1是显示轮缘模块105和实心轮胎模块110的车轮设备100的一个实施方式的立体图。如上所述，传统的车辆通常在圆的气压轮胎上行驶。此传统的轮胎通常具有提高轮胎对地面的抓力的胎面花纹，从而向在改进的道路(例如沥青路和水泥路)上行驶的车辆提供足够的牵引力。然而，当此轮胎与在越野情况(即越野地面，例如倾斜地面和/或具有石头、泥巴、雪、砂、碎片和其它障碍物的地面)下使用的车辆合并时，轮胎将快速地失去牵引力以及车辆不能够有效地横越过越野地面。
[0039]本公开的车轮设备100 —般地包括附接到轮缘模块105的至少一个实心轮胎模块110。根据一个实施方式，轮缘模块105和实心轮胎模块110由单个整体材料形成并因此结合在一起。在另外实施方式中，轮缘模块105和实心轮胎模块110可拆卸地连接在一起。因此，语言“附接到”或“连接到”的使用并不使本公开限于其中轮缘模块105从实心轮胎模块110可分离的应用。轮缘模块105和实心轮胎模块110的结构材料可以是金属、复合材料、塑料、橡胶或其它能够承受特定越野应用的预期磨损的坚实材料。在一个实施方式中，车轮设备100可以是可安装在现有车辆上的翻新翻新应用。在另一实施方式中，车轮设备100可以作为新产品一部分通过原始制造来实施。
[0040]轮缘模块105是实心轮胎模块110从其延伸的中央安装结构。在一个实施方式中，如所描绘的那样，轮缘模块105是孔、安装板、安装孔区域或可以接合车辆的轴的轴向突出部。轮缘模块105可以附接到现有车轮轮缘(参见图9)，或者轮缘模块105可以是可附接到轴的单独轮缘。虽然在以下更详细地被描述，但是轮缘模块105可以附接到在车辆上的现有轴，或轮缘模块105可以与独立轴一起使用，所述独立轴与在车辆上的现有轴分离。在整个本公开中的术语“轴”指的是由发动机控制的旋转体(参见参考图6和7进行的以下描述)。进一步地，轴可以包括或可操作地连接到轮毅，所述轮毅可以包括连接到轮缘模块105的齿轮组件和/或离合器。轮毅可以具体地设计和包括，以支撑车辆的大部分重量。因此，轮缘模块105可以连接到传统的轴，或轮缘模块105可以是安装件，所述安装件被焊接或螺栓连接到现有车轮/轮缘上(参见参考图9进行的以下描述)。进一步地，术语轴可以指的是从齿轮轮毅组件延伸的驱动轴。
[0041]实心轮胎模块110包括多个形成外周边缘111的非均匀胎面齿112。虽然通过参考不同的附图和实施方式在以下进行了更详细的描述，但是多个胎面齿112的非均匀性当比较于传统的轮胎时提高了车轮设备100的牵引力，因此提高了牵引力并使车辆能够横越越野地面和其它否则难以(如果不是不可能)横越的越野障碍物。
[0042]实心轮胎模块110的外周边缘111构成了轮胎轮廓的至少部分。轮胎轮廓是360度形状的轮胎，如轮胎的径向截面中所显示的那样。换句话说，在一个实施方式中，实心轮胎模块110具有围绕轮缘模块105延伸360度的胎面齿112，因此外周边缘111与轮胎轮廓相同。然而，在其它实施方式中，实心轮胎模块110只包括弧形截面的胎面齿112，所述胎面齿112不形成完整的360度形状(参见图9)。在此实施方式中，实心轮胎模块110可以(经由轮缘模块105)附接到现有的轮胎/车轮，因此使轮胎轮廓为实心轮胎模块110的外围边缘111和现有轮胎胎面的外周围的结合(参见图9的描述)。
[0043]在整个本公开中，术语“轴向的”、“径向的”和“周向的”(以及其派生词)被用来描述各种方向。虽然此术语的意思可能是固有的，但是在图1中显示了轴向方向9、径向方向4和周向方向3。使用这些方向3、4、9来描述单个胎面齿112的空间规格。换句话说，每个胎面齿112可以关于其径向高度14、周向宽度13、轴向厚度15和边缘形状来描述。每个胎面齿112的空间规格进一步包括在两个相邻胎面齿之间的周向间隙宽度16。
[0044]如上所提及的，所述多个胎面齿112是不均匀的。换句话说，胎面齿112的空间规格是不恒定的。例如，在一个实施方式中，不均匀性是因为胎面齿的至少一个的径向高度14不同于另外一个胎面齿112。在另一实施方式中，在相邻胎面齿112之间的周向间隙16变化，因此使胎面齿112的间隔和分布不均匀。在另一实施方式中，至少一个胎面齿的周向宽度13或轴向厚度15不同于另外一个胎面齿112的周向宽度13或轴向厚度15。换句话说，胎面齿112的非均匀性可由单一维度(高度，宽度，等等)不同于其它胎面齿的单个胎面齿造成，或者该非均匀性可由具有相互不同的各种空间规格的各种胎面齿造成。
[0045]此外，每个胎面齿112具有前表面17和后表面18。当车轮设备100旋转以使车辆向前移动时，前表面17是指向(即面朝)地面/地的轴向延伸的表面，以及当车轮设备100在相反的方向上旋转以使车辆向后移动时，后表面18是指向地面/地的轴向延伸的表面。在一个实施方式中，胎面齿112的表面17、18(或者胎面齿的至少部分)可以有锯齿或具有其它抓地部(例如尖状物、凸块、橡胶等，这取决于预期地面)，以提高设备100的牵引力。在另一实施方式中，胎面齿112的表面17、18(或胎面齿的至少部分)可具有弯曲的形状(如所描绘的)，所述弯曲的形状用作抓地部来进一步提高实心轮胎模块110在地面上获得牵引力的能力。在某些实施方式中，可以有利的是具有例如可替换硬质合金尖状物的抓地部，所述抓地部不仅在用于攀爬和横越地面的前表面17上，而且在当情况要求车辆倒转或沿斜坡下降时提供牵引力的胎面齿112的后表面18上。
[0046]图2-5描述车轮设备100的各种实施方式并提供关于实心轮胎模块110的附加详情。图6-7描述可连接到车辆的车轮系统300的各种实施方式。图9进一步包括关于系统300的翻新应用的一个实施例的详情。图10的描述包括关于用于控制车轮系统300的控制器设备的详情。
[0047]图2是显示胎面齿112的两个周向区域115、116的车轮设备100的另一个实施方式的侧视图。在一个实施方式中，实心轮胎模块110可以包括多个周向区域115、116，其中每个周向区域包括具有特定空间规格的胎面齿112，所述空间规格虽然不必在整个区域是均匀的，但是平均来说基本不同于另一区域。例如，在图1中所描述的第一周向区域115具有的胎面齿的平均径向高度14(a)-14(d)是在第二周向区域116中的胎面齿14(e)_14(h)的1.5倍。在另一实施方式中，平均的空间规格可以是周向间隙宽度或周向宽度，而不是径向高度。在平均空间规格之间的差的倍数可以大于或小于1.5。在另一个实施方式中，实心轮胎模块110包括过渡区域，其中胎面齿的空间规格(例如，径向高度14)在两个平均区域之间过渡。
[0048]图2也显示在每个区域115、116内的空间规格如何可以不同。在一个实施方式中，在第一周向区域115中的胎面齿112的径向高度14可以连续地增加。例如，在区域115中的第二胎面齿的径向高度14(b)长于在区域115中的第一胎面齿的径向高度14(a)，在区域115中的第三胎面齿的径向高度14(c)长于第二胎面齿的径向高度14(b)，等等。因此，当车轮设备100在向前方向上旋转时，(在第一区域115中的)胎面齿的轴向高度14连续地增加，从而使设备100连续地获得更大的牵引力或至少在地面上连续地获得更好的抓取力。例如，当使用车轮设备100来攀越倾斜地面或跨越在车辆路径中的障碍物时，胎面齿的连续增加的径向高度14可以增强轮胎模块110稳定地获得牵引力的能力(而不是如传统轮胎那样打滑)。再次，连续地改变的空间规格可以是径向高度14、周向宽度13、周向间隙宽度16、轴向厚度15或其组合。
[0049]图3是显示两个周向区域115，116的车轮设备100的另一个实施方式的侧视图，一个具有胎面齿112以及另一个缺乏胎面齿116。如以上所述，实心轮胎模块110的外周边缘111至少形成有多个胎面齿112。然而，胎面齿112可以仅仅形成轮胎模块110的外周边缘111的一部分(即，区域115)，而另一部分则可以基本地缺少胎面齿112。例如，第二区域116可以具有基本较小的胎面齿、锯齿或橡胶衬里。在一个实施方式中，橡胶衬里可以沿着轴向延伸越过轮胎模块110的轴向厚度并可以由轴向延伸的支撑板(未示出)支撑。在另一个实施方式中，如图3中所示出的那样，车轮设备100的外周边缘111可以具有基本扁平的部分12，从而允许比较而言大的表面积接触地面。在此实施方式中，在第一周向区域115中的胎面齿112可以用来牵引，而第二周向区域116可以用于静态支撑或制动过程。如参考图6-9在以下更详细描述的，车轮设备100可以根据给定应用的详情以各种方式修改和使用(例如基于地面的类型或车辆的类型)。
[0050]在一个实施方式中，虽然没有描绘，但是实心轮胎模块110可以包括从外周边缘111突出的弹性负载部。例如，无论在整个外周边缘111还是仅仅在外周边缘的区域115，116，轮胎模块110可以包括弹性负载的尖锐部或可以根据需要在孔内压缩的其它抓地部。在另一实施方式中，胎面齿112本身可以是弹性负载或可以包括振动/冲击缓冲器，所述缓冲器当轮胎模块110沿着地面滚动时吸收一些接触力。因为轮胎模块110的非对称的和/或不均匀的构造在设备100沿着地面滚动时可能导致轴上下摆动，因此弹簧负载齿和/或振动/冲击缓冲器可能有利于减少摆动。此外，设备100可以结合控制系统使用，如在以下更详细地描述的。
[0051]在另一实施方式中，胎面齿可以可移除和可替换，从而使用户可选择期望空间规格的胎面齿112，而不必将轮胎模块110从轮缘模块105移除(在可以进行此拆开的实施方式中)或不必将整个设备100从车辆的轴拆除(再次地，在可以进行此拆开的实施方式中)。图3也描述了轴向延伸穿过轮胎模块110的各种孔口 118。如参考图4在以下描述的，这些孔口 118可以被并入以平衡设备100和/或减少设备100的重量。
[0052]图4是显示轴向延伸穿过实心轮胎模块110的孔口 118的车轮设备100的另一个实施方式的侧视图。如上所述，实心轮胎模块110可以具有孔口 118以增强设备100的平衡。孔口 11