一種輪子及具有該輪子的行走裝備制造技術

本實用新型專利技術公開一種輪子，其輪轂用于與行走裝備的轉軸適配，多個彈性支撐件周向均布于輪轂的外周表面，彈性支撐件的本體向外延伸形成端部外圓弧段，多個彈性支撐件的外圓弧段周向依次間隔設置，且具有同心且等徑的外凸圓孤面；且彈性支撐件具有受力形變區域和受力位變區域，配置為：其受力形變區域位于本體中段，運動過程受外力產生的形變應力方向與輪轂轉動的切線方向趨于一致，以在形變應力釋放時形成推動輪轂轉動的作用力；外圓弧段為所述受力位變區域，可隨形變的產生位移。本方案將傳統剛性結構轉化為剛柔并濟結構，并取消外胎，可獲得良好行走性能，并能夠有效規避惡劣使用環境對輪子使用壽命的影響。本實用新型專利技術還提供一種具有該輪子的行走設備。

A wheel and its walking equipment

The utility model discloses a wheel, whose hub is used for adapting to the rotating axle of the walking equipment. A plurality of elastic supports are circumferentially distributed on the peripheral surface of the hub. The body of the elastic supports extends outward to form an end outer arc section. The circumferential arc sections of the plurality of elastic supports are arranged in turn, and the elastic supports have concentric and equal diameter outer convex solitary surfaces. Variable area and stress displacement area are arranged as follows: the stress and deformation area is located in the middle part of the body, and the direction of deformation stress generated by external force tends to coincide with the tangent direction of the hub rotation in the course of movement, so as to form the force driving the hub rotation when the deformation stress is released; the outer arc section is the stress displacement area, which can be displaced with the deformation. In this scheme, the traditional rigid structure is transformed into a rigid-flexible structure, and the outer tyre is cancelled, so that the good walking performance can be obtained, and the influence of bad working environment on the service life of wheels can be effectively avoided. The utility model also provides a walking device with the wheel.

【技術實現步驟摘要】
一種輪子及具有該輪子的行走裝備
本專利技術涉及機械車輪
，具體涉及一種輪子及具有該輪子的行走裝備。
技術介紹
眾所周知，傳統的輪子注重滾動的連貫性，其通過環形封閉的剛性輪圈獲得滾動摩擦力。現有輪子大多由輪圈與輪轂、輪輻和罩裝于輪圈外周的外胎構成，其中，輪轂通過輪輻與輪圈構成一剛性圓盤形結構，并通過外胎吸收承載過程中的沖擊與振動載荷。現有自動車或機動車的外胎主要包括兩種結構形式，一種是充氣橡膠輪胎，另一種是實心的橡膠或硅橡膠外胎。受其材質的限制，行駛過程中溫度升高明顯時，將直接影響使用安全和壽命；在條件比較惡劣的情況下容易漏氣、爆胎或損壞，而導致無法行駛，環境適應性較差。有鑒于此，亟待另辟蹊徑針對輪子結構進行優化設計，以有效克服橡膠外胎所存在上述缺陷。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術提供一種結構優化的輪子，將傳統剛性結構轉化為剛柔并濟結構，并取消外胎，在獲得良好行走性能的基礎上，能夠有效規避惡劣使用環境對輪子使用壽命的影響。本專利技術提供的輪子，包括輪轂和多個彈性支撐件，所述輪轂用于與行走裝備的轉軸適配，多個彈性支撐件周向均布于所述輪轂的外周表面，所述彈性支撐件的本體向外延伸形成端部外圓弧段，多個所述彈性支撐件的外圓弧段周向依次間隔設置，且具有同心且等徑的外凸圓孤面；且所述彈性支撐件具有受力形變區域和受力位變區域，配置為：其受力形變區域位于本體中段，且運動過程受外力產生的形變應力方向與所述輪轂轉動的切線方向趨于一致，以在所述形變應力釋放時形成推動所述輪轂轉動的作用力；所述外圓弧段為所述受力位變區域，可隨所述形變的產生位移。優選地，所述彈性支撐件整體呈朝向第一方向彎曲的趨勢設置，所述第一方向與所述輪子的轉動方向相反。優選地，每個所述彈性支撐件的所述外圓弧段延伸至其彎曲方向相鄰所述彈性支撐件的形變區域的徑向外側。優選地，所述彈性支撐件的所述外圓弧段的與其本體連接位置處具有周向伸出的外凸部。優選地，所述輪轂包括：內環部，用于與行走裝備的轉軸適配；外環部，外周表面與多個所述彈性支撐件相連；和多個內彈性支撐部，周向均布于所述內環部和所述外環部之間；且所述內彈性支撐部具有受力形變區域，所述內彈性支撐部的受力形變區域的剛度大于所述彈性支撐件的受力形變區域的剛度。優選地，所述內環部和多個所述內彈性支撐部集成為一體，并可與所述外環部可拆卸連接；所述輪子還包括可選適配件，所述可選適配件可與所述外環部可拆卸連接，且具有適配另一行走裝備的轉動部件的接口。優選地，所述彈性支撐件的受力形變區域由其本體回轉盤繞或者迂回折彎形成，所述內彈性支撐部的受力形變區域由其本體回轉盤繞或者迂回折彎形成。優選地，所述外圓弧段的外凸圓孤面開設有插槽，所述插槽內可插裝固定設置：防滑塊，其外表面具有防滑結構；或者防陷板，其可在兩個工作位置間切換，并配置為：位于第一工作位置的所述防陷板可內置于所述插槽內，位于第二工作位置的所述防陷板可外置于所述插槽，且其板體外沿軸向伸出于所述外圓弧段的兩側。優選地，所述輪子還包括橡膠包覆層，所述橡膠包覆層覆蓋多個所述彈性支撐件，且外部輪廓整體呈連續的圓盤狀。本專利技術還提供一種具有前述輪子的行走裝備。與現有技術相比，本專利技術改變傳統輪子由輪與輪圈構成的圓盤形結構，將其由較為剛性結構轉化為剛柔并濟結構，并由此提供一種取消了外胎的輪子。本方案中，多個彈性支撐件周向均布于輪轂的外周表面，該彈性支撐件的本體向外延伸形成端部外圓弧段，各彈性支撐件的外圓弧段周向依次間隔設置，且具有同心且等徑的外凸圓孤面，也即，運動過程中與路面接觸的部位；同時，在彈性支撐件的本體中段形成受力形變區域，且可其在外力作用下可產生的形變，該形變應力方向與輪轂轉動的切線方向趨于一致，從而在釋放形變儲能時形成推動輪轂轉動的輔助作用力；此過程中，外圓弧段為受力位變區域，可隨所述形變的產生位移，受壓內收或釋放回位。應用本方案，具有下述有益技術效果：首先，本方案中周向均布彈性支撐件的設置，在輪子運動過程，一方面可通過結構自身幾何形態的彈性應變，即可以直接吸收輪子滾動運動中產生的沖擊與振動能量，獲得較好的避振效果；同時其形變應力方向與輪轂轉動的切線方向趨于一致，該形變應力回彈矢量大部分與輪轂切線方向一致，在結構彈性應變的釋放過程，該分能量可為為輪子的旋轉提供助力，也即，轉換為轉動力矩作有用功的能量與指向推動輪殻轉動的切線方向的載荷脈沖幅程度成正比，從而可通過更加吻合障礙物所需作用力的再分配，提升通過障礙物的能力。此外，較大幅度的彈性應變可形成的更多承載的接觸面積，提升防陷落的能力，提高在松軟路況的通過性。如此設置，本方案提供的輪子具有剛柔并濟的能力，有效兼顧了行走裝備的避振效果以及通過性能的提升。其次，每個彈性支撐件的外圓弧段延伸至其彎曲方向相鄰彈性支撐件的形變區域的徑向外側；由此，有序分布的端部外圓弧段，與相鄰彈性支撐件的交錯布置，使得輪子滾動過程形成更加可靠的脈沖式連續轉動，進一步提高其運動穩定性。第三，在本專利技術的優選方案中，每個彈性支撐件的外圓弧段的與其本體連接位置處具有周向伸出的外凸部，相鄰兩個外圓弧段間隔設置形成非連貫的開口區域，在障礙物的擠壓下張開后可夾抵障礙物，進一步提升通過阻礙物的能力。第四，在本專利技術的另一優選方案中，其輪轂具有周向均布的多個內彈性支撐部，每個內彈性支撐部具有受力形變區域，且內彈性支撐部的受力形變區域的剛度大于彈性支撐件的受力形變區域的剛度。由此，針對承載過程的沖擊與振動載荷，形成兩級沖擊載荷的吸收，特別是可吸收緊急制動或者車輛劇烈起伏過程形成的較大沖擊載荷。第五，在本專利技術的又一優選方案中，輪轂的內環部和內彈性支撐部集成為一體，與外環部為可拆卸連接；并采用可選適配件進行連接替換，通過該選適配件上的接口與另一行走設備的轉動部件連接，即可應用于不同的使用情境，具有較好的可適應性。第六，優選在外圓弧段的外凸圓孤面開設有插槽，該插槽內可插裝固定設置特殊路況選配件，例如防滑塊或防陷板。實際使用時，冰雪路況下可將具有防滑表面結構的防滑塊插裝于外圓弧段上，由此通過摩擦系數的增大提高其防滑性能；松軟路況下可將可伸出切換工作位置的防陷板插裝于外圓弧段上，由此可通過其板體外伸達成增加接地面積，而進一步提高在松軟路況的通過性。最后，優選該輪子還包括覆蓋外周彈性支撐件橡膠包覆層，外部輪廓整體呈連續的圓盤狀，也就是說，間隙(開口)由柔性材料進行銜接，輪子外觀呈傳統輪子的圓盤狀，滾動過程中外圈連貫，進一步提高其運轉平穩性。附圖說明圖1為實施例一所述輪子的立體示意圖；圖2為實施例一所述輪子的正視圖；圖3示出了所述輪子的使用狀態示意圖；圖4示出了彈性支撐件受力形變區域的另一種方式；圖5為實施例二所述輪子的另一使用狀態的裝配關系示意圖；圖6為實施例二所述拆掉輪轂內環和內彈性支撐部的輪子示意圖；圖7為實施例二所述可選適配件的示意圖；圖8為實施例三所述輪子的示意圖；圖9為實施例四所述輪子的示意圖；圖10為圖9的F-F剖面圖；圖11為另外一種功能模塊防陷板的使用狀態示意圖。圖中：輪轂1、內環部11、內彈性支撐部12、外環部13、可選適配件14、接口141、減重孔142、彈性支撐件2、外圓弧段21、外凸部22、插槽23、防滑塊24、防滑釘25、防陷板26、橡膠包覆層本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種輪子，其特征在于，包括：輪轂，用于與行走裝備的轉軸適配；和多個彈性支撐件，周向均布于所述輪轂的外周表面，所述彈性支撐件的本體向外延伸形成端部外圓弧段，多個所述彈性支撐件的外圓弧段周向依次間隔設置，且具有同心且等徑的外凸圓孤面；且所述彈性支撐件具有受力形變區域和受力位變區域，配置為：其受力形變區域位于本體中段，且運動過程受外力產生的形變應力方向與所述輪轂轉動的切線方向趨于一致，以在所述形變應力釋放時形成推動所述輪轂轉動的作用力；所述外圓弧段為所述受力位變區域，可隨所述形變的產生位移。

【技術特征摘要】
1.一種輪子，其特征在于，包括：輪轂，用于與行走裝備的轉軸適配；和多個彈性支撐件，周向均布于所述輪轂的外周表面，所述彈性支撐件的本體向外延伸形成端部外圓弧段，多個所述彈性支撐件的外圓弧段周向依次間隔設置，且具有同心且等徑的外凸圓孤面；且所述彈性支撐件具有受力形變區域和受力位變區域，配置為：其受力形變區域位于本體中段，且運動過程受外力產生的形變應力方向與所述輪轂轉動的切線方向趨于一致，以在所述形變應力釋放時形成推動所述輪轂轉動的作用力；所述外圓弧段為所述受力位變區域，可隨所述形變的產生位移。2.根據權利要求1所述的輪子，其特征在于，所述彈性支撐件整體呈朝向第一方向彎曲的趨勢設置，所述第一方向與所述輪子的轉動方向相反。3.根據權利要求2所述的輪子，其特征在于，每個所述彈性支撐件的所述外圓弧段延伸至其彎曲方向相鄰所述彈性支撐件的形變區域的徑向外側。4.根據權利要求1至3中任一項所述的輪子，其特征在于，所述彈性支撐件的所述外圓弧段的與其本體連接位置處具有周向伸出的外凸部。5.根據權利要求4所述的輪子，其特征在于，所述輪轂包括：內環部，用于與行走裝備的轉軸適配；外環部，外周表面與多個所述彈性支撐件相連；和多個內彈性支撐部，周向均...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇冀，
申請(專利權)人：蘇冀，
類型：新型
國別省市：北京,11