一种车轮的制作方法

本发明属于车轮技术领域，具体涉及一种车轮。

背景技术：

车轮是固定轮胎内缘、支持轮胎并与轮胎共同承受负荷的刚性轮。车轮是介于轮胎和和车轴之间所承受负荷的旋转组件，通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成(gb/t2933―2009)。轮辋是在车轮上安装和支承轮胎的部件，轮辐是在车轮上介于车轴和轮辋之间的支承部件。车轮除上述部件外，有时还包含轮毂。轮胎通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击，实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。车轮常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用。

现有的车轮一般为圆形结构，可用于平地或具有一定坡度的平整地面使用，但是在具有台阶的路面比如楼梯，则无法发挥作用。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种车轮。

本发明所采用的技术方案为：

一种车轮，包括中心架和若干对圆弧轮毂；每对圆弧轮毂与中心架连接；若干对圆弧轮毂共同形成完整轮毂，每对圆弧轮毂包括第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂；第一圆弧轮毂的一端和第二圆弧轮毂的一端通过铰接部铰接；所述中心架上设有用于使第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂绕铰接部转动以改变车轮运动形态的若干个运动形态改变机构。

进一步的，每个运动形态改变结构包括：收放机构，用于改变圆弧轮毂与中心架的距离以改变车轮运动形态；伸缩机构，设于中心架上且用于作用于铰接部以改变车轮运动形态；以及为伸缩结构及收放机构提供动力的动力机构。

进一步的，所述收放机构包括第一转动滑杆和第二转动滑杆；每个第一圆弧轮毂上的滑动轴座与第一转动滑杆的一端滑动连接，第一转动滑杆的另一端与中心架铰接；每个第二圆弧轮毂上的滑动轴座与第二转动滑杆的一端滑动连接；第二转动滑杆的另一端与中心架铰接。

进一步的，所述伸缩机构包括伸缩装置；所述动力机构与伸缩装置连接；所述伸缩装置的一端在伸缩装置的一端与铰接部的连线上，当伸缩装置的一端伸长并与铰接部接触时，每对圆弧轮毂绕铰接部转动同时第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的相互远离的一端向靠近中心架的方向移动；当伸缩装置收缩并远离铰接部时每对转动滑杆带动每对圆弧轮毂向远离中心架的方向移动。

进一步的，伸缩机构包括丝杆、丝杆套筒和固定筒；丝杆外侧设有外螺纹；丝杆套筒和固定筒内侧设有内螺纹；丝杆通过外螺纹依次与丝杆套筒的内螺纹、固定筒的内螺纹螺纹连接；丝杆的一端从固定筒中伸出且与铰接部相对，丝杆的另一端从丝杆套筒伸出；丝杆套筒与动力机构连接；所述固定筒固定在中心架上。

进一步的，当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所有的圆弧轮毂的横剖面的外边缘在以车轮中心为圆心的圆上。

进一步的，所述中心架为三角形中心架，三角形中心架的每个角上设有伸缩机构；每对圆弧轮毂的铰接部与伸缩机构相对；三角形中心架上设有三对圆弧轮毂，每对圆弧轮毂的第一圆弧轮毂上的滑动轴座与第一转动滑杆的一端滑动连接，第一转动滑杆的另一端与三角形中心架的一个侧边铰接；每对圆弧轮毂的第二圆弧轮毂上的滑动轴座与第二转动滑杆的一端滑动连接，第二转动滑杆的另一端与所述一个侧边的相邻的侧边铰接；第一圆弧轮毂上的滑动轴座和第二圆弧轮毂上的滑动轴座的剖面均为条形结构。

进一步的，所述动力机构包括三角形齿链、两个辅助齿链传递结构和一个主动齿轮传递机构；两个辅助齿链传递结构和一个主动齿轮传递机构分别设于三角形齿链的三个角上，三角形齿链的三个角与三角形中心架的三个角一一对应；三角形中心架的三个角上的伸缩机构分别为第一伸缩机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构；

所述主动齿链传递机构包括电机直齿轮、电机、中间直齿轮和齿链套筒齿轮；所述电机与电机直齿轮连接；所述电机直齿轮与中间直齿轮啮合，所述中间直齿轮与齿链套筒齿轮啮合；所述齿链套筒齿轮的外侧与三角形齿链啮合，所述齿链套筒齿轮上侧与第一伸缩机构的丝杆套筒外侧的套筒锥齿轮啮合；

每个辅助齿链传递结构包括辅助齿链齿轮和辅助套筒锥齿轮；辅助齿链齿轮上固定连接有辅助套筒齿轮；辅助齿链齿轮与三角形齿链啮合；

两个辅助齿链传递结构的辅助套筒锥齿轮分别设于第二伸缩机构和第三伸缩机构的丝杆套筒的外侧；每个辅助齿链传递结构的辅助套筒锥齿轮与每个辅助齿链传递结构的辅助套筒齿轮啮合。

进一步的当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所述完整轮毂的剖面为圆形结构；当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最近时，所述完整轮毂的横剖面为莱洛三角形结构。

进一步的，所述中心架的中心设有心轴；所述车轮还包括控制系统；所述控制系统包括处理器、设于每个丝杆的靠近心轴的一端上的第一接近开关及为控制系统和电机供电的蓄电池；所述处理器分别与第一接近开关电机连接；电机为无线电机。

本发明的有益效果为：本发明的一种车轮，至少可完成圆形运动形态和莱洛三角形运动形态的转换，本发明可用于轮椅等需要经常爬楼梯使用的移动工具上，本发明的将莱洛三角形的定宽曲线特性与车轮结合，实现上下楼梯，利用动力机构，实现可以在行进过程中完成轮胎的形态变换；本发明可以实现方便上下阶梯的作用；只需一人操作，便能完成上楼下楼；从而本发明能够解决上下楼费力的问题。

附图说明

图1是本发明的正面结构示意图。

图2是本发明的背面结构示意图。

图3是本发明的形态主动转换机构示意图。

图4是本发明的形态辅助转换机构示意图。

图5本发明的三角形齿链的结构示意图。

图6本发明的控制系统的部分部件位置示意图。

图中：1-三角形中心架；2-第一圆弧轮毂；3-第一转动滑杆；4-中心架铰接部；5-第一连接块；6-铰接部；7-第二连接块；8-第二圆弧轮毂；9-固定槽；10-丝杆；11-心轴；12-辅助套筒；13-三角形齿链；14-滑动轴座；15-第一接近开关；16-第二接近开关；17-电机直齿轮；18-电机；19-中间直齿轮；20-齿链套筒齿轮；21-蓄电池；22-套筒锥齿轮；23-丝杆套筒；24-辅助齿链齿轮；25-辅助套筒齿轮；26-辅助套筒锥齿轮；27-固定筒；28-固定孔板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1

如图1-6所示的一种车轮，包括中心架和若干对圆弧轮毂；每对圆弧轮毂与中心架连接；若干对圆弧轮毂共同形成完整轮毂，每对圆弧轮毂包括第一圆弧轮毂2和第二圆弧轮毂8；第一圆弧轮毂2的右端与第二圆弧轮毂8的左端通过铰接部连接；所述中心架上设有用于使第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂绕铰接部转动以改变车轮运动形态的若干个运动形态改变机构。

中心架上的运动形态改变机构通过使铰接部6两边的第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂绕铰接部转动，从而实现完整轮毂的形状变化，从而实现运动形态的改变；运动形态即运动时完整轮毂的形状和状态。

例如当第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的铰接部与中心架的距离最近时，完整轮毂的形状接近于中心架的形状；当中心架为多边形结构时，完整轮毂剖面的外边缘为具有弧形边缘的多边形结构；从而便于爬行非平整地面如台阶地面等；当第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，完整轮毂的剖面的形状接近圆形结构；从而便于平地的运动。优选地，当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所述完整轮毂的剖面为圆形结构；当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最近时，所述完整轮毂的横剖面为莱洛三角形结构。本实施例参考莱洛三角形，根据他的定宽曲线原理做成轮胎使它具有平稳上楼的能力，并且机构简单，不会很繁琐，在越障方面能力也很突出。

所述运动形态改变机构，可以采用多种实现方式。中心架可以为正三角形、正四边形、正五边形和正六边形等结构；每个中心架的角上可以设置伸缩结构如弹性部件弹簧；通过弹簧的一端与铰接部6连接；弹簧的另一端与中心架连接，第一圆弧轮毂的上端和第二圆弧轮毂的下端同样通过弹簧与中心架连接；从而通过动力机构调整弹簧的伸缩运动和地面对铰接部的反作用，实现铰接部对中心架的靠近和远离，从而改变完整轮毂的运动形态。

每个中心架的角上还可以设置常规的气动伸缩杆或液压伸缩杆，通过伸缩杆的一端与铰接部6连接；弹簧的另一端与中心架连接；第一圆弧轮毂的上端和第二圆弧轮毂的下端通过弹簧与中心架连接；从而通过动力机构控制伸缩杆的伸缩运动，实现铰接部对中心架的靠近和远离，从而改变完整轮毂的运动形态。

所述运动形态改变机构还可以采用其它的现有的能够实现铰接部6靠近和远离中心架的方式实现。

实施例2

如图1-6所示的一种车轮，包括中心架和若干对圆弧轮毂；每对圆弧轮毂与中心架连接；若干对圆弧轮毂共同形成完整轮毂，每对圆弧轮毂包括第一圆弧轮毂2和第二圆弧轮毂8；第一圆弧轮毂2的右端的第一连接块5与第二圆弧轮毂8的左端的第二连接块7通过铰接部6连接；所述中心架上设有用于使第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂绕铰接部转动以改变车轮运动形态的若干个运动形态改变机构。优选地，当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所述完整轮毂的剖面为圆形结构；当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最近时，所述完整轮毂的横剖面为莱洛三角形结构。

本实施例在实施例1的基础上，对运动形态改变机构进行了优化。

每个运动形态改变结构包括：收放机构，用于改变圆弧轮毂与中心架的距离以改变车轮运动形态；伸缩机构，设于中心架上且用于作用于铰接部以改变车轮运动形态；以及为伸缩结构及收放机构提供动力的动力机构。

具体地，收放机构用于将第一圆弧轮毂的上端和第二圆弧轮毂的下端向靠近或远离中心架的方向收放；伸缩机构通过伸缩使铰接部向靠近或远离中心架的运动；动力机构为收放机构和伸缩机构提供动力。

伸缩机构包括伸缩装置；动力机构与伸缩装置连接；所述伸缩装置的一端在伸缩装置的一端与铰接部的连线上，当伸缩装置的一端伸长并与铰接部接触时，每对圆弧轮毂绕铰接部转动同时第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的相互远离的一端向靠近中心架的方向移动；当伸缩装置收缩并远离铰接部时每对转动滑杆带动每对圆弧轮毂向远离中心架的方向移动。

从而，最终通过伸缩装置实现第一圆弧轮毂的下端和第二圆弧轮毂的上端通过铰接部转动，第一圆弧轮毂的上端和第二圆弧轮毂的下端通过收放机构向靠近或远离中心架的方向收放；两者在动力机构的作用下，使完整轮毂的形态转换更为迅速稳定。

具体地，所述收放机构包括第一转动滑杆和第二转动滑杆；每个第一圆弧轮毂上的滑动轴座与第一转动滑杆的上端滑动连接，第一转动滑杆的下端与中心架通过中心架铰接部铰接；每个第二圆弧轮毂上的滑动轴座与第二转动滑杆的上端滑动连接；第二转动滑杆的下端与中心架通过中心架铰接部铰接。

从而当需要将第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂进行收引时，通过中心架铰接部的旋转、第一转动滑杆和第二转动滑杆在滑动轴座内的滑动，实现第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂在完成莱洛三角形结构的转换时，第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂与中心架的距离更近，从而使完整轮毂的形状更接近完美的莱洛三角形；从而更利于爬坡使用。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上进一步的进行如下的改进和优化。

如图1-6所示的一种车轮，包括中心架和若干对圆弧轮毂；每对圆弧轮毂与中心架连接；若干对圆弧轮毂共同形成完整轮毂，每对圆弧轮毂包括第一圆弧轮毂2和第二圆弧轮毂8；第一圆弧轮毂2的右端的第一连接块5与第二圆弧轮毂8的左端的第二连接块7通过铰接部6连接；所述中心架上设有用于使第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂绕铰接部转动以改变车轮运动形态的若干个运动形态改变机构。

每个运动形态改变结构包括：收放机构、伸缩机构以及动力机构。具体地，收放机构用于将第一圆弧轮毂的上端和第二圆弧轮毂的下端向靠近或远离中心架的方向收放；伸缩机构通过伸缩使铰接部向靠近或远离中心架的运动；动力机构为收放机构和伸缩机构提供动力。

所述收放机构包括第一转动滑杆和第二转动滑杆；每个第一圆弧轮毂上的滑动轴座与第一转动滑杆的上端滑动连接，第一转动滑杆的下端与中心架通过中心架铰接部铰接；每个第二圆弧轮毂上的滑动轴座与第二转动滑杆的上端滑动连接；第二转动滑杆的下端与中心架通过中心架铰接部铰接。

优选地，所述中心架为三角形中心架1，三角形中心架的每个角上设有伸缩机构；每对圆弧轮毂的铰接部与伸缩机构相对；三角形中心架上设有三对圆弧轮毂，每对圆弧轮毂的第一圆弧轮毂上的滑动轴座14与第一转动滑杆的上端滑动连接，第一转动滑杆3的下端与三角形中心架的一个侧边通过中心架铰接部4铰接；每对圆弧轮毂的第二圆弧轮毂上的滑动轴座14与第二转动滑杆的上端滑动连接，第二转动滑杆的下端与所述一个侧边的相邻的侧边通过中心架铰接部4铰接；第一圆弧轮毂上的滑动轴座和第二圆弧轮毂上的滑动轴座的剖面均为条形结构。

优选地，第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的横剖面为椭圆形结构。滑动轴座包括滑槽，滑槽的相对两侧设有滑孔，第一转动滑杆或第二转动滑杆的上端上设有可以在滑孔内滑动的滑动部，从而使第一转动滑杆或第二转动滑杆的滑动部在滑动轴座的滑孔内来回滑动，从而便于每对圆弧轮毂收起和放下。

动力机构包括三角形齿链13、两个辅助齿链传递结构和一个主动齿轮传递机构；两个辅助齿链传递结构和一个主动齿轮传递机构分别设于三角形齿链的三个角上，三角形齿链的三个角与三角形中心架的三个角一一对应；三角形中心架的三个角上的伸缩机构分别为第一伸缩机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构。

如图3所示，伸缩机构包括丝杆10、丝杆套筒23和固定筒27；丝杆外侧设有外螺纹；丝杆套筒和固定筒内侧设有内螺纹；丝杆通过外螺纹依次与丝杆套筒的内螺纹、固定筒的内螺纹螺纹连接；丝杆的下端从固定筒中伸出且与铰接部相对，丝杆10的另一端从丝杆套筒23伸出；丝杆套筒外侧通过套筒锥齿轮22与动力机构连接；所述固定筒固定在中心架上。第一伸缩机构、第二伸缩机构、第三伸缩机构与伸缩机构的结构相同。

如图3所示，主动齿链传递机构包括电机直齿轮17、电机18、中间直齿轮19和齿链套筒齿轮20；电机直齿轮17连接在电机18的下端；电机直齿轮17与中间直齿轮19的上侧的轮齿啮合，所述齿链套筒齿轮20分别与中间直齿轮19和三角形齿链13啮合，所述齿链套筒齿轮20上侧设有锥形齿轮；锥形齿轮与第一伸缩机构的丝杆套筒23外侧的套筒锥齿轮22啮合；固定筒27固定在中心架上；优选地，所述固定筒27和丝杆套筒23之间设有固定孔板，丝杆的下端依次穿过丝杆套筒23、固定孔板28和固定筒27；所述固定孔板与丝杆套接；所述固定孔板也固定在中心架上，固定孔板28用于防止丝杆套筒23在转动时向固定筒27的方向移动。

每个辅助齿链传递结构包括辅助齿链齿轮24和辅助套筒锥齿轮26；辅助齿链齿轮24上固定连接有辅助套筒齿轮25；辅助齿链齿轮24与三角形齿链13啮合；辅助套筒齿轮25与辅助套筒锥齿轮26啮合，辅助套筒锥齿轮26设置在第二伸缩机构或第三伸缩机构的丝杆套筒上，即辅助套筒12上。

具体地，两个辅助齿链传递结构的辅助套筒锥齿轮分别设于第二伸缩机构和第三伸缩机构的丝杆套筒的外侧；每个辅助齿链传递结构的辅助套筒锥齿轮26与每个辅助齿链传递结构的辅助套筒齿轮25啮合。

动力机构运转时，通过电机18下方的电机直齿轮17带动三角形齿链13运动，三角形齿链运动带动，三个角上的伸缩机构同时运动，完成运动形态的变换；具体的，电机通过电机直齿轮17带动中间直齿轮19、齿链套筒齿轮20转动；齿链套筒齿轮20上侧的锥形齿轮通过与套筒锥齿轮啮合带动丝杆套筒转动，从而带动丝杆在固定筒中沿着螺纹运动，从而实现丝杆的上下运动；与此同时，两个辅助齿链传递结构在三角形齿链运动的带动下，带动其它两个角的辅助齿链齿轮24运动，从而实现了其它两个角的丝杆的上下运动。

在丝杆进行上下运动时，三角形中心架的每个侧边的第一转动滑杆和第二转动滑杆在丝杆对铰接部的作用下，第一转动滑杆和第二转动滑杆的滑动部在滑动轴座内滑动以实现每个第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的收起或放下；从而实现运动形态的转换。

具体地，所有的第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的形状设置，在满足圆形结构和莱洛三角形结构运动形态的情况下，可以有多种形状。优选地，所述第一圆弧轮毂和第二圆弧轮毂的横剖面为椭圆形结构；当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所有的圆弧轮毂的横剖面的外边缘在以车轮中心为圆心的圆上。优选地，当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最远时，所述完整轮毂的剖面为圆形结构；当完整轮毂的铰接部与中心架的距离最近时，所述完整轮毂的横剖面为莱洛三角形结构。

在使用时，所述中心架的中心设有心轴11，心轴上设有固定槽9，用于连接轮轴使用；所述车轮还包括控制系统；所述控制系统包括处理器、设于每个丝杆的靠近心轴的一端上的第一接近开关及为控制系统和电机供电的蓄电池；所述处理器分别与第一接近开关15和电机连接；电机为无线电机。

为了便于车轮在运行时，方便的切换运动形态，所述车轮还包括控制系统；控制系统，包括处理器、设置在每个丝杆靠近心轴的一端上的第一接近开关和蓄电池；电机为无线电机。优选地，控制系统还包括一个无线遥控终端。所述处理器分别与第一接近开关、无线电机和无线遥控终端连接。

运动形态的变换可通过以下方式实现：当丝杆的上端向靠近心轴的方向移动时，第一接近开关将信号反馈至处理器，处理器控制电机停止转动，从而完成运动形态由圆形向莱洛三角形的转换；当需要从莱洛三角形转换到圆形时，通过无线遥控终端发送指令处理器控制电机使丝杆的上端向远离心轴的方向移动，第一接近开关将信号反馈至处理器，同时电机在运行预设时间后，丝杆到达预设位置，从而完成莱洛三角形向圆形的转换。

本实施例还提供一种方案，如图6所示，所述控制系统包括处理器、设于每个丝杆的靠近心轴的一端上的第一接近开关及为控制系统和电机供电的蓄电池21；每个三角形中心架的侧边上设有第二接近开关16，所述处理器分别与第一接近开关、第二接近开关和电机连接；电机为无线电机。通过第一接近开关和第二接近开关的信号反馈至处理器，通过无线遥控终端控制完成莱洛三角形或圆形运动形态的转换。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。