本发明涉及一种磁悬浮轮胎结构、车辆及其工作方法。
背景技术：
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目前车辆的轮胎与车体均是刚性连接，或者通过弹簧起到一定的缓冲作用，但其仍然存在较大的颠簸，以及在现有车辆中轮胎与车体仍然存在较大的摩擦力。
技术实现要素：
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本发明的目的即在于提供一种磁悬浮轮胎结构、车辆及其工作方法，该磁悬浮轮胎结构设计合理，有利于减少轮胎与车体的摩擦力。
本发明磁悬浮轮胎结构，其特征在于：包括支撑内轮和设在支撑内轮中心部的内轮轴，所述支撑内轮外围设有磁钢，所述支撑内轮与磁钢之间设有衬托圈，所述磁钢外围设有橡胶轮胎，所述橡胶轮胎与磁钢之间设有铝质轮毂。
进一步的，上述橡胶轮胎相对的车体上设有高温超导磁浮超导体。
进一步的，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片，所述伸缩制动片与制动控制器连接。
本发明应用磁悬浮轮胎结构的车辆，其特征在于：所述车辆包括车体和设在车体下部的轮胎，所述轮胎为磁悬浮轮胎，所述磁悬浮轮胎包括支撑内轮和设在支撑内轮中心部的内轮轴，所述支撑内轮外围设有磁钢，所述支撑内轮与磁钢之间设有衬托圈，所述磁钢外围设有橡胶轮胎，所述橡胶轮胎与磁钢之间设有铝质轮毂；在车体相对于橡胶轮胎的位置上设有高温超导磁浮超导体。
进一步的，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片，所述伸缩制动片与制动控制器连接。
进一步的，上述车体的后面设有可翻转后盖，所述可翻转后盖上设有若干阶梯。
本发明使用磁悬浮轮胎车辆的工作方法，其特征在于：所述车辆包括车体和设在车体下部的轮胎，所述轮胎为磁悬浮轮胎，所述磁悬浮轮胎包括支撑内轮和设在支撑内轮中心部的内轮轴，所述支撑内轮外围设有磁钢，所述支撑内轮与磁钢之间设有衬托圈，所述磁钢外围设有橡胶轮胎，所述橡胶轮胎与磁钢之间设有铝质轮毂；在车体相对于橡胶轮胎的位置上设有高温超导磁浮超导体；工作时，启动高温超导磁浮超导体，使高温超导磁浮超导体与相对的磁钢产生相对悬浮并使安装有磁钢的轮胎产生转动。
进一步的，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片，所述伸缩制动片与制动控制器连接。
本发明磁悬浮轮胎结构、车辆及其工作方法设计合理，有利于减少轮胎与车体的摩擦力。
附图说明：
图1是本发明的侧视构造示意图；
图2是图1纵断面构造示意图（车轮空转状态）；
图3是图1纵断面构造示意图（车轮运转状态）；
图4是图1左视构造示意图；
图5是可翻转后盖开启状态的构造示意图；
图6是图3另一种实施例的构造示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。
本发明磁悬浮轮胎结构包括支撑内轮1和设在支撑内轮1中心部的内轮轴2，所述支撑内轮1外围设有磁钢3，所述支撑内轮1与磁钢3之间设有衬托圈4，所述磁钢3外围设有橡胶轮胎5，所述橡胶轮胎5与磁钢3之间设有铝质轮毂6。
进一步的，为了设计合理，实现轮胎由磁悬浮驱动转动，上述橡胶轮胎相对的车体上设有高温超导磁浮超导体7，通过该高温超导磁浮超导体7得电，给位于其相对轮胎内的磁钢3产生电磁驱动力，使轮胎高速旋转，进而可带动安装该轮胎的车辆行进，车辆可以安装单个该轮胎驱动，也可以安装两个或多个该轮胎驱动转动。
进一步的，为了方便实现车轮的结合运转或分离空转，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片8，所述伸缩制动片8与制动控制器9连接，通过制动控制器9来控制伸缩制动片8的伸缩，实现内轮轴2与支撑内轮1是紧密接触同轴运转或是分离空转。
本发明应用磁悬浮轮胎结构的车辆，所述车辆11包括车体12和设在车体下部的轮胎13，所述轮胎13为磁悬浮轮胎，所述磁悬浮轮胎包括支撑内轮1和设在支撑内轮1中心部的内轮轴2，所述支撑内轮1外围设有磁钢3，所述支撑内轮1与磁钢3之间设有衬托圈4，所述磁钢3外围设有橡胶轮胎5，所述橡胶轮胎5与磁钢3之间设有铝质轮毂6；在车体相对于橡胶轮胎的位置上设有高温超导磁浮超导体7。
进一步的，为了方便实现车轮的结合运转或分离空转，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片8，所述伸缩制动片8与制动控制器9连接，通过制动控制器9来控制伸缩制动片8的伸缩，实现内轮轴2与支撑内轮1是紧密接触同轴运转或是分离空转。制动控制器9通过安装有控制线路16的管路与车体方向盘15连接。
进一步的，为了方便上、下车，上述车体为独轮车，独轮车的后面设有可翻转后盖10，所述可翻转后盖上设有若干阶梯14，乘员可通过翻启可翻转后盖后，由阶梯14进入车体内。
本发明使用磁悬浮轮胎车辆的工作方法，所述车辆包括车体和设在车体下部的轮胎，所述轮胎为磁悬浮轮胎，所述磁悬浮轮胎包括支撑内轮和设在支撑内轮中心部的内轮轴，所述支撑内轮外围设有磁钢，所述支撑内轮与磁钢之间设有衬托圈，所述磁钢外围设有橡胶轮胎，所述橡胶轮胎与磁钢之间设有铝质轮毂；在车体相对于橡胶轮胎的位置上设有高温超导磁浮超导体；工作时，启动高温超导磁浮超导体，使高温超导磁浮超导体与相对的磁钢产生相对悬浮并使安装有磁钢的轮胎产生转动。
进一步的，上述内轮轴上设有若干个伸缩制动片，所述伸缩制动片与制动控制器连接；通过制动控制器9来控制伸缩制动片8的伸缩，实现内轮轴2与支撑内轮1是紧密接触同轴运转或是分离空转。即在运行过程中伸缩制动片伸出，内轮轴与支撑内轮抱紧；而在需要制动时，伸缩制动片收回，使内轮轴与支撑内轮不抱紧。
上述轮胎可以制成球形结构（如图6所示），以实现在不同方向的转动，控制轮胎的运行可通过无线控制来实现，伸缩制动片在轮胎空转或运转切换外，其它工作均按磁悬浮列车的刹车、减速或调转方向行驶。
本发明橡胶轮胎5的橡胶组合物其由特殊组成，该橡胶组合物由下述按重量份数计的原料制成：
橡胶母粒：50~60份；
天然橡胶：80~120份；
白炭黑：20~30份；
氧化锌：3~5份；
硬脂酸：1~3份；
硫磺：1~3份；
硅烷偶联剂：2~4份；
防老剂rd：1~2份；
促进剂cz：1~3份。
所述的橡胶母粒包括以下重量份数的组分：改性纳米金刚石40~60份、丁苯橡胶120~150份、聚乙烯基吡咯烷酮6~8份、硬脂酸3~5份、钛酸酯类偶联剂1~3份、防老剂1~3份和微晶蜡8~12份；所述改性纳米金刚石的制备方法为：取纳米金刚石放入反应器中，然后加入改性剂，升温至200℃反应12h；反应完成后，冷却至室温，所得混合物分别用甲醇和甲苯清洗，过滤后，冷冻干燥制得所述改性纳米金刚石。
在改性纳米金刚石的制备过程中，所述改性剂为马来酸酐或双环戊二烯；所述纳米金刚石与改性剂的质量比为5:（1~3）。
所述的橡胶母粒的制备方法为：采用双辊开炼机，控制辊温100℃，辊距5mm，依次加入改性纳米金刚石40~60份、丁苯橡胶120~150份、聚乙烯基吡咯烷酮6~8份、硬脂酸3~5份、钛酸酯类偶联剂1~3份、防老剂1~3份和微晶蜡8~12份，充分混合后，薄通4次，调整辊距10mm下片，得到片状的纳米金刚石复合胶料；将所得胶料加入到双螺杆挤出机中，控制螺杆转速150r/min，挤出温度为80℃，挤出成条，然后切断、造粒，制得所述橡胶母粒。
如上所述的磁悬浮轮胎胎面用的橡胶组合物的制备方法为：将橡胶母粒、天然橡胶、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、硅烷偶联剂和防老剂rd加入到密炼机中，在165℃下混炼5min，以获得母炼胶，然后使用开放式炼胶机在母炼胶中混入硫磺和促进剂cz，随后硫化30min后制得所述橡胶组合物。
本发明橡胶组合物的有益效果在于：本发明的橡胶组合物具有拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力等很高的优点，并且回弹性好，能够非常轻松地回弹，以承受磁悬浮汽车紧急着陆时轮胎胎面的巨大变形，适用于磁悬浮轮胎的胎面，由其制得的磁悬浮轮胎的胎面耐磨性和稳定性都很好，具有更佳的操控性和驾驶安全性。
实施例1：
本发明橡胶组合物的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）取纳米金刚石放入反应器中，然后加入马来酸酐，所述纳米金刚石与马来酸酐的质量比为5:1；然后升温至200℃反应12h；反应完成后，冷却至室温，所得混合物分别用甲醇和甲苯清洗，过滤后，冷冻干燥制得改性纳米金刚石；
（2）采用双辊开炼机，控制辊温100℃，辊距5mm，依次加入改性纳米金刚石40重量份、丁苯橡胶120重量份、聚乙烯基吡咯烷酮6重量份、硬脂酸3重量份、钛酸酯类偶联剂1重量份、防老剂1重量份和微晶蜡8重量份，充分混合后，薄通4次，调整辊距10mm下片，得到片状的纳米金刚石复合胶料；将所得胶料加入到双螺杆挤出机中，控制螺杆转速150r/min，挤出温度为80℃，挤出成条，然后切断、造粒，制得所述橡胶母粒；
（3）将橡胶母粒50重量份、天然橡胶80重量份、白炭黑20重量份、氧化锌3重量份、硬脂酸1重量份、硅烷偶联剂2重量份和防老剂rd1重量份加入到密炼机中，在165℃下混炼5min，以获得母炼胶，然后使用开放式炼胶机在母炼胶中混入硫磺1重量份和促进剂cz1重量份，随后硫化30min后制得所述橡胶组合物。
实施例2
本发明橡胶组合物的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）取纳米金刚石放入反应器中，然后加入双环戊二烯，所述纳米金刚石与双环戊二烯的质量比为5:2；然后升温至200℃反应12h；反应完成后，冷却至室温，所得混合物分别用甲醇和甲苯清洗，过滤后，冷冻干燥制得改性纳米金刚石；
（2）采用双辊开炼机，控制辊温100℃，辊距5mm，依次加入改性纳米金刚石60重量份、丁苯橡胶150重量份、聚乙烯基吡咯烷酮8重量份、硬脂酸5重量份、钛酸酯类偶联剂3重量份、防老剂3重量份和微晶蜡12重量份，充分混合后，薄通4次，调整辊距10mm下片，得到片状的纳米金刚石复合胶料；将所得胶料加入到双螺杆挤出机中，控制螺杆转速150r/min，挤出温度为80℃，挤出成条，然后切断、造粒，制得所述橡胶母粒；
（3）将橡胶母粒60重量份、天然橡胶120重量份、白炭黑30重量份、氧化锌5重量份、硬脂酸3重量份、硅烷偶联剂4重量份和防老剂rd2重量份加入到密炼机中，在165℃下混炼5min，以获得母炼胶，然后使用开放式炼胶机在母炼胶中混入硫磺3重量份和促进剂cz3重量份，随后硫化30min后制得所述橡胶组合物。
实施例3
本发明橡胶组合物的制备方法，具体包括以下步骤：
（1）取纳米金刚石放入反应器中，然后加入马来酸酐，所述纳米金刚石与马来酸酐的质量比为5:3；然后升温至200℃反应12h；反应完成后，冷却至室温，所得混合物分别用甲醇和甲苯清洗，过滤后，冷冻干燥制得改性纳米金刚石；
（2）采用双辊开炼机，控制辊温100℃，辊距5mm，依次加入改性纳米金刚石50重量份、丁苯橡胶135重量份、聚乙烯基吡咯烷酮7重量份、硬脂酸4重量份、钛酸酯类偶联剂2重量份、防老剂2重量份和微晶蜡10重量份，充分混合后，薄通4次，调整辊距10mm下片，得到片状的纳米金刚石复合胶料；将所得胶料加入到双螺杆挤出机中，控制螺杆转速150r/min，挤出温度为80℃，挤出成条，然后切断、造粒，制得所述橡胶母粒；
（3）将橡胶母粒55重量份、天然橡胶100重量份、白炭黑25重量份、氧化锌4重量份、硬脂酸2重量份、硅烷偶联剂3重量份和防老剂rd1.5重量份加入到密炼机中，在165℃下混炼5min，以获得母炼胶，然后使用开放式炼胶机在母炼胶中混入硫磺2重量份和促进剂cz2重量份，随后硫化30min后制得所述橡胶组合物。
由本发明的橡胶组合物制得的磁悬浮轮胎胎面和现有充气轮胎胎面的各项物理力学性能如表1所示。
表1
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。