并根据路况自动调节轴7与轮心之间的距离，使行进过程更加平稳，不仅能够在起伏较大的道路上降低颠簸程度，而且解决了普通轮子不易上台阶的难题，可以应用于各类运载工具；使用轴动装置和主动齿轮I 18-内齿轮 16组合的双重动力系统，后者可以在使用多个偏心车轮的情况下使每个偏心车轮独立运转，互不影响，实现其荷载的原地转向。上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。
权利要求
1.一种可智能调节偏心距的偏心车轮，包括从内向外依次套装的轴(7)、轮毂(I)、轮圈(10)和轮胎(11)，其特征在于所述轮毂(I)的外缘内嵌有主动齿轮I (17)、配套的电机I(18)以及主动齿轮I (17)的保护罩(9)，轮毂(I)的外缘两侧设置有用于稳固所述轮圈(10)的支撑轮(6)，所述轮毂(I)侧面设置有倾角传感器；贯穿所述轮毂(I)的轮心镂空开设有调偏槽，此调偏槽内设置有调偏装置，此调偏装置包括设置在所述调偏槽两端的两个支座(4)、设置在所述的两个支座(4)之间的丝杠(2)、与丝杠(2)平行的导轨(3)、套装在丝杠(2 )和导轨(3 )上的丝杠螺母(15 )、与丝杠(2 )同轴固接的从动齿轮(5 )、与从动齿轮(5 )啮合的主动齿轮II (14)、与主动齿轮II (14)连动的电机II (12)以及电机II (12)的固定架(13)，所述轴(7)通过其端部的法兰(8)与所述丝杆螺母(15)固接；所述轮圈(10)的横断面为朝向轮心的U形槽，U形槽底设置有与主动齿轮I (17)相啮合的内齿轮(16)，所述支撑轮(6)与所述轮圈(10)的内缘相抵；本偏心车轮的结构中还包括与所述轴(7)相连的轴 动装置、路况检测装置以及与所述倾角传感器和路况检测装置均相连的处理器，此处理器的输出端与电机I (18)、电机II (12)和轴动装置均相连。
2.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述支撑轮(6)为至少两对深沟球轴承。
3.根据权利要求2所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述支撑轮(6)为三对深沟球轴承。
4.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述导轨(3)为至少一根。
5.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述调偏槽为长方形槽，且调偏槽的长度与所述轮毂(I)直径的比值范围为O. 25 O. 95。
6.根据权利要求5所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述调偏槽的长度与所述轮毂(I)直径的比值为O. 9。
7.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述丝杠(2)为滚珠丝杠。
8.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述从动齿轮(5)设置在所述丝杆(2)的端部。
9.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述路况检测装置为设置在本偏心车轮的荷载上的超声波传感器或摄像头。
10.根据权利要求I所述的可智能调节偏心距的偏心车轮，其特征在于所述轴动装置为发动机或电动机。
全文摘要
本发明公开了一种可智能调节偏心距的偏心车轮，包括轴、轮毂、轮圈和轮胎，轮毂上设置主动齿轮Ⅰ、电机Ⅰ、支撑轮、倾角传感器、调偏槽和调偏装置，调偏装置包括两个支座、设置在支座之间的丝杠、导轨、丝杠螺母、与丝杠同轴固接的从动齿轮、主动齿轮Ⅱ、电机Ⅱ及其固定架，丝杆螺母通过法兰与轴固接；轮圈的内侧设置内齿轮；其结构中还包括轴动装置、路况检测装置和处理器，此处理器的输出端与电机Ⅰ、电机Ⅱ和轴动装置均相连。本发明能够检测路况并根据路况自动调节轴与轮心之间的距离，使行进过程更加平稳，不仅能够在起伏较大的道路上降低颠簸程度，而且解决了普通轮子不易上台阶的难题，可以应用于各类运载工具。
文档编号B60B19/00GK102642445SQ20121014955
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者侯九霄, 冯志超, 席松涛, 杨清, 潘世豪, 石九龙, 董昊 申请人:侯九霄, 冯志超, 席松涛, 杨清, 潘世豪, 石九龙, 董昊