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车轮组件以及包括该车轮组件的车辆

阅读:80发布:2020-05-12

专利汇可以提供车轮组件以及包括该车轮组件的车辆专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供一种 车轮 组件,其包括被耦接到中心 轮毂 以围绕旋 转轴 线旋转的主体。所述主体形成在距所述 旋转轴 线恒定径向距离处围绕所述中心轮毂包围的交替图形。所述主体限定居中在所述旋转轴上并与横向于其的中位圆。所述主体的所述交替图形均匀地分布在所述中位圆上,导致有效宽度比所述主体的宽度大。在坚硬表面上,所述车轮组件在保持相对细的 接触 区域的同时提供宽的轨迹,导致提供比传统车轮减小的 摩擦 力 。在柔软表面上,所述车轮组件提供实质上的 牵引力 。,下面是车轮组件以及包括该车轮组件的车辆专利的具体信息内容。

1.一种车轮组件,包括:
限定旋转轴线的中心轮毂;以及
被耦接到所述中心轮毂以绕着所述旋转轴线旋转的主体,所述主体形成绕着所述中心轮毂包围的交替图形,所述主体具有距所述旋转轴线的恒定径向距离。
2.根据权利要求1所述的车轮组件,所述主体的所述交替图形限定出距所述旋转轴线恒定径向距离的中位圆。
3.根据权利要求2所述的车轮组件,其中所述主体由多个圆弧组成,所述多个圆弧以顺序相邻排列被连接以包围所述中心轮毂,每个圆弧具有与所述旋转轴线隔开的圆弧中心,从而相邻圆弧具有位于所述主体的相反侧上的圆弧中心。
4.根据权利要求2所述的车轮组件,其中所述主体的所述交替图形限定具有相对于所述中位圆的恒定波幅和恒定频率波动图形。
5.根据权利要求1所述的车轮组件,其中所述主体具有至少0.2的有效宽度(We)与直径的比。
6.根据权利要求1所述的车轮组件,其中所述主体限定出比主体宽度(Wb)大的有效宽度(We)。
7.根据权利要求1所述的车轮组件,还包括耦接到所述中心轮毂的第二主体,所述第二主体相邻于所述第一主体定位,所述第二主体被安装以围绕所述旋转轴线旋转,所述主体形成围绕所述中心轮毂包围的交替图形,所述主体的所述交替图形限定出绕中心轮毂居中且距所述旋转轴线恒定径向距离的中位圆。
8.一种具有根据权利要求1所述的车轮组件的地面车辆。
9.一种具有根据权利要求1所述的车轮组件的陆两用车辆。
10.一种车轮组件,包括:
限定旋转轴线的中心轮毂;以及
被耦接到所述中心轮毂以围绕所述旋转轴线旋转的主体,所述主体具有多个圆弧,所述多个圆弧以顺序相邻排列被连接以包围所述中心轮毂,每个圆弧具有与所述旋转轴线隔开的圆弧中心,从而相邻圆弧具有位于所述主体的相反侧上的圆弧中心。
11.根据权利要求10所述的车轮组件,其中所述主体限定出比主体宽度(Wb)大的有效宽度(We)。
12.根据权利要求10所述的车轮组件,其中所述多个圆弧的每个圆弧具有90°的圆弧度。
13.根据权利要求12所述的车轮组件,其中所述多个圆弧由六个圆弧组成。
14.根据权利要求10所述的车轮组件,其中多个圆弧包括多于六个圆弧。
15.根据权利要求10所述的车轮组件,还包括耦接到所述中心轮毂的第二主体,所述第二主体相邻于所述第一主体定位,所述第二主体被安装以围绕所述旋转轴线旋转,所述主体形成围绕所述中心轮毂包围的交替图形,所述主体的所述交替图形限定出绕所述中心轮毂居中且距所述旋转轴线恒定径向距离的中位圆。
16.一种具有根据权利要求10所述的车轮组件的车辆。
17.一种车轮组件,包括:
限定旋转轴线的中心轮毂;以及
主体,包括被耦接到所述中心轮毂的轮辋和被安装到所述轮辋以围绕所述旋转轴线旋转的轮胎,所述主体形成围绕所述中心轮毂包围的交替图形,所述主体的所述交替图形限定出绕所述中心轮毂居中且距所述旋转轴线恒定径向距离的中位圆。
18.根据权利要求17所述的车轮组件,其中所述交替图形为多个圆弧,所述多个圆弧以顺序相邻排列被连接以包围所述中心轮毂,每个圆弧具有与所述旋转轴线隔开的圆弧中心,从而相邻圆弧具有位于所述主体的相反侧上的圆弧中心。
19.根据权利要求17所述的车轮组件,还包括被耦接到所述中心轮毂的第二主体,所述第二主体相邻于所述第一主体定位,所述第二主体被安装以围绕所述旋转轴线旋转,所述主体形成围绕所述中心轮毂包围的交替图形,所述主体的所述交替图形限定出绕所述中心轮毂居中且距旋转轴线恒定径向距离的中位圆。
20.根据权利要求17所述的车轮组件,其中所述主体限定出比主体宽度(Wb)大的有效宽度(We)。

说明书全文

车轮组件以及包括该车轮组件的车辆

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年11月14日提交的美国申请第13/676,790号的优先权,该美国申请通过参考合并于此。

技术领域

[0003] 本发明总体上涉及车轮,并且更具体地涉及被配置以被用在各种地形和表面上的车轮。

背景技术

[0004] 在最简单的术语中,车轮是在轴上旋转的圆形零件。车轮的主要优点在于与滑动或拖动物体相比,它通过滚过平坦表面来大大减少摩擦。早期车轮为具有用于轴的孔的简单木制圆盘。最初是使用树的横段。然而,这种车轮有问题,因为它不具有足够的结构强度以支撑重量而不坏掉。它本质上是有缺陷的,因为树的横段不像纵向切割的木板那样利用木材纹理的强度。最终,为了强化车轮,三纵向切割的木板被并排箍起来形成圆,穿过中心钻个轴孔。
[0005] 接着,车轮进化成现代车轮蓝图,其包括轮毂轮辐轮辋。轮辐的出现使得所述车轮比实心轮更轻更坚固,并使用更少的材料。轮辐和轮辋的进一步发展导致车轮变得更轻更快。接着,为了延长车轮的耐用性,车轮的套子(现今被称为轮胎)被开发成保护车轮不受损伤的办法。最初,轮胎由例如皮革的简单材料制成,但向例如橡胶的其他更耐用的材料发展。
[0006] 尽管如此,这些年来大体上的圆形形状保持不变。现在,车轮设计的改良主要基于材料的进步以及适于特定用途以包括特定类型的表面的设计。
[0007] 因此,应该意识到的是仍然需要在各种表面上有效的车轮组件。本发明满足这个以及其他需要。

发明内容

[0008] 简单概括来说,本发明提供具有被形成为围绕中心轮毂包围的交替图形的主体的车轮组件。所述主体具有距旋转轴线的恒定径向距离,参照居中在旋转轴线上并由所述主体的交替图形限定的中位圆。
[0009] 更特别地,仅通过例子而非限制,所述车轮可适于在任意类型的运输车辆中使用,尤其是例如汽车自行车滑板轮椅。所述车轮主体限定比主体宽度(Wb)大的有效宽度(We)。在坚硬表面上,所述车轮组件可在保持相对细的接触区域的同时提供宽的轨迹,这是由于所述车轮组件以可比较的有效宽度产生比传统车轮小的摩擦。在例如沙地的柔软表面上,所述车轮组件的宽的行进路线使所述车辆能够在不过度地陷入柔软材料的情况下平稳地行进,提供实质上的牵引力,特别是如果所述车轮开始滑动时。
[0010] 在一个示例性实施例的详细方面中,所述车轮主体由多个圆弧组成,所述多个圆弧以顺序相邻排列被连接以包围中心轮毂。每个圆弧具有与所述旋转轴线隔开的圆弧中心,以致相邻圆弧具有位于所述主体的相反侧上的圆弧中心。
[0011] 在一个示例性实施例的另一个详细方面中,多个圆弧中的每个圆弧具有90°的圆弧度,其中所述交替图形由六个圆弧组成。
[0012] 为了概括本发明以及超越现有技术获得或实现的优点,本发明的某些优点已于此被描述。当然,要理解的是,不见得所有这样的优点都可根据本发明的任一特定实施例来获得或实现。因此,例如,本领域技术人员将意识到本发明可以以下方式实施或进行:以此方式,达到、优化或实现于此教导的一个优点或一群优点而不必要达到或实现于此教导或建议的其他优点。
[0013] 所有这些实施例是要在于此公开的本发明的范围内。本发明的这些以及其他实施例从参照所附图示的优选实施例的以下详细描述对于那些本领域技术人员来说将变得显而易见,本发明不限于任意公开的特定优选实施例。

附图说明

[0014] 本发明的实施例现将仅通过例子根据以下附图被描述,其中:
[0015] 图1是包含根据本发明的车轮组件的车辆的侧透视图;
[0016] 图2是图1所示车辆的前透视图;
[0017] 图3是图1所示车辆的车轮主体的侧透视图;
[0018] 图4是图3所示车轮主体的前透视图;
[0019] 图5是现有技术车轮的透视图和它穿过沙地行进的路径;
[0020] 图6是图3所示车轮组件的透视图,进一步描述它穿过沙地行进的路径;
[0021] 图7是图3所示车轮组件的前透视图;
[0022] 图8a至图8e是图3所示车轮组件在各种方向上的透视图;
[0023] 图9是包含根据本发明的车轮组件的机动车的透视图;
[0024] 图10是包含根据本发明的车轮组件的陆两用车的透视图;
[0025] 图11是根据本发明的车轮组件的另一个实施例的透视图,所述主体包括轮辋和轮胎;
[0026] 图12是根据本发明的车轮组件的另一个实施例的前透视图,所述车轮的主体包括绕中心轮毂连续交替布置的八个圆弧部分;
[0027] 图13是根据本发明的车轮组件的另一个实施例的前透视图,所述车轮的主体包括绕中心轮毂连续交替布置的十四个圆弧部分;
[0028] 图14是根据本发明的车轮组件的另一个实施例的透视图,描述一对滑板轮;
[0029] 图15是根据本发明的车轮组件的另一个实施例的透视图,描述具有多层材料类型的滑板轮。

具体实施方式

[0030] 现参考所述附图特别是图1和图2,示出了车辆(自行车20),其包括两个车轮组件12,每个车轮包括轮毂14和形成围绕所述中心轮毂包围的交替图形的主体。所述车轮组件包括连接到轮毂14并沿着旋转平面向外突出的多个轮辐20。轮辐20的最外端沿着主体12的内边缘附连。自行车20包括尺寸做成容纳所述主体的有效宽度(We)的前叉22。在坚硬表面上,所述车轮组件在保持相对细的接触区域的同时提供宽的轨迹。所述车轮组件以可比较的有效宽度产生比传统车轮小的摩擦力,这是因为所述交替图形具有较小的与地面接触的表面面积。
[0031] 在例如沙地的柔软表面上,所述车轮组件的宽的行进路径使所述车辆能够在不过度地陷入柔软材料的情况下平稳行进(见图5至图7),提供实质上的牵引力。例如,在所述车轮开始滑动的情况下,所述车轮与所述柔软表面的接触面积将增加,直到所述有效宽度(We),提供额外的牵引力。
[0032] 图7用前视图描述了车轮12。在移动时,所述车轮提供具有较少前表面面积的交替图形,并因此与相似宽度的车轮相比受到较小流体动力学阻力。与具有相等宽度的轮辐的圆形车轮相比,这个交替图形还具有空气动力学优点。
[0033] 参考图3和图4,主体12被耦接到中心轮毂14来以恒定的距主旋转轴线(Ar)的径向距离(Rd)绕所述主旋转轴线旋转。主体12限定以所述旋转轴线(Ar)为中心并与横向于其的中位圆(Cm)。所述主体的所述交替图形均匀地分布在所述中位圆上。在示例性实施例中,所述交替图形是布置在所述中位圆的相反两侧上的一系列交替弯曲部分,其相对于所述中位圆形成具有恒定波幅和恒定频率波动图形。
[0034] 现参考图8A至图8E,主体12包括在所述中位圆(Cm)的交替两侧上顺序排列的六个交替部分。每个部分被成形为具有90°圆弧角度的圆弧。在所述示例性实施例中,沿着所述主体相隔180°定位的圆弧部分相互平行定向,例如12a和12d。相对的圆弧对(例如12a和12d、12b和12e、以及12c和12f)围绕共享的轴线形成。
[0035] 所述主体的形状在其他实施例中可改变。例如,所述交替部分的数量和形状可改变。例如,在图12中,车轮组件被描述为具有围绕中心轮毂以交替布置配置的八个圆弧部分。在图13中,车轮组件被描述为具有围绕中心轮毂以交替布置配置的14个圆弧部分。
[0036] 此外,所述部分的波幅和频率在实施例之间和一个实施例中可改变。而且,所述交替部分不需被限于弯曲形状,可使用任意其他形状,尤其是例如正方形、饼形或悬臂部分。此外,所述主体的一个或更多部分可在规定的位置沿着所述中位圆延伸,所述规定位置间隔在交替部分之间。
[0037] 现参考图9,机动车40包括四个双轮组42。每个轮组包括相互对齐安装的一对主体44(a、b)。所述主体包含上面讨论过的交替图形。所述主体可分享一个中心轮毂,或者每个所述主体可具有独立的中心轮毂。在其他包含双轮结构的实施例中,内轮和外轮不需具有相同的形状或排列。
[0038] 现参考图10,水陆两用车50包括四个双轮组42。每个轮组包括相互对齐安装的一对主体44(a、b)。所述主体包含上面讨论过的交替图形。所述主体可分享一个中心轮毂或可每个被安装到独立的中心轮毂。所述车轮组件的主体形状可帮助用作水中的推进装置。车辆50包括安装到所述车辆的底盘的可充气下部支撑52。支撑52被配置及确定尺寸以帮助所述车辆的漂浮。
[0039] 现参考图11,车轮组件50包括中心轮毂52、轮辋54以及轮胎56。所述轮辋和轮胎如上讨论合作地限定包含交替图形,所述主体可容纳充气轮胎,所述充气轮胎是通常由加强橡胶制作并充满压缩空气的轮胎。在示例性实施例的详细方面中,所述主体提供轮辋,充气轮胎和内胎可于此附连。可选地,所述主体为管式轮胎设计,所述管式轮胎通过粘合剂或其他在本领域中公知的方法附连到所述轮辋。所述主体可由在本领域中公知的轮胎和轮辋结构的其他变化组成并可在不离开本发明的情况下被使用。
[0040] 现参考图14,两个滑板车轮60、62被相互对齐布置。所述车轮如上讨论包含交替图形。所述主体可分享一个中心轮毂,或者每个所述主体可具有独立的中心轮毂。在图14中,所述车轮被定位以在滑板车的轴上彼此相邻地安装。在其他包含双轮结构的实施例中,内轮和外轮不需要具有相同的形状或排列。
[0041] 现参考图15,示出了滑板的车轮70。所述车轮由多层材料组成,其中所述层围绕旋转轴线对齐布置。在示例性实施例中,所述层与所述车轮的侧壁对齐。所述层包含具有不同材料参数的材料,尤其是例如弹性、刚度、柔韧性、硬度(硬度计)。车轮70包括比外层74、76相对地更软的中心层72。
[0042] 虽然本发明仅根据所述示例性实施例已被详细披露,本领域中技术人员将认识到其他各种实施例可在不离开本发明的范围的情况下被提供。相应地,本发明仅通过以下提出的权利要求限定。
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