柱体支撑式免充气轮胎的制作方法

本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种柱体支撑式免充气轮胎。

背景技术：

汽车免充气轮胎是一种不需要充气就能实现减震性能的轮胎，其具有安全、绿色、可靠、节油、稳定等优点。近些年，各轮胎公司及研究部门都在相继推出自主研发的免充气轮胎。

2008年美国resilient技术公司和威斯康星州大学麦迪逊分校聚合体工程学中心的研发人员利用仿生学原理开发出一种新型非充气轮胎——蜂窝轮胎。它将蜂窝六边形结构运用到轮胎上，使得轮胎运行时发热低、散热快，而且能够对路面冲击起一定的缓冲作用，现被美国军方使用。2009年，固特异携手美国宇航局发明登月“弹簧轮胎”。这是一款拥有800条承重弹簧的新型“弹簧轮胎”，比之前用于阿波罗探月车(lrv)的丝网轮胎拥有更多的载重能力和更长的可行使里程，能够帮助月球车在月球上进行更为广阔的边界探索并最终进行着陆点的开发和维护。这款轮胎不仅耐用，而且能耗极低。如果在月球车上使用充气轮胎，则月球上毫无阻挡的太阳射线会使轮胎橡胶老化，并且还会有爆胎的风险，这在月球车的行驶过程中是致命的，而该弹簧轮胎解决了这个问题。这款轮胎设计简洁，具创新意义。2014年日本普利司通公司推出第2代新型airfreeconcept免充气概念轮胎。它采用既能保持高强度又能保持柔软性的树脂材料，其网格延伸方向内外相反，通过偏移角度的模拟计算，可以优化轮胎的强度和缓冲性能。

现今汽车免充气轮胎的蜂窝设计和辐条设计都不能保证很好的行驶平顺性，即在行驶过程中，特别是高速行驶时，由于支撑变形的不连续性，会使汽车振动剧烈，并且由于设计的免充气轮胎刚度较大，使得驾驶舒适性也偏差。近年来，许多商家也在不断改进设计，提出多种创新结构来适应市场需求，但该问题仍然没有得到解决。

技术实现要素：

针对现有技术中不足之处，本发明的目的在于提出一种柱体支撑式免充气轮胎，行驶平顺性好，即使是高速行驶也不会使汽车产生振动；舒适性优越，弹性分布较广，遇到小颗粒障碍时，不会整体发生变形，而是内部相应柱体发生变形，从而减少震动；舒适度可定制，能够柱体形状和阵列数目不同获得不同的轮胎弹性及刚度；外表简洁美观，具有一定的观赏性。

本发明的技术方案如下：

一种柱体支撑式免充气轮胎，其包括柱体支撑式轮辐和外胎，所述外胎设置在所述柱体支撑式轮辐的外圆周面，所述柱体支撑式轮辐包括柱体支撑体、第一圆筒和第二圆筒，所述第一圆筒为内圆筒，所述第二圆筒为外圆筒，所述第一圆筒和所述第二圆筒通过所述柱体支撑体相连接，所述外胎设置在所述第二圆筒的外侧；

所述第一圆筒和所述第二圆筒之间形成圆环形空间，所述柱体支撑体包括在所述第一圆筒和所述第二圆筒之间倾斜布置的多个倾斜柱体，所述多个倾斜柱体沿着第一圆筒和第二圆筒之间的圆环形空间形成均匀分布的圆周阵列；所述倾斜柱体的轴线方向与第一圆筒的径向方向和/或所述第二圆筒的径向方向具有交角。

优选地，所述柱体支撑体具有第一端部和第二端部，所述柱体支撑体的第一端部连接至所述第一圆筒的外侧壁，所述第一圆筒的外侧壁与第二圆筒的内侧壁相对设置，所述柱体支撑体的第二端部连接至第二圆筒的内侧壁。

优选地，所述柱体支撑式轮辐包括至少一层柱体支撑体，所述至少一层柱体支撑体设置在轮胎侧向形成多层柱体阵列，相邻两层柱体阵列中的柱体倾斜且交错分布。

优选地，所述柱体支撑体为弹性柱体支撑结构。

优选地，所述弹性柱体支撑结构包括直线型和/或弧线型,以便进行变形引导。

优选地，所述弹性柱体支撑结构的柱体截面形状为圆形和/或多边形，以便进行变形引导。

优选地，所述多边形为四边形和六边形。

优选地，所述多层柱体阵列通过侧边分层进行制作并粘合成一体。

并列地，所述多层柱体阵列通过3d打印一体成形。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明具有较灵活的设计性，可根据客户需求设计不同造型和性能。

(2)与现有技术相比，具有更平稳的性能，即在轮胎运行时，旋转至不同位置的下沉量几乎相同。

(3)本发明的轮胎具有防爆和免充气功能，在遇到尖锐物品时，仍然能够正常平稳行驶。

(4)本发明的免充气轮胎具有较高的安全性，在遇到突发状况，轮胎内部弹性柱体少量受损时，轮胎仍然能够安全的行驶一定的里程。

附图说明

图1为根据本发明的柱体支撑式免充气轮胎的结构示意图，其中柱体支撑结构是直线型且截面为圆形；

图2为如图1所示的根据本发明的柱体支撑式免充气轮胎的结构示意图的主视图；

图3为如图1所示的根据本发明的柱体支撑式免充气轮胎的结构示意图的侧面半剖图；

图4为柱体支撑结构是直线型且截面为四边形的三维示意简图；

图5为柱体支撑结构是直线型且截面为六边形的三维示意简图；

图6为柱体支撑结构是弧线型且截面为圆形的三维示意简图；

图7为柱体支撑结构是弧线型且截面为四边形的三维示意简图；以及

图8为柱体支撑结构是弧线型且截面为六边形的三维示意简图。

图中：1-柱体支撑体；2-外胎；3-外圆筒；4-内圆筒。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述。

根据本发明的第一实施例中的柱体支撑式免充气轮胎，其包括柱体支撑式轮辐和外胎，外胎设置在柱体支撑式轮辐的外圆周面，柱体支撑式轮辐包括柱体支撑体1、第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒为内圆筒4，第二圆筒为外圆筒3，第一圆筒和第二圆筒通过柱体支撑体1相连接，外胎2设置在第二圆筒的外侧；

第一圆筒和第二圆筒之间形成圆环形空间，柱体支撑体1包括在第一圆筒和第二圆筒之间倾斜布置的多个倾斜柱体，多个倾斜柱体沿着第一圆筒和第二圆筒之间的圆环形空间形成均匀分布的圆周阵列；倾斜柱体的轴线方向与第一圆筒的径向方向和/或第二圆筒的径向方向具有交角。

优选地，柱体支撑体1具有第一端部和第二端部，柱体支撑体的第一端部连接至第一圆筒的外侧壁，第一圆筒的外侧壁与第二圆筒的内侧壁相对设置，柱体支撑体的第二端部连接至第二圆筒的内侧壁。

优选地，柱体支撑式轮辐包括至少一层柱体支撑体，至少一层柱体支撑体设置在轮胎侧向形成多层柱体阵列，相邻两层柱体阵列中的柱体倾斜且交错分布。

优选地，柱体支撑体1为弹性柱体支撑结构。

优选地，弹性柱体支撑结构包括直线型,以便进行变形引导。

优选地，弹性柱体支撑结构的柱体截面形状为圆形，以便进行变形引导。

优选地，多层柱体阵列通过侧边分层进行制作并粘合成一体。

并列地，多层柱体阵列通过3d打印一体成形。

优选地，轮胎侧向的柱体阵列的层数可根据不同车型及轮胎不同弹性要求选择。

根据本发明的第一实施例，如图1至图3中所示的柱体支撑式免充气轮胎，其柱体支撑体1是直线型且柱体支撑体的横截面为圆形，根据本发明第一实施例的柱体支撑式免充气轮胎，其由内外向内依次设有外胎2、外圆筒3、柱体支撑体1和内圆筒4。外圆筒3和内圆筒4通过柱体支撑体1进行连接，如图2所示，柱体支撑体1在内圆筒4和外圆筒3之间的圆环形空间内倾斜布置且沿着圆周阵列均匀分布，并且侧向每相邻层的支撑体都相互交错分布，如图3所示。

根据本发明的第二实施例中的柱体支撑式免充气轮胎，其包括柱体支撑式轮辐和外胎2，外胎2设置在柱体支撑式轮辐的外圆周面，柱体支撑式轮辐包括柱体支撑体1、第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒为内圆筒4，第二圆筒为外圆筒3，第一圆筒和第二圆筒通过柱体支撑体相连接，外胎2设置在第二圆筒的外侧；

第一圆筒和第二圆筒之间形成圆环形空间，柱体支撑体1包括在第一圆筒和第二圆筒之间倾斜布置的多个倾斜柱体，多个倾斜柱体沿着第一圆筒和第二圆筒之间的圆环形空间形成均匀分布的圆周阵列；倾斜柱体的轴线方向与第一圆筒的径向方向和/或第二圆筒的径向方向具有交角。

优选地，柱体支撑体1具有第一端部和第二端部，柱体支撑体的第一端部连接至第一圆筒的外侧壁，第一圆筒的外侧壁与第二圆筒的内侧壁相对设置，柱体支撑体的第二端部连接至第二圆筒的内侧壁。

优选地，柱体支撑式轮辐包括至少一层柱体支撑体，至少一层柱体支撑体设置在轮胎侧向形成多层柱体阵列，相邻两层柱体阵列中的柱体倾斜且交错分布。

优选地，柱体支撑体为弹性柱体支撑结构。

优选地，弹性柱体支撑结构包括直线型,以便进行变形引导。

优选地，弹性柱体支撑结构的柱体截面形状为多边形，以便进行变形引导。

优选地，多边形为四边形和六边形。

也就是说，由于柱体支撑体截面形状不同，具有不同的弹性性能，故其截面形状可做成如图4所示的四边形和如图5所示的六边形。图4中示出了截面形状为四边形的柱体支撑体1’，图5中示出了截面形状为六边形的柱体支撑体1”。

优选地，多层柱体阵列通过侧边分层进行制作并粘合成一体。

并列地，多层柱体阵列通过3d打印一体成形。

优选地，轮胎侧向的柱体阵列的层数可根据不同车型及轮胎不同弹性要求选择。

根据本发明的第三实施例中的柱体支撑式免充气轮胎，其包括柱体支撑式轮辐和外胎2，外胎设置在柱体支撑式轮辐的外圆周面，柱体支撑式轮辐包括柱体支撑体1、第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒为内圆筒4，第二圆筒为外圆筒3，第一圆筒和第二圆筒通过柱体支撑体相连接，外胎设置在第二圆筒的外侧；

第一圆筒和第二圆筒之间形成圆环形空间，柱体支撑体1包括在第一圆筒和第二圆筒之间倾斜布置的多个倾斜柱体，多个倾斜柱体沿着第一圆筒和第二圆筒之间的圆环形空间形成均匀分布的圆周阵列；倾斜柱体的轴线方向与第一圆筒的径向方向和/或第二圆筒的径向方向具有交角。

优选地，柱体支撑体1具有第一端部和第二端部，柱体支撑体的第一端部连接至第一圆筒的外侧壁，第一圆筒的外侧壁与第二圆筒的内侧壁相对设置，柱体支撑体的第二端部连接至第二圆筒的内侧壁。

优选地，柱体支撑式轮辐包括至少一层柱体支撑体，至少一层柱体支撑体设置在轮胎侧向形成多层柱体阵列，相邻两层柱体阵列中的柱体倾斜且交错分布。

优选地，柱体支撑体为弹性柱体支撑结构。

优选地，弹性柱体支撑结构包括弧线型,以便进行变形引导。

优选地，弹性柱体支撑结构的柱体截面形状为圆形，以便进行变形引导。

优选地，多层柱体阵列通过侧边分层进行制作并粘合成一体。

并列地，多层柱体阵列通过3d打印一体成形。

优选地，轮胎侧向的柱体阵列的层数可根据不同车型及轮胎不同弹性要求选择。

也就是说，考虑到其变形的引导性，其柱体支撑体也可以做成弧形，如图6为柱体支撑体是弧线型且截面为圆形的三维示意简图，其中柱体支撑体为11。

根据本发明的第四实施例中的柱体支撑式免充气轮胎，其包括柱体支撑式轮辐和外胎2，外胎2设置在柱体支撑式轮辐的外圆周面，柱体支撑式轮辐包括柱体支撑体1、第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒为内圆筒4，第二圆筒为外圆筒3，第一圆筒和第二圆筒通过柱体支撑体相连接，外胎设置在第二圆筒的外侧；

第一圆筒和第二圆筒之间形成圆环形空间，柱体支撑体包括在第一圆筒和第二圆筒之间倾斜布置的多个倾斜柱体，多个倾斜柱体沿着第一圆筒和第二圆筒之间的圆环形空间形成均匀分布的圆周阵列；倾斜柱体的轴线方向与第一圆筒的径向方向和/或第二圆筒的径向方向具有交角。

优选地，柱体支撑体1具有第一端部和第二端部，柱体支撑体的第一端部连接至第一圆筒的外侧壁，第一圆筒的外侧壁与第二圆筒的内侧壁相对设置，柱体支撑体的第二端部连接至第二圆筒的内侧壁。

优选地，柱体支撑式轮辐包括至少一层柱体支撑体，至少一层柱体支撑体设置在轮胎侧向形成多层柱体阵列，相邻两层柱体阵列中的柱体倾斜且交错分布。

优选地，柱体支撑体1为弹性柱体支撑结构。

优选地，弹性柱体支撑结构包括弧线型,以便进行变形引导。

优选地，弹性柱体支撑结构的柱体截面形状为多边形，以便进行变形引导。

优选地，多边形为四边形和六边形。

优选地，多层柱体阵列通过侧边分层进行制作并粘合成一体。

并列地，多层柱体阵列通过3d打印一体成形。

优选地，轮胎侧向的柱体阵列的层数可根据不同车型及轮胎不同弹性要求选择。

也就是说，弧型的柱形支撑体的截面也能做成如图7所示的四边形和如图8所示的六边形结构。其中图7中截面为四边形的弧形支撑体为11’，图8中截面为六边形的弧形支撑体为11”。

其中，各实施例中的内圆筒4、柱体支撑体1和外圆筒3共同组成了弹性轮辐，该结构能够通过侧边分层的方法制作再粘合成一体，也能够一体化3d打印制成。外力通过外胎2传递至柱形支撑体1，柱体支撑体1通过每个柱体的变形产生弹性，从而能够起到减震缓冲的作用。并且，该轮胎能够通过改变柱形形状和截面形状，产生不同的弹性特征，从而满足不同的弹性需求。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。