一种具有缓冲功能的车轮以及带有轮的可行走装置的制作方法

本发明涉及一种车轮，尤其涉及一种具有缓冲功能的车轮以及带有轮的可行走装置。

背景技术：

车轮是一些装置的重要组成部件，例如汽车、电动车、自行车、轮椅等。现有的装置为了实现行驶过程中的缓冲减震功能，一般是在车轴与车身之间或车身与车轮之间安装弹簧来实现。

技术实现要素：

因此，本发明有必要提供一种具有缓冲功能的车轮，将缓冲机构设于车轮上，充分利用车轮空间。

本发明提供一种具有缓冲功能的车轮，包括轮辋以及内轮毂，还包括位于所述轮辋以及所述内轮毂之间的可形变的环片，所述环片的中心与所述轮辋或所述内轮毂的中心大致重合，所述环片与所述轮辋之间连接有若干绕中心环形分布的第一连接臂，所述第一连接臂可与所述环片以及所述轮辋相对转动，所述环片与所述内轮毂之间连接有若干绕中心环形分布的第二连接臂，所述第二连接臂可与所述环片以及所述内轮毂相对转动。

优选的，所述轮辋通过第一连接点连接所述第一连接臂，所述环片通过第二连接点连接所述第一连接臂，所述第一连接点与所述第二连接点之间的连线与所述轮辋过所述第一连接点的直径线不重合；和/或

所述环片通过第三连接点连接所述第二连接臂，所述内轮毂通过第四连接点连接所述第二连接臂，所述第三连接点与所述第四连接点之间的连线与所述内轮毂过所述第三连接点的直径线不重合。

优选的，所述第一连接点与所述第二连接点之间的连线由径向外方向朝绕中心的第一旋转方向倾斜，所述第三连接点与所述第四连接点之间的连线由径向外方向朝绕中心的第一旋转方向倾斜或与第一旋转方向相反的第二旋转方向倾斜。

优选的，所述第一连接臂和所述第二连接臂的数量相同，均呈阵列分布，一所述第一连接臂与相应的一所述第二连接臂构成一组臂。

优选的，在一组臂中，所述环片通过第二连接点连接所述第一连接臂，所述环片通过第三连接点连接所述第二连接臂，所述第二连接点与所述第三连接点位于所述环片的圆周的同一位置处。

优选的，所述第一连接臂和所述第二连接臂分别位于所述环片的内外两侧。

还提供一种带有轮的可行走装置，所述轮为所述的具有缓冲功能的车轮。

优选的，所述装置为轮椅。

本发明在行驶过程中，内轮毂与轮辋相对运动后，能够通过第一连接臂和第二连接臂的转动来使得环片发生形变，形变到一定程度后，环片会迫使内轮毂恢复到原来位置，从而实现缓冲减震效果，从分利用了车轮的空间。

附图说明

图1为实施例的车轮的结构示意图。

图2为图1的i1放大图。

图3为实施例的车轮的正视图。

图4为第一实施方式的车轮的受力示意图。

图5为第二实施方式的车轮的受力示意图。

图6为带有电池的驱动器的结构示意图。

图7为去除电池后的驱动器的剖视图。

图8为实施例的中轴的结构示意图。

图9为实施例电池的结构示意图。

图10为去除面壳后的电池的内部示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例提供一种车轮，可以理解的是，车轮可以安装在任何可以使用轮子的装置上，例如电动车、电动自行车、电动轮椅等等，在此不做限制，如此可以使得该装置能够通过车轮实现轮行走。

如图1和图2，车轮包括轮辋100以及内轮毂110，静止时，轮辋100与内轮毂110连接并且两者的中心基本一致，内轮毂110可位于中心处。轮辋100外侧可以安装有轮胎120等。相对于车轮所处的面而言，车轮具有第一侧c1和第二侧c2。

具体的，轮辋100与内轮毂110之间安装有可形变的环片130，如此，环片130能够被压缩或者回弹。环片130的中心与轮辋100或内轮毂110的中心基本一致。环片130可以采用钢等金属制成。环片130的厚度（即沿径向的厚度）小于环片130的长度（即沿轴向的长度），其中，环片130的厚度可以根据实际应用而设定，环片130的厚度越大，可形变能力越弱，刚性越强，环片130的厚度越小，可形变能力越好。

为了便于后续的安装，环片130上可固定有若干的安装片131，以通过安装片131安装有第一轴承132和第二轴承133。

轮辋100设有若干的第一安装位101，第一安装位101可固定有第三轴承102。内轮毂110设有若干的第二安装位111，第二安装位111也可固定有第四轴承112。其中，第一轴承132的数量与第三轴承102的数量是相等的，第二轴承133和第四轴承112的数量是相等的。环片130与轮辋100之间连接有第一连接臂140，环片130与内轮毂110之间连接有第二连接臂150。第一连接臂140和第二连接臂150可为条钢。第一连接臂140两端分别连接一第一轴承132和一第三轴承102，第二连接臂150两端分别连接一第二轴承133和一第四轴承112，使得，第一连接臂140和第二连接臂150均是绕中心环形分布的，并且第一连接臂140和第二连接臂150的两端均是可相对转动的。

第三轴承102作为第一连接臂140与轮辋100连接的第一连接点。第一轴承132作为第一连接臂140与环片130连接的第二连接点。第二轴承133作为第二连接臂150与环片130连接的第三连接点。第四轴承112作为第二连接臂150与内轮毂110连接的第四连接点。

当装置在行驶过程中，遇到颠簸的路面或者行驶速度改变时，在惯性作用下，由于轮辋100与内轮毂110之间并非完全的刚性连接，轮辋100与内轮毂110的速度大小或速度方向会不一致，由于第一连接臂140和第二连接臂150是可转动的，轮辋100的中心与内轮毂110的中心发生偏离时或内轮毂110相对于轮辋100转动时，会通过第一连接臂140和第二连接臂150拉动环片130，使得环片130发生形变，形变到一定程度后，环片130在其自身弹力作用下趋向于回复原状，进而能够使得内轮毂110恢复到平衡位置，如中心重新与轮辋100的中心保持一致，进而使得车轮具有缓冲的效果，装置在行驶的时候更加平稳。

在本实施例中，如图3所示，第一连接点与第二连接点之间的连线l1与轮辋100过第一连接点的直径线不重合，即第一连接臂140整体相对于对应的直径线是存在夹角的，其可以由径向外方向朝绕中心的第一旋转方向倾斜。第三连接点与第四连接点之间的连线l2与内轮毂110过第三连接点的直径线不重合，即第二连接臂150整体相对于对应的直径线是存在夹角的，其可以由径向外方向朝绕中心的第一旋转方向s1倾斜或者与第一旋转方向相反的第二旋转方向倾斜。这样，遇到颠簸的路面或者行驶速度改变时，在惯性作用下，第一连接臂140或第二连接臂150能够更加轻易地发生转动（即轮辋100与内轮毂110相对的刚性更弱），环片130能够比较容易被压缩而形变，进而使得内轮毂110能够较好地被环片130缓冲。

应当特别说明的是，如图4所示，若第一连接臂140整体的倾斜方向与第二连接臂150整体的倾斜方向是相同的，在惯性的作用下，内轮毂110中心会向m1方向偏离轮辋100中心，内轮毂110作用第二连接臂150而使第二连接臂150绕第三连接点往偏离方向m2转动，由于第一连接臂140与第二连接臂150同向倾斜，第一连接臂140向m3方向转动，会使得环片130在形变的同时也会相对于轮辋100转动(m4方向)，进而内轮毂110也相对于轮辋100转动，平衡性会稍差。但是，如图5所示，当第一连接臂140整体的倾斜方向与第二连接臂150整体的倾斜方向相反时，在惯性的作用下，内轮毂110中心会向m1方向偏离轮辋100中心，内轮毂110作用第二连接臂150而使第二连接臂150绕第三连接点往偏离方向m2转动，在第二连接臂150的带动下环片130趋于相对轮辋100转动（m4方向），但是此时，第一连接臂140会拉着环片130（m3方向）使其无法相对轮辋100转动，如此，内轮毂110相对轮辋100转动的幅度就很小，基本可以忽略，使得环片130对内轮毂110恢复力基本与惯性方向是相反的，因此，也就使得内轮毂110更加平稳。

在本实施例中，第一连接臂140和第二连接臂150的数量是相等的，均呈环形阵列分布，即第一连接臂140和第二连接臂150一一对应构成一组臂。第一轴承132和第二轴承133分别位于环片130的第一侧和第二侧，第一连接臂140和第二连接臂150在受力时是更平衡的。第一轴承132和相应的第二轴承133位于环片130的圆周同一位置处，即可视作第二连接点和第三连接点是重合的。

其中，如图6和图7所示，内轮毂110包括驱动器。驱动器可包括马达200、变速箱210、中轴220以及电池230。马达200可为无刷马达，其具有转子201和定子202。结合图8，中轴220具有第一端221和第二端222，在第一端221和第二端222之间具有安装部223。定子202固定在安装部223。变速箱210包括外壳211、设于外壳211内的齿轮组，齿轮组包括中心齿212、若干从动齿213以及齿圈214，中心齿212与从动齿213啮合，从动齿213与齿圈214啮合，构成星状齿轮组。齿圈214与外壳211是固定的，第四轴承112可安装在外壳211上。其中，中心齿212套在中轴220上并与转子201固定，以通过转动带动中心齿212绕中轴220转动，使得从动齿213转动，进而使得齿圈214带着外壳211转动，如此，使得整个车轮能够相对于中轴220转动而行驶。

一实施例中，外壳211的外周缘向定子202一侧延伸形成有环臂2111，环臂2111的外侧面形成有连接部2113，第四轴承112可安装在连接部2113上。环臂2111靠近中轴220的第一端221的一侧凹陷形成有环槽2112，环槽2112环绕定子202。

中轴220的第一端221伸出至定子202外侧，中轴220的第二端222伸出至外壳211外侧。第一端221具有第一连接结构2211，用于固定连接器240。第二端222具有第二连接结构2221，用于固定装置而将车轮安装在装置上。连接器240固定连接电池230，使得电池230能够被固定在中轴220的第一端221处，从而被安装在车轮上，而不需要安装在装置的其他位置处，进而充分利用了车轮的空间，而且也便于为马达200供电。

连接器240可包括正负电极241和卡接结构242，连接器240通过其上的卡接结构242（例如卡槽）与电池230上的卡接结构2312（例如卡勾，并可参照图）卡持而使得电池230被固定在中轴220的第一端221，并且正负电极241与电池230的导电极233（可参照图）接触。

中轴220具有空心段224，空心段224延伸至第一端221，并且在第一端221的壁上可开有第一通孔2212，中轴220上还开有第二通孔225，第一通孔2212和第二通孔225与内空心连通。具体的，第二通孔225可开在安装部223上和/或在靠近第二端222上。如此可以往空心段224内布置线缆，例如与正负电极241电连接的电线以及与控制器连接的信号线等。线缆的布置方式可以根据实际而设定，例如，可以将第一端221的与正负电极241电连接的线缆穿过第一通孔2212进入至空心段224内，继而通过第二通孔225从靠近第二端222处伸出以便于连接控制器等。

如图9和图10，电池230可包括壳体231以及设于壳体231内的电芯232，电芯232可以包括有多个，并均匀布置。壳体231靠近第一侧形成插槽2311，插槽2311的形状与连接器240的形状大致相同，可收容连接器240。在插槽2311的侧壁上设有与电芯232电连接的导电极233以及卡接结构2312，与连接器240的连接方式可参照前述，在此不赘述。

一并结合图6和图7，壳体231的周缘于插槽2311的一侧形成包围插槽2311的环部2313，环部2313中间为收容槽2314，当电池230卡接在连接器240上时，收容槽2314能够收容定子202，而环部2313则被收容在环槽2112中，变速箱外壳的环槽2112可相对于电池230的环部2313转动。由于与第二连接臂150连接的连接部2113是位于环臂2111的外侧面的，因此，使得电池230和驱动器结合后整体的重心基本上是在连接部2113所在的平面上，也即电池230和驱动器结合后整体的重心基本上是在轮辋100面上的，使得该整体能够平稳地通过轮辋100悬挂而不向第一侧或第二侧倾斜。

为了便于电池230从连接器240上拆卸，电池230还包括拨块234，卡接结构2312连接有拨板235，拨板235连接有弹簧236，弹簧236向卡接方向预紧卡接结构2312。在初始状态下，弹簧236预紧，卡接结构2312与卡接结构242配合，电池230与连接器固定。外力改变拨块234的位置，拨块234带动拨板235克服弹簧236预紧力，向脱离卡持方向运行，卡接结构2312连接有拨板235脱离，可从连接器上取下电池230。具体的，拨块234设于转轴237上，转轴237可连接于把手239，把手239位于壳体231的背离插槽2311的一侧。转轴237连接有扭簧238，扭簧238将转轴237预紧，在预紧状态下，拨块234不与拨板235接触，卡接结构2312与卡接结构242配合，拉动把手239，转轴237克服扭簧238预紧力，拨块234逐渐与拨板235抵持，卡接结构2312与卡接结构242脱离，放开把手239，则重新复原。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。