一种斜滚式非充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种轮胎，特别是一种非充气轮胎。

背景技术：

21世纪科技迅猛发展，时代和社会需求不断变化，传统轮胎由于自身结构特点，无法满足现有的要求，各种新型轮胎应运而生，其中非充气轮胎完全打破了传统轮胎设计理念，具有革命化的意义。非充气轮胎在结构设计、材料选择和加工成型等方面不断变化与改进，向安全、节能、环保、智能化方向发展。

非充气轮胎的材料选择和结构设计相比传统轮胎有很大不同，一般采用高分子材料辐板或网面等结构，在保证安全、可靠、节能等性能的基础上，发挥出传统轮胎所没有的优势。21世纪以来，各轮胎公司及研究部门相继在非充气轮胎研发方面取得了一些成果。国外非充气轮胎的研发起步较早，法国米其林、日本普利司通等公司都已推出几代非充气轮胎产品，例如2005年米其林Tweel、2008年美国Resilien技术公司蜂窝轮胎、2014年普利司通Airfree。目前，国内几家轮胎企业和研究团队正在开发设计非充气轮胎。由于起步较晚及资金和技术等方面的限制，国内非充气轮胎基本还处在初期研发设计阶段。非充气轮胎近年已在国内日益发展起来，也提出了相应的设计方案例如2007年北方车辆研究所李莉等设计出一种新型辐板式非充气轮胎、2012年南京航空航天大学岳红旭等设计出非充气机械弹性车轮和2012年北京化工大学一种刚柔结构非充气轮胎。

现有的非充气轮胎均采用高子柔性材料作为主体结构，利用材料的变形实现轮胎的基本功能，尚不能满足高温消防环境等恶略条件的使用要求，且本身结构的原因与路面接触过程缺乏平稳性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种适合复杂路面、恶劣条件下使用的轮胎。

本发明所采用的技术方案是：一种斜滚式非充气轮胎，由轮毂、安装在轮毂上的用于减小震动的减震框架、安装在减震框架外侧的用于固定减震框架外沿同时提供摩擦力的外胎组成，减震框架由安装在轮毂上的多条尺寸相同的减震弹簧板构成，减震框架整体成圆环装结构，圆环装结构的外侧成圆柱状结构面，每条减震弹簧板都是一条扭曲的带状板，每条减震弹簧板两端都处于减震框架内侧并通过螺栓安装在轮毂上，带状板的中部与圆环装结构的外侧横截面圆成锐角。

作为一种优选方式：每条减震弹簧板都参与圆环装结构的外侧成圆柱状结构面的20%以上的弧面的构成，在没有外胎情况下，在减震框架滚动过程中总有四条减震弹簧板与路面保持接触，且每根减震弹簧板与路面接触的过程都是一个逐步承受载荷的过程，减震弹簧板的前端首先与路面接触，随着轮胎整体的滚动减震弹簧板与路面的接触面逐步从前端移动到中部最后从减震弹簧板的尾部退出，滚动过程中多根减震弹簧板交替与路面接触，相互配合将载荷逐步的传递给不断进入路面接触面的减震弹簧板。

作为一种优选方式：外胎是由橡胶或者金属材料制成的圆筒状外胎，外胎的圆筒内部面用于固定减震框架外沿，外胎的圆筒外部面用于提供与路面接触的摩擦力。

本发明的有益效果是：本发明主体结构采用金属弹性材料，可用与航天、消防和军用车辆等其他高温环境。本发明采用类似斜齿轮的传动原理，减震弹簧板与轮胎中心转轴成倾斜的角度，在滚动过程中相互交替且逐渐的与路面接触，使轮胎在滚动过程中的载荷逐步传递，使滚动更加平稳，减震框架外沿为相互交替的减震弹簧板，形成连续的可变形圆柱接触面。在面滚动接触的过程中对复杂路面有很好的自适应变形能力。本发明的每条减震弹簧板仅通过螺栓装配，易拆卸维修，当轮胎结局损坏时只需更换受损部位的配件即可，节省材料，符合当今节能环保的社会需求。通过对减震弹簧板的安装角度和自身结构的进行优化设计，形成可适应不同工况下系列化轮胎产品。

附图说明

图1为本发明整体组合状态主视图示意图；

图2为本发明整体组合状态立体图示意图2；

图3为本发明整体组合状态立体图剖面示意图3；

图4为本发明无外胎示意图；

图5为本发明的减震弹簧板零件示意图（主视图、俯视图、左视图）；

图6为本发明的外胎结构示意图；

图7为本发明的轮毂示意图；

图中：1、外胎，2、减震弹簧板，3、螺栓，4、轮毂，5、轮毂与减震弹簧板连接的安装孔，6、驱动轴安装孔，7、减震弹簧板安装孔。

具体实施方式

将本发明进行装配，首先依次十六个将减震弹簧板2的减震弹簧板安装孔7与轮毂4的轮毂与弹簧板连接的安装孔5对准；然后依次将螺栓拧入将减震弹簧板2固定在轮毂上，形成完整的弹性圆柱胎面如图3所示；最后将复合橡胶外胎1装配在外此装配完成如图2所示。本发明的减震弹簧板2通过螺栓3装配，易拆卸维修，当轮胎结局损坏时只需更换受损部位的配件几何，节省材料，复合当今节能环保的社会需求

本发明主体结构采用金属弹性材料，主要用于用与航天、消防和军用车辆等其他高温环境。环境需要使用时将原有的充气式轮胎拆下，将本发明通过轮毂4的驱动轴安装孔安装在车身上。

减震弹簧板2主要采用特殊的曲面设计，增强了自身的变形能力，同时采用与轮胎转动中心轴线成一定倾角的装配方式；形成特殊的倾斜排列方式，每个减震弹簧板2都参与了圆柱胎面20%以上的弧面的构成。无外胎情况下，在滚动过程中总有四根减震弹簧板2与路面保持接触，且每根减震弹簧板2与路面接触的过程都是一个逐步承受载荷的过程；减震弹簧板2的前端首先与路面接触，随着轮胎整体的滚动减震弹簧板2与路面的接触面逐步从前端移动到中部最后从减震弹簧板2的尾部退出；滚动过程中多根减震弹簧板2交替与路面接触，相互配合将载荷逐步的传递给不断进入路面接触面的减震弹簧板2，减少了车辆对路面的局部刚性冲击，减震弹簧板2与中心轮毂4分别独立装配，围绕轮胎中心轴排列形构成了可实现多方向变形的弹性外侧圆柱胎面，使轮胎可适应多种复杂路面的工况。

减震弹簧板2形成的圆柱面外侧的复合橡胶外胎1有纤维和橡胶材料复合而成具有一定的承载能力，主要作用是一定程度约束减震弹簧板2的外侧，使轮胎的胎面形成一个整体，同时改善轮胎和减震弹簧板2的受力条件；同时增接触面的摩擦系数是轮胎工作更加稳定可靠；由于橡胶本身的柔性变形能力，可在轮胎高速滚动过程中可很大程度上与路面接触过程中高频细微振动，减低轮胎滚动噪声。同时也可通过对胎面的花纹进行优化设计进一步减低噪音。

通过对减震弹簧板2的安装角度和自身结构的进行优化设计，形成可使用不同工况下系列化轮胎产品。在航天、消防和军用车辆等高温环境或其他不适合充气轮胎使用的场合将充轮胎拆下更换本发明即可。

当使用环境温度过高，复合橡胶外胎1无法承受或不能稳定工作时，可将复合橡胶外胎去除更换成钢铁或者其它耐高温材料的外胎，对减震弹簧板2与地面接触的部分设计优化附加花纹增大摩擦力适应工作环境的需要。

减震弹簧板2可用其他非金属弹性材料代替，减轻轮胎质量，衍生出系列化民用产品。也可在轮胎内部加装环状支撑结构，或填充弹性材料提高轮胎的承载能力。也可直接将钢板复合在橡胶内部形成复合轮胎结构。