增力车轮的制作方法
【专利摘要】本发明的增力车轮涉及车轮技术领域，所述增力车轮由圆环钢圈和轮辐组装而成的结构体，经安装在车轮的两侧面圆形盖板的固定作用，构成了整体新型车轮。增力车轮利用自身结构上的优越性能将作用于车轮轮心上的轴重力转变成轴重力矩，驱动车轮滚动运行，从而开辟了车轮滚动运行新驱动力能源。与现有车轮不同，增力车轮除了保留现有车轮机动力或人力那类传统驱动力之外，还有以轴重力为能源新增的驱动力，这种新增的车轮驱动力节能环保，价低廉到近于免费源源不断地为增力车轮滚动运行提供驱动动能，较大幅度减少了现有的传统动力能源消耗，并且使车辆运行轻快、省力、闯坡动能大等方面的优势明显。增力车轮可用作各类机动车辆和非机动车辆的车轮。
【专利说明】
増力车轮
技术领域
[0001] 本发明涉及车轮技术领域
【背景技术】
[0002] 本发明所述增力车轮，所增之力，并非现有的传统车轮的机动力或人力那类驱动 力，在这种创新的新型车轮内，除了保留现有车轮驱动力功能之外，还有由车轮轴重力转变 而成新增的驱动力。由于增力车轮将轴重力变成新动力能源理想的实现，可减少大量传统 能源的消耗。
[0003] 车轮上的轴重力，源于车辆所载货重或人体重量，以及车辆自重。现有各类车辆的 传统车轮，都是圆盘钢体结构，轴重力作用在这种车轮上，虽然轴重力很大，但不产生使车 轮滚动的力矩。
[0004] 根据有关资料分析，可以把轴重力看作作用在车轮的圆心（下称轮心）上。轴重 力的作用线自车轮轮心指向地面。车轮的轮心是车轮轮面与轮轴的交点，这就是说，轴重力 在传统车轮上，其轴重力作用线到轮心垂直距离为零，轴重力作用在传统车轮上，虽有力的 大小特点，却没有力臂，不改变车轮滚动状态。
[0005] 参看下式：
[0006] M = Fd
[0007] 此式中：
[0008] M----车轮轴重力对轮轴转动力矩
[0009] F--车轮轴重力
[0010] d----车轮轴重力作用线至轮心垂直距离
[0011] 如上述，由于轮心位于车轮轴重力作用线上，所以d = 0,那么，M = 0,由此可知， 现有车轮上的轴重力没有被开发利用，白白流失了。
【发明内容】
[0012] 本发明的基本思想，认为作用在车轮上的轴重力可以开发利用，能成为车轮滚动 运行的除第一动力能源（机动力或人力）之外的第二动力能源。
[0013] 为实现上述理想，本发明的增力车轮的技术方案是：增力车轮是组合式结构全新 型车轮，由圆环钢圈和轮辐两大主要构件组装而成的结构体，通过车轮两侧面各一块圆形 盖板的固定作用，使之成为整体车轮。
[0014] 本发明开发的增力车轮与现有车轮相比所具有的效果
[0015] 增力车轮将轴重力转变成推动车轮滚动运行的动力矩，这是这种新型车轮独创之 处，现有车轮没有这种特点。轴重力本来就作用于车轮上，是车轮所固有的，白自流失它，等 同於浪费，开发利用它成动力能源，是开僻新能源一例，由于有轴重力增力的增力车轮，较 大幅度地减少了传统能源的消耗，并且增力车轮还使车辆运行速度加快，爬坡能力强等效 果。
【附图说明】
[0016] 图1是增力车轮实施一例的结构图
[0017] 图面说明：1--轮辐2--圆环钢圈3--轮轴
[0018] 图2是增力车轮的轮辐
[0019] 图面说明：
[0020] 2. 1--与增力车轮滚动运行方向同向的轴重力矩和传统动力矩授力轮辐杆（下 称同向轴重力矩和传统动力矩授力轮辐杆）
[0021] 2. 2----同向轴重力矩和传统动力矩授力轮福杆端弧面。
[0022] 2.3与增力车轮滚动运行方向同向轴重力矩和传统动力矩授力平面（下称同 向轴重力矩和传统动力矩授力平面）
[0023] 2.4--与增力车轮滚动运行方向反向轴重力矩授力平面（下称反向轴重力矩授 力平面）
[0024] 2. 5--与增力车轮滚动运行方向反向轴重力矩授力铁块（下称反向轴重力矩授 力铁块）
[0025] 2. 6--轮轴安装室
[0026] 图3是增力车轮的圆环钢圈
[0027] 图面说明：
[0028] 3.1 与增力车轮滚动运行方向同向轴重力矩和传统动力矩受力平面（下称同 向轴重力矩和传统动力矩受力平面）
[0029] 3. 2--钢圈螺栓孔
[0030] 3. 3--与增力车轮滚动运行方向反向轴重力矩受力铁块（下称反向轴重力矩受 力铁块）
[0031] 3. 4----与增力车轮滚动运行方向反向轴重力矩受力平面（下称反向轴重力矩受 力平面）
[0032] 3. 5--圆环钢圈内圆面
[0033] 3. 6----与增力车轮滚动动运行方向同向轴重力矩和传统动力矩受力铁块（下称 同向轴重力矩和传统动力矩受力铁块）
[0034] 图4是增力车轮两侧面盖板
[0035] 图面说明：
[0036] 4. 1--盖板螺栓孔
[0037] 4. 2--圆形盖板板面
[0038] 4. 3----盖板轮轴安装孔 具体实施方案
[0039] 图2和图3所示，由增力车轮组装件组装成如图1所示的增力车轮实施一例的结 构图，所述增力车轮结构图的结构体两构件之间的连接，是通过两结构件上各相关平面相 互紧密衔接实现的，并且，增力车轮通过平面与平面紧密衔接为平台，进行将力从一个刚体 传递到另一个刚体上，完成力的授、受传递过程。
[0040] 作用在增力车轮上有两种力：传统动力和轴重力。传统动力包括机动车的机动力 和人力车的人力，通过相关机构的传递，当传统动力作用于如图1，图2,图3所示的增力车 轮的轮辐1上时，通过轮辐1设有的同向轴重力矩和传统动力矩轮辐杆2. 1上带有的同向 轴重力矩和传统动力矩授力平面2. 3 (该平面上设有螺纹杆孔），作用于圆环钢圈2设有的 同向轴重力矩和传统动力矩铁块3. 6上带有的同向轴重力矩和传统动力矩受力平面3. 1 上，成为与车轮滚动运行方向同向力矩，作正功，车轮滚动动能增大，加速车辆运行速度。
[0041] 如图1、图2和图3所示，作用于增力车轮轮辐1的力，除传统动力外，还有轴重力， 与现有车轮不同，作用于增力车轮轮辐1上的轴重力，通过轮辐1设有的同向轴重力矩和传 统动力矩授力轮辐杆2. 1和反向轴重力授力铁块2. 5的功能，将轴重力分解成与增力车轮 滚动运行方向同向和反向轴重力矩。同向轴重力矩在增力车轮内的传导途径，同增力车轮 内的传统动力矩传递途径相同，成为推动增力车轮滚动运行方向同向力矩，是正能量。而 反向轴重力矩，经由轮幅1设有的反向轴重力矩铁块2. 5上带有的反向轴重力矩授力平面 2. 4,作用于圆环钢圈2上设有的反向轴重力矩受力铁块3. 2上带有的反向轴重力矩受力平 面3. 4上，形成与增力车轮滚动运行方向反向力矩，作负功，消耗车轮滚动动能，减缓车辆 运行速度。但是，增力车轮上同向轴重力矩所作的正功，增加的正能量，远大于反向轴重力 矩所作的负功消耗的能量，祥情见后述。
[0042] 参看图1，图2和图3,增力车轮轮辐1设有的轴重力矩和传统动力矩授力轮辐杆 2. 1带有的同向轴重力矩和传统动力矩授力轮辐杆端弧面2. 2,此弧面半径同圆环钢圈2上 设有圆环钢圈内圆面3. 5的半径相等，这也就是说，同向轴重力作用线到车轮轮心的垂直 距离等同于圆环钢圈2内圆面的半径。这样，如果产生轮辐2与增力车轮滚动运行方向反 方向偏离，也能保持上述两个弧面衔接吻合，正因为如此，促成轮辐1设有的反向轴重力矩 授力铁块2. 5上带有的反向轴重力矩授力平面2. 4,同圆环钢圈2设有的反向轴重力矩受力 铁块3. 3上带有的反向轴重力矩受力平面3. 4紧密吻合接触，上述两个连接平面紧密吻合 接触，又限制了轮辐2与增力车轮滚动运行方向反方向的偏离，互相制约的两圆弧面和两 平面紧密吻合连接，必要时调整轮幅杆上的螺纹杆，从而保证了增力车轮力矩的传导途径 畅通，给增力车轮增力。
[0043] 参看图1. 2. 3和图4,增力车轮两侧面盖板，车轮每个侧面各安装一块，盖板上设 有的圆形盖板板面4. 2的半径等同于圆环钢圈2带有的圆环钢圈内圆面3. 5的半径，轮轴3 穿过盖板上设有的盖板轮轴安装孔4. 3,和轮辐2设有的轮轴安装室2. 5,将螺栓杆插入盖 板上设有的螺栓孔4. 2和钢圈2上设有的钢圈螺栓孔3. 2内，用螺母紧固连接，至此，增力 车轮组装完成，要安装轮胎的装上轮胎，可以投入使用了。
[0044] 增力车轮与现有车轮相比，其主要优势如下：
[0045] 现有车轮上白白流失的轴重力，而在增力车轮上的轴重力当作新动力能源，创新 地得到了开发利用。轴重力的开发利用，为增力车轮增力，增力多少，有以下分析：
[0046] 1、车轮结构性的变化给增力车轮的增力
[0047] 根据刚体定轴转动力矩理论计算，现有车轮的圆盘与增力车轮的圆环钢圈绕轮轴 转动力矩有较大差别：
[0048] 圆盘式的现有车轮绕轮轴转动力矩：
[0050] 圆环钢圈式的增力车轮绕轮轴转动力矩：
[0051]
[0052] 上述两式中：
[0053] M----车轮外力对轮轴转动力矩
[0054] J――定轴滚动车轮对轮轴的转动惯量
[0055] R--圆盘车轮半径 m--车轮轴重
[0056] R外径----圆环钢圈外径R内径----圆环钢圈内径
[0057] 0 ――车轮绕轮轴滚动角加速度
[0058] 由上两式可见，当增力车轮和现有车轮在相同的m，0和= R的情况下，增力 车轮绕轮轴滚动运行的力矩比现有车轮绕轮轴滚动运行的力矩大出
之多。
[0059] 2、增力车轮将轴重力转变成驱动车轮滚动运行的动力，在轴重力转变过程中，产 生与增力车轮滚动运行方向同向和反向轴重力矩，使车辆运行动能一增一减，如果增减量 相当，又回到了现有车轮状态，但情况不是这样；计算与增力车轮滚动运行方向同向和反向 轴重力矩大小时，定轴滚动车轮对轮轴的转动惯量
的影响很大，在转动的 质量m相同的情况下，影响大小的决定因素是R，以图1所示的增力车轮为例：
[0060] 产生与增力车轮滚动运行方向同向轴重力矩的R = 80mm
[0061] 产生与增力车轮滚动运行方向反向轴重力矩的R = 35mm两者平方后的比例是 6400 : 1225 = 5. 2 : 1，随着增力车轮轮径加大，这个比例的差距还会更大，并且，反向轴 重力矩的授、受力平面在增力车轮上设置的部位和授、受力平面的长度、以及反向轴重力矩 作用线到轮心的垂直距离都可以调整变化，这些变化都会引起圆环钢圈所受反向轴重力矩 大小的变化。
[0062] 不仅如此，作用于增力车轮上的轴重力，在车轮每滚动运行一圈（360° )，其中有 180°角度的幅度，只作正功，不作负功，因此，轴重力为增力车轮作的正功远大于负功，增 加的正动能远大于被消耗的动能，因此可见，增力车轮增力效果明显。
[0063] 增力车可用作人力搬运车、自行车、电动车、摩托车、汽车、铁路车辆等各类车辆的 车轮。
【主权项】
1. 一种增力车轮，其特征在于：它是由圆环钢圈、轮辐和盖板组装而成的结构体车轮， 所述圆环钢圈内圆周面上设有等距离布列的同向轴重力矩和传统动力矩受力铁块和反向 轴重力矩受力铁块；所述轮幅上设有同向轴重力矩和传统动力矩授力轮辐杆和反向轴重力 矩授力铁块；所述盖板是一块圆形板。2. 根据权利要求1所述的增力车轮，其特征在于：所述圆环钢圈上设有同向轴重力矩 和传统动力矩受力铁块，在所述这种受力铁块上设有同向轴重力矩和传统动力矩受力平面 和钢圈螺栓孔，让所述这种平面位于车轮的半径上；所述圆环钢圈上设有反向轴重力矩受 力铁块，在所述这种铁块上设有反向轴重力矩受力平面，所述这种反向轴重力矩受力平面 特征在于：垂直作用该平面力的作用线到轮心的距离大于或等于零（多0)，所述此距离比 该平面其他同性质力的作用线到轮心和距离都短。3. 根据权利要求1所述的增力车轮，其特征在于；所述轮幅上设有同向轴重力矩和传 统动力矩授力轮幅杆，在所述这种授力轮幅杆上设有同向轴重力矩和传统动力矩授力平 面，所述该平面上带有螺纹杆孔，在所述该授力轮幅杆上还设有与同向轴重力矩和传统动 力矩授力轮辐杆端弧面，此端弧面半径等于圆环钢圈内环圆面半径；所述轮幅上还设有反 向轴重力矩授力铁块，在所述这种授力铁块上设有反向轴重力矩授力平面；并且所述轮幅 上还设有轮轴安装室。4. 根据权利要求1、2和3所述的增力车轮，其特征在于；所述轮幅上设有同向轴重力 矩和传统动力矩授力轮辐杆带有的同向轴重力矩和传统动力矩授力平面和反向轴重力矩 授力铁块上带有的反向轴重力矩授力平面，同所述圆环钢圈上设有的同向轴重力矩和传统 动力矩受力铁块上带有的同向轴重力矩和传统动力矩受力平面和反向轴重力矩受力铁块 上设有的反向轴重力矩受力平面一一对应紧密吻合连接安装。5. 根据权利要求1、2、3和4所述增力车轮，其特征在于：所述盖板上设有盖板螺栓孔 和盖板轮轴孔，所述盖板是一块半径等同于圆环钢圈内环圆面半径的圆形板。
【文档编号】B60B15/28GK105882309SQ201410820382
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月18日
【发明人】刘起清
【申请人】刘起清