專利名稱：一種可智能調節偏心距的偏心車輪的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種運輸工具，尤其涉及一種可智能調節偏心距的偏心車輪。
背景技術：
普通車輪的軸固定安裝在車輪的輪心處，車輪行駛過程中軸的水平高度會隨著路面起伏而變化，路況不好時會造成荷載較大幅度顛簸，形成強烈的起伏感和撞擊感，使乘客感到不適，同時，對貨物造成不同程度的損害；普通車輪一般是利用輪胎彈性和減震系統來降低顛簸程度，這兩種常用方案僅能夠在降低運輸工具和路面的撞擊感方面起到效果，無法有效地、針對性地降低起伏感。偏心車輪的軸偏離輪心，軸與車輪外邊緣的距離不均等，轉動時軸與路面距離不 斷變化。中國專利002553279公開了一種可調式偏心車輪結構，主要目的是使腳踏車在行進時產生上下搖擺或前后起伏的效果，用于運動健身和戲耍玩樂；此外，中國專利00110950公開了一種可調偏心車輪，其主要功能亦是產生起伏效果從而達到人們的健身和娛樂目的；上述兩種設計均是利用偏心輪來增加其荷載行進過程中的起伏感，而且均需要手動調節偏心距，不能根據路況進行實時的適應性調整，無法實現行進中降低顛簸程度的目的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可智能調節偏心距的偏心車輪，能夠檢測路況并根據路況自動調節軸與輪心之間的距離，使行進過程更加平穩，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺階的難題，可以應用于各類運載工具。為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是一種可智能調節偏心距的偏心車輪，包括從內向外依次套裝的軸、輪轂、輪圈和輪胎，所述輪轂的外緣內嵌有主動齒輪I、配套的電機I以及主動齒輪I的保護罩，輪轂的外緣兩側設置有用于穩固所述輪圈的支撐輪，所述輪轂側面設置有傾角傳感器；貫穿所述輪轂的輪心鏤空開設有調偏槽，此調偏槽內設置有調偏裝置，此調偏裝置包括設置在所述調偏槽兩端的兩個支座、設置在所述的兩個支座之間的絲杠、與絲杠平行的導軌、套裝在絲杠和導軌上的絲杠螺母、與絲杠同軸固接的從動齒輪、與從動齒輪嚙合的主動齒輪II、與主動齒輪II連動的電機II以及電機II的固定架，所述軸通過軸端的法蘭與所述絲桿螺母固接；所述輪圈的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設置有與主動齒輪I相嚙合的內齒輪，所述支撐輪與所述輪圈的內緣相抵；本偏心車輪的結構中還包括與所述軸相連的軸動裝置、路況檢測裝置以及與所述傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機I、電機II和軸動裝置均相連。作為本發明的一種優選技術方案，所述支撐輪為至少兩對。作為本發明的一種優選技術方案，所述支撐輪為三對。
作為本發明的一種優選技術方案，所述導軌為至少一根。作為本發明的一種優選技術方案，所述調偏槽為長方形槽，且調偏槽的長度與所述輪轂直徑的比值范圍為O. 25 0.95。作為本發明的一種優選技術方案，所述調偏槽的長度與所述輪轂直徑的比值為
O.9 O作為本發明的一種優選技 術方案，所述絲杠為滾珠絲杠。作為本發明的一種優選技術方案，所述從動齒輪設置在絲桿的端部。作為本發明的一種優選技術方案，所述路況檢測裝置為設置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器或攝像頭。作為本發明的一種優選技術方案，所述傾角傳感器為單軸傾角傳感器。作為本發明的一種優選技術方案，所述軸動裝置為發動機或電動機。
采用上述技術方案所產生的有益效果在于本發明能夠檢測路況并根據路況自動調節軸與輪心之間的距離，使行進過程更加平穩，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺階的難題，可以應用于各類運載工具；使用軸動裝置和主動齒輪I -內齒輪雙重動力系統，后者可以在使用多個偏心車輪的情況下使每個偏心車輪獨立運轉，互不影響，實現其荷載的原地轉向。
圖I是本發明內側的結構示意圖。圖2是本發明外側的結構示意圖。圖3是圖I和圖2中調偏裝置的核心結構放大圖。圖4是圖I和圖2中主動齒輪I和內齒輪的嚙合結構放大圖。圖5本發明自動化控制的工作原理圖。圖6是普通車輪在起伏路面行進時軸的路徑圖。圖7是本偏心車輪在起伏路面行進時軸的路徑圖。圖8是本偏心車輪爬臺階的有益效果示意圖。
圖中1、輪轂2、絲杠3、導軌4、支座5、從動齒輪6、支撐輪7、軸8、法蘭
9、保護罩10、輪圈11、輪胎12、電機II 13、固定架14、主動齒輪II 15、絲杠螺母16、內齒輪17、主動齒輪I 18、電機I。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。參看附圖I 4，本發明一個具體實施例的結構中包括從內向外依次套裝的軸7、輪轂I、輪圈10和輪胎11，輪轂I的外緣內嵌有主動齒輪I 17、配套的電機I 18以及主動齒輪I 17的保護罩9，輪轂I的外緣兩側設置有用于穩固輪圈10的三對支撐輪6，輪轂I側面設置有傾角傳感器；貫穿輪轂I的輪心鏤空開設有調偏槽，調偏槽內設置有調偏裝置，此調偏裝置包括設置在調偏槽兩端的兩個支座4、設置在兩個支座4之間的絲杠2、兩根與絲杠2平行的導軌3、套裝在絲杠2和導軌3上的絲杠螺母15、與絲杠2同軸固接的從動齒輪5、與從動齒輪5嚙合的主動齒輪II 14、與主動齒輪II 14連動的電機II 12以及電機II 12的固定架13，軸7通過軸7端部的法蘭8與絲桿螺母15固接；
輪圈10的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設置有與主動齒輪I 17相嚙合的內齒輪16，支撐輪6與輪圈10的內緣相抵從而保持輪圈10和輪轂I的穩固性；
本偏心車輪的結構中還包括與所述軸7相連的軸動裝置、路況檢測裝置以及與傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機I 18、電機II 12以及軸動裝置均相連；
調偏槽為長方形槽，且調偏槽的長度與輪轂I直徑的比值為O. 9，絲杠2為滾珠絲杠，從動齒輪5設置在絲桿2的端部，保證調節偏心距的準確性和靈活性，同時使得偏心距的調節范圍較大，降低顛簸的能力較強。路況檢測裝置為設置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器，軸動裝置為電動機。參看附圖5，本發明自動化控制的工作原理是路況檢測裝置獲得前方路況信息，包括障礙點的起伏高度、深度以及偏心車輪與障礙點之間的水平距離，同時，傾角傳感器測得輪子的導軌3或絲杠2相對于豎直方向的偏角，上述路況信息和偏角信息被傳送至處理器進行處理計算，得出偏心車輪行至障礙點時需要對偏心距和導軌3或絲杠2的偏角調節量，然后所得計算結果被傳送到電機I 18、電機II 12和軸動裝置，電機II 12執行偏心距的調節動作指令，電機I 18和軸動裝置配合來執行偏角的調節動作指令，從而實現平穩越過障礙點的目的。具體來講，偏心距的調節過程為電機II 12依次帶動主動齒輪II 14、從動齒輪5和絲杠2，絲杠2將其回轉運動轉化為絲杠螺母15的直線運動，絲杠螺母15帶動法蘭8和軸7沿導軌3和絲杠2移動，從而實現調節偏心距的目的，導軌3能夠保持調節過程的穩定性；
導軌3或絲杠2偏角的調節過程為調節偏角時，根據計算結果指令，電機I 18保持鎖定，軸動裝置進行導軌3或絲杠2偏角的調節動作。對比圖6和圖7，圖6顯示了普通車輪在坎坷路面上的行駛狀況，軸的路徑軌跡為一條近似于路面彎曲程度的曲線，車體也會有較大程度的波動；與之相比，圖7顯示了本發明的偏心車輪在坎坷路面上的行駛狀況，首先調節輪轂I上的調偏槽至豎直狀態，在行駛過程中，通過安裝在荷載上的超聲波傳感器采集信號，檢測路況信息，并由處理器控制電機
II12運轉和停止，以此來調節軸7到地面的高度，使其行進路徑近似為一條直線，這樣，整個荷載的重心也近似在一條水平的直線上，荷載的顛簸狀況也會的得到極大改善。參看附圖8，本發明的偏心車輪在爬臺階時能夠使軸7的水平高度保持不變甚至降低，相較于普通車輪來說，本發明使爬臺階更加容易 ，具體來講，在爬臺階之前，處理器通過接收傾角傳感器提供的信息，控制軸動裝置和電機I 18的運轉，將調偏槽調節并保持為水平狀態，然后電機II 12轉動，從而將軸7通過絲杠螺母15帶動到絲杠2前端距離輪轂I邊緣較近的位置，這樣就使整個荷載的重心前移，此時，再開啟軸動裝置，軸動裝置依次帶動軸7和絲杠螺母15轉動，最終帶動本發明的偏心車輪轉動并使其爬上臺階。在這個過程中，因為整個荷載的重心上升的高度降低了，需要軸動裝置提供的動力也會減小。當爬上臺階之后，再調節偏心車輪的軸7使它回到輪心位置，就可以改變為在平路上的滾動狀態。另外，本發明在停放狀態時，將偏心車輪的調偏槽調節為豎直狀態，并將絲杠螺母15連同軸7調至最低點，從而降低其荷載的重心，增強停放狀態的穩定性，需要啟動時，利用電機II 12的動力將軸7提升到輪心位置，變為正常行駛狀態。本發明能夠檢測路況并根據路況自動調節軸7與輪心之間的距離，使行進過程更加平穩，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺階的難題，可以應用于各類運載工具；使用軸動裝置和主動齒輪I 18-內齒輪 16組合的雙重動力系統，后者可以在使用多個偏心車輪的情況下使每個偏心車輪獨立運轉，互不影響，實現其荷載的原地轉向。上述描述僅作為本發明可實施的技術方案提出，不作為對其技術方案本身的單一限制條件。
權利要求
1.一種可智能調節偏心距的偏心車輪，包括從內向外依次套裝的軸(7)、輪轂(I)、輪圈(10)和輪胎(11)，其特征在于所述輪轂(I)的外緣內嵌有主動齒輪I (17)、配套的電機I(18)以及主動齒輪I (17)的保護罩(9)，輪轂(I)的外緣兩側設置有用于穩固所述輪圈(10)的支撐輪(6)，所述輪轂(I)側面設置有傾角傳感器；貫穿所述輪轂(I)的輪心鏤空開設有調偏槽，此調偏槽內設置有調偏裝置，此調偏裝置包括設置在所述調偏槽兩端的兩個支座(4)、設置在所述的兩個支座(4)之間的絲杠(2)、與絲杠(2)平行的導軌(3)、套裝在絲杠(2 )和導軌(3 )上的絲杠螺母(15 )、與絲杠(2 )同軸固接的從動齒輪(5 )、與從動齒輪(5 )嚙合的主動齒輪II (14)、與主動齒輪II (14)連動的電機II (12)以及電機II (12)的固定架(13)，所述軸(7)通過其端部的法蘭(8)與所述絲桿螺母(15)固接；所述輪圈(10)的橫斷面為朝向輪心的U形槽，U形槽底設置有與主動齒輪I (17)相嚙合的內齒輪(16)，所述支撐輪(6)與所述輪圈(10)的內緣相抵；本偏心車輪的結構中還包括與所述軸(7)相連的軸 動裝置、路況檢測裝置以及與所述傾角傳感器和路況檢測裝置均相連的處理器，此處理器的輸出端與電機I (18)、電機II (12)和軸動裝置均相連。
2.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述支撐輪(6)為至少兩對深溝球軸承。
3.根據權利要求2所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述支撐輪(6)為三對深溝球軸承。
4.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述導軌(3)為至少一根。
5.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述調偏槽為長方形槽，且調偏槽的長度與所述輪轂(I)直徑的比值范圍為O. 25 O. 95。
6.根據權利要求5所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述調偏槽的長度與所述輪轂(I)直徑的比值為O. 9。
7.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述絲杠(2)為滾珠絲杠。
8.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述從動齒輪(5)設置在所述絲桿(2)的端部。
9.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述路況檢測裝置為設置在本偏心車輪的荷載上的超聲波傳感器或攝像頭。
10.根據權利要求I所述的可智能調節偏心距的偏心車輪，其特征在于所述軸動裝置為發動機或電動機。
全文摘要
本發明公開了一種可智能調節偏心距的偏心車輪，包括軸、輪轂、輪圈和輪胎，輪轂上設置主動齒輪Ⅰ、電機Ⅰ、支撐輪、傾角傳感器、調偏槽和調偏裝置，調偏裝置包括兩個支座、設置在支座之間的絲杠、導軌、絲杠螺母、與絲杠同軸固接的從動齒輪、主動齒輪Ⅱ、電機Ⅱ及其固定架，絲桿螺母通過法蘭與軸固接；輪圈的內側設置內齒輪；其結構中還包括軸動裝置、路況檢測裝置和處理器，此處理器的輸出端與電機Ⅰ、電機Ⅱ和軸動裝置均相連。本發明能夠檢測路況并根據路況自動調節軸與輪心之間的距離，使行進過程更加平穩，不僅能夠在起伏較大的道路上降低顛簸程度，而且解決了普通輪子不易上臺階的難題，可以應用于各類運載工具。
文檔編號B60B19/00GK102642445SQ20121014955
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月15日 優先權日2012年5月15日
發明者侯九霄, 馮志超, 席松濤, 楊清, 潘世豪, 石九龍, 董昊 申請人:侯九霄, 馮志超, 席松濤, 楊清, 潘世豪, 石九龍, 董昊