CN109624605A - 带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子。轮子包括轮辐、轮缘和轮毂，轮辐连接于轮缘和轮毂之间，轮辐结构为带阻尼结构，轮缘外不设有轮胎，轮缘外表面上设有分形结构；无轮胎轮子采用碳钢一体制成，且在分形结构外表面再覆盖一层耐磨材料。本发明能够吸收能量减轻震动，适合特殊工况表面，增大了摩擦并减小磨损。
Description
技术领域
本发明涉及一种无轮胎轮子，尤其是涉及一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子。
背景技术
传统的轮子依靠充气的轮胎减轻震动，这种方式结构简单，价格低廉，但是充气式的轮胎不适用于一些特殊工况，如月球车等在真空状态下工作的机器。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，减少了爆胎的风险，提高了轮子的可靠性，适用于装甲车的轮子，减轻震动方式是通过吸收消耗震动的能量。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括轮辐、轮缘和轮毂，所述的轮辐结构为带阻尼结构，轮缘外不设有轮胎，轮缘外表面上设有分形结构。带阻尼结构能够有效吸收能量减轻震动；无轮胎以适应特殊的工况如月球车、火星车、装甲车等；分形结构增大了接触面积，同时增大摩擦。
所述的带阻尼结构主要由内外两圈半椭圆结构构成，内/外圈半椭圆结构均包括沿圆周间隔均布且紧密相切连接布置的多个半椭圆体，每个半椭圆的长轴沿轮子径向布置；内圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮毂，相邻半椭圆体之间相切连接，且相切连接点位于半椭圆体开口端和轮毂；外圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮缘，相邻半椭圆体之间相切连接；内圈半椭圆结构的半椭圆体数量和外圈半椭圆结构的半椭圆体数量相同且一一对应连接，每个内圈半椭圆结构的半椭圆体的长轴处和外圈半椭圆结构中各自对应的半椭圆体的长轴处相切连接；这样当轮子收到径向载荷冲击是，椭圆会产生轻微的形变以吸收着冲击的能量。这样就达到了减震的目的。
所述的分形结构为布置于轮缘外表面上且沿周向间隔均布的多个母半圆体结构，每个母半圆体结构的外表面上再分形出沿周向间隔均布的多个子半圆体结构。
所述的内圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸小于外圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸。
所述的轮缘的径向尺寸和母半圆体结构的径向尺寸之比为18～24、母半圆体结构的径向尺寸和子半圆体结构的径向尺寸之间的比值是12～16.
母半圆体结构布置数量为50～60，每个母半圆体子半圆体结构布置数量为4～7。
所述的无轮胎轮子采用碳钢一体制成。
所述的无轮胎轮子的分形结构外表面再覆盖一层耐磨材料。
所述的无轮胎轮子应用于特殊工况的表面，作为月球车、火星车、装甲车上的轮子。
本发明轮子以轮辐的特殊结构来增加阻尼减轻震动。如图1所示，轮辐的结构是两个相切的半椭圆，其长轴均与轮子的半径相重合，通过椭圆的变形吸收能量减轻震动。放弃传统的轮胎结构以适应特殊的工况，如月球车等。如图1轮子的外圆采用分形结构，以解决没有轮胎导致的摩擦不足。同时，此结构覆盖有耐磨材料以减小磨损。
本发明具有的有益效果：
1.无轮胎，满足特殊工况，如月球车等；
2.带阻尼结构减轻了震动，取代传统的充气式轮胎减震。
3.轮胎外圆的分形结构增大了摩擦使得无轮胎成为可能。
4.轮胎外圆的分形结果增大了轮子的外表面积，能增大摩擦并减小磨损。
附图说明
图1是本发明无轮胎轮子的整体示意图。
图2是分形结构的局部示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的轮子包括轮辐、轮缘和轮毂，轮辐连接于轮缘和轮毂之间，轮辐结构为带阻尼结构，轮缘外不设有轮胎，轮缘外表面上设有分形结构。
如图1所示，带阻尼结构主要由内外两圈半椭圆结构构成，内/外圈半椭圆结构均包括沿圆周间隔均布且紧密相切连接布置的多个半椭圆体，每个半椭圆的长轴沿轮子径向布置，半椭圆的短轴沿圆周切向布置；内圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮毂，相邻半椭圆体之间相切连接，且相切连接点位于半椭圆体开口端和轮毂；外圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮缘，相邻半椭圆体之间相切连接；内圈半椭圆结构的半椭圆体数量和外圈半椭圆结构的半椭圆体数量相同且一一对应连接，每个内圈半椭圆结构的半椭圆体的长轴边缘处和外圈半椭圆结构中各自对应的半椭圆体的长轴边缘处相切连接；内圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸小于外圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸。这样，当轮子受到径向的载荷冲击时，椭圆产生轻微的变形，长轴缩短吸收能量，到达减震的目的。
如图2所示，分形结构为布置于轮缘外表面上且沿周向间隔均布的多个母半圆体结构，每个母半圆体结构的外表面上再分形出沿周向间隔均布的多个子半圆体结构。具体实施中，半圆体结构为半圆柱体，半圆柱体的中心轴线平行于轮子轴向布置，半圆柱体的中心轴线位于轮缘外周面上或者母半圆体结构的外周面上。
具体实施中，轮缘的径向尺寸和母半圆体结构的径向尺寸之比为26、母半圆体结构的径向尺寸和子半圆体结构的径向尺寸之比为16，母半圆体结构数量为60，每个母半圆体上的子半圆体结构的布置数量为5。
具体实施的无轮胎轮子采用碳钢一体制成，且在分形结构外表面再覆盖一层耐磨材料减小磨损。
本发明的工作原理过程是：
将本发明轮子装在月球车、火星车、装甲车上，在特殊工况表面滚动时，轮子回转时受到径向载荷冲击，轮辐的带阻尼结构会产生轻微变形，吸收震动的能量，减轻震动替代了传统的轮胎的减震功能。轮子外圆的分形结构增大了摩擦和接触面积，其表面覆盖的耐磨材料减轻了磨损，提高了使用寿命。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，包括轮辐、轮缘和轮毂，其特征在于：所述的轮辐结构为带阻尼结构，轮缘外不设有轮胎，轮缘外表面上设有分形结构。
2.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：所述的带阻尼结构主要由内外两圈半椭圆结构构成，内/外圈半椭圆结构均包括沿圆周间隔均布且紧密相切连接布置的多个半椭圆体，每个半椭圆的长轴沿轮子径向布置；内圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮毂，相邻半椭圆体之间相切连接，且相切连接点位于半椭圆体开口端和轮毂；外圈半椭圆结构中，半椭圆体开口端朝向并连接到轮缘，相邻半椭圆体之间相切连接；内圈半椭圆结构的半椭圆体数量和外圈半椭圆结构的半椭圆体数量相同且一一对应连接，每个内圈半椭圆结构的半椭圆体的长轴处和外圈半椭圆结构中各自对应的半椭圆体的长轴处相切连接；所述的分形结构为布置于轮缘外表面上且沿周向间隔均布的多个母半圆体结构，每个母半圆体结构的外表面上再分形出沿周向间隔均布的多个子半圆体结构。
3.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：
所述的内圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸小于外圈半椭圆结构的半椭圆体的短轴尺寸。
4.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：
所述的轮缘的径向尺寸和母半圆体结构的径向尺寸之比为18～24、母半圆体结构的径向尺寸和子半圆体结构的径向尺寸之间的比值是12～16。
5.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：
所述的无轮胎轮子采用碳钢一体制成。
6.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：
所述的无轮胎轮子的分形结构外表面再覆盖一层耐磨材料。
7.根据权利要求1的一种带阻尼结构及分形结构的无轮胎轮子，其特征在于：
所述的无轮胎轮子应用于特殊工况的表面，作为月球车、火星车、装甲车上的轮子。
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