一种减震轮

摘要

一种减震轮，本申请轴承、齿轮、内滑块压紧件和环形铰链通过固定键固定安装在连接轴的键槽内，齿轮一侧依次有一个轴承、一个内滑块压紧件和一个环形铰链，外轮固定在连接轴两端，外轮外壁套有外轮橡胶，拉簧在外轮与对应环形铰链之间，内轮垫块两侧各有一个短杆，短杆一端通过转轴与内轮垫块相连，短杆另一端与长杆相连，两个长杆交叉处通过转轴相连，长杆一端通过螺钉与外轮相连，长杆另一端通过连接件与环形铰链相连。本申请利用伞架可以将轴向的变化转化成径向的变化，而且径向的变动量很大的特点，将轮子与减震器结合起来直接做成减震轮，该减震轮具有较好的力学性能，轮子直径可以随着重物大小进行改变，从而改变助力的大小。

权利要求

1.一种减震轮，包括拉簧（1）、外轮（2）、外轮橡胶（3）、内轮垫块（4）、短杆（5）、长杆（6）、齿轮（11）、内滑块压紧件（12）、环形铰链（13）和连接轴（14），其特征在于：轴承（10）、齿轮（11）、内滑块压紧件（12）和环形铰链（13）通过固定键（7）固定安装在连接轴（14）的键槽内，所述齿轮（11）一侧依次有一个轴承（10）、一个内滑块压紧件（12）和一个环形铰链（13），所述外轮（2）通过螺母及弹性垫片（8）固定在连接轴（14）两端，所述外轮（2）外壁套有外轮橡胶（3），所述拉簧（1）在外轮（2）与对应环形铰链（13）之间，所述内轮垫块（4）有至少4个，所述内轮垫块（4）两侧各有一个短杆（5），所述短杆（5）一端通过转轴与内轮垫块（4）相连，所述短杆（5）另一端与长杆（6）相连，每个内轮垫块（4）所对应的两个长杆（6）互相交叉，两个长杆（6）交叉处通过转轴相连，所述长杆（6）一端通过螺钉（9）与外轮（2）相连，所述长杆（6）另一端通过连接件与环形铰链（13）相连。

2.根据权利要求1所述的一种减震轮，其特征在于：当所有内轮垫块（4）紧密排列配合时所造成的最大轴径要等于外轮（2）直径。

说明书

一种减震轮

技术领域

[0001] 本发明涉及减震设备领域，特别是涉及一种减震轮。

背景技术

[0002] 在路过不平路面或者凹坑时，车轮会与路面凹坑产生一定冲击，这种冲击对驾驶者来说是必须要避免的，对车体来说更是致命的，因此必须去除这种冲击。最简单的减轻冲击的办法就是直接采用弹簧与轴的悬挂连接，这在普通的三轮车上用的也是最多的。这样的设计虽然能节省很多成本，也确实能够产生一定的效果，但是这毕竟只是用简单的弹簧来实现。当弹簧被压缩并且突然放开时，弹簧自身也会产生一定的冲击力，虽然这种冲击力远小于使弹簧压缩的力，但对于车体结构依然是致命的。并且弹簧上方的车体结构由于重力的关系会使弹簧产生往复跳动，这种跳动会随着冲击周期增长而逐渐减弱。所以这种简单的结构无法广泛应用而面临淘汰。

[0003] 目前用的最多的是避震器，避震器与普通弹簧减震的区别就是在中间轴上多加了阻尼，阻尼的形式有很多，用的最多的还是油液阻尼。其运动原理为：在中间活塞内分腔并且加入特殊油液。当我们对避震器进行加压时，不仅要克服弹簧的弹力，还要克服活塞内部油液通过小孔时产生的阻尼，这样就可以大幅减小简单弹簧避震产生的连续跳动，使车身更加平稳。同时，由于油液的阻尼效果，让弹簧的强度也得到了一定的提高。在吸震时如果弹簧的行程太大，则会造成车体的局部不平衡，对车的局部零件极为不利。所以避震器吸收冲击的阻尼力要大于回弹时的阻尼力，行程也小于回弹时的。

[0004] 在车体悬吊产生大幅度运动时，在伸缩杆内部产生巨大的压力，而阻尼孔又很小，这样就会是腔内油液的温度升高，从而使油液的黏度变稀。变稀后油液通过阻尼孔的阻力就变小了，这对整个避震系统是极为不利的，这种现象称为“阻尼衰退”。应对“阻尼衰退”的方法有很多，最普遍的是加大活塞筒直径或减小阻尼孔的尺寸。避震器的另一个致命问题就是阻尼油在不断流动时产生的气泡，改善这一缺陷的方法是制造一个高压气室，以阻止气泡的产生，即使产生气泡，也会被高压气体消除。

[0005] 上述机械式避震器，其原理都是直接在轴或轮上加弹性元件，产生一定的弹性力，从而达到减震的效果。这样的结构非常实用，安装也不需要太大空间，但由于是直接在轴的径向加弹性元件，对弹性元件的强度要求高，同时作用在轴上的力较大也会使轴的寿命受到一定影响。

发明内容

[0006] 针对以上问题，本发明提供一种减震轮，本申请利用伞架可以将轴向的变化转化成径向的变化，而且径向的变动量很大的特点，将轮子与减震器结合起来直接做成减震轮，该减震轮具有较好的力学性能，轮子直径可以随着重物大小进行改变，从而改变助力的大小。重物越重，导杆产生的力越大，同时轮径减小，这样就会使轮子对地面的力增大，为达此目的，本发明提供一种减震轮，包括拉簧、外轮、外轮橡胶、内轮垫块、短杆、长杆、齿轮、内滑块压紧件、环形铰链和连接轴，所述轴承、齿轮、内滑块压紧件和环形铰链通过固定键固定安装在连接轴的键槽内，所述齿轮一侧依次有一个轴承、一个内滑块压紧件和一个环形铰链，所述外轮通过螺母及弹性垫片固定在连接轴两端，所述外轮外壁套有外轮橡胶，所述拉簧在外轮与对应环形铰链之间，所述内轮垫块有至少4个，所述内轮垫块两侧各有一个短杆，所述短杆一端通过转轴与内轮垫块相连，所述短杆另一端与长杆相连，每个内轮垫块所对应的两个长杆互相交叉，两个长杆交叉处通过转轴相连，所述长杆一端通过螺钉与外轮相连，所述长杆另一端通过连接件与环形铰链相连。

[0007] 本发明的进一步改进，当所有内轮垫块紧密排列配合时所造成的最大轴径要等于外轮直径，如果需要提升承载性能，可将外滑块直接做成外轮，此前提是当所有垫块紧密排列配合时所造成的最大轴径要约等于外轮直径，以保证四轮同时接触地面。

[0008] 本发明涉及一种减震轮具有如下优点：

[0009] 1、本发明采用类似伞骨的对称结构，其主要由多组杆件构成，左右两滑块可以产生相对滑动，其中外侧滑块固定，中间由弹簧进行连接。机构由一组剪叉机构构成，在顶部增设的两根短杆的目的是为了让该轮能够与地面有一定的轴向贴合，同时为了让该轴向贴合的角度可控，在机构最外端是一个带有橡胶外层的垫块，这样可以保证可靠的抓地性能；当前轮为万向轮，后轮为减震轮时，在转弯过程中内侧减震轮的垫块受到重力大于外侧减震轮，这样就会造成一定的轮径差，这种轮径差虽然会让车体产生微量倾斜，但是可以很好地改善转弯过程中轮子与地面产生的侧向滑移。由于该结构将地面与车体间产生的力部分转化成轴向滑动，并且这种轴向滑动又由弹簧进行缓冲，在一定程度上减轻了轴和弹簧强度方面的负担。

[0010] 2、本发明可以将轴向的变化转化成径向的变化。而且径向的变动量很大，由于径向尺寸可以变动，所以对爬梯性能进行拓展：将左端非固定滑块做成可调式，即可将两滑块间距进行轴向固定，使弹簧暂时性失效。这样就会使轮外缘的间距增大，从而可以卡进楼梯，实现爬梯功能。相比现有机械式爬梯的三星轮机构而言，减震轮爬梯的性能更好，由于圆周上有多组(20组以上)结构所以爬梯产生的冲击也会远小于三星轮。在爬梯动作完成后可以将内侧滑块重新变为可滑动(一个拨差即可完成动作)，这样轮子又回到正常直径，并且拥有弹簧减震效果。

[0011] 3、本发明当内滑块(滑块压紧件)由拨差进行刚性的轴向固定时，每组内轮垫块间距增大，此时内轮直径可达300mm，根据实际测量的楼梯数据，可以满足爬梯需求，爬楼时利用两垫块间距将轮子卡住楼梯角，形成支点，再通过外轮进行滚动爬梯。

[0012] 4、如果载重过大，超过了弹簧的极限，那么会造成机构的损坏。因此本申请对外端的垫块进行设计，在载重过大时，外端多组垫块会在圆周上形成排列，并且这种排列会随着受力的增大而变紧，轮子直径可以随着重物大小进行改变，从而改变助力的大小。重物越重，导杆产生的力越大，同时轮径减小，这样就会使轮子对地面的力增大。

[0013] 5、轮子的设计可以使轮的悬挂采用简单的刚性悬挂。在重物过重时，轮子外圈每个小垫块会紧密排列，形成刚性的轮子以支撑车体，外轮的存在也进一步保障了承载能力。

[0014] 6、轮子外圈垫块可以产生微量浮动，可以补偿路面。

附图说明

[0015] 图1为本发明结构示意图；

[0016] 图2为本发明垫块示意图；

[0017] 图示说明:

[0018] 1、拉簧；       2、外轮；            3、外轮橡胶；

[0019] 4、内轮垫块；   5、短杆；            6、长杆；

[0020] 7、固定键；     8、螺母及弹性垫片；  9、螺钉；

[0021] 10、轴承；      11、齿轮；           12、内滑块压紧件；

[0022] 13、环形铰链；  14、连接轴。

具体实施方式

[0023] 以下结合附图和实施例对发明做详细的说明：

[0024] 本发明提供一种减震轮，本申请利用伞架可以将轴向的变化转化成径向的变化，而且径向的变动量很大的特点，将轮子与减震器结合起来直接做成减震轮，该减震轮具有较好的力学性能，轮子直径可以随着重物大小进行改变，从而改变助力的大小。重物越重，导杆产生的力越大，同时轮径减小，这样就会使轮子对地面的力增大。

[0025] 作为本发明一种实施例，本发明提供如图1和2所示的一种减震轮，包括拉簧1、外轮2、外轮橡胶3、内轮垫块4、短杆5、长杆6、齿轮11、内滑块压紧件12、环形铰链13和连接轴14，所述轴承10、齿轮11、内滑块压紧件12和环形铰链13通过固定键7固定安装在连接轴14的键槽内，所述齿轮11一侧依次有一个轴承10、一个内滑块压紧件12和一个环形铰链13，所述外轮2通过螺母及弹性垫片8固定在连接轴14两端，所述外轮2外壁套有外轮橡胶3，所述拉簧1在外轮2与对应环形铰链13之间，所述内轮垫块4有至少4个，所述内轮垫块4两侧各有一个短杆5，所述短杆5一端通过转轴与内轮垫块4相连，所述短杆5另一端与长杆6相连，每个内轮垫块4所对应的两个长杆6互相交叉，两个长杆6交叉处通过转轴相连，所述长杆6一端通过螺钉9与外轮2相连，所述长杆6另一端通过连接件与环形铰链13相连。

[0026] 作为本发明一种最佳具体实施例，本发明提供一种减震轮，包括拉簧1、外轮2、外轮橡胶3、内轮垫块4、短杆5、长杆6、齿轮11、内滑块压紧件12、环形铰链13和连接轴14，所述轴承10、齿轮11、内滑块压紧件12和环形铰链13通过固定键7固定安装在连接轴14的键槽内，所述齿轮11一侧依次有一个轴承10、一个内滑块压紧件12和一个环形铰链13，所述外轮2通过螺母及弹性垫片8固定在连接轴14两端，所述外轮2外壁套有外轮橡胶3，所述拉簧1在外轮2与对应环形铰链13之间，所述内轮垫块4有至少4个，所述内轮垫块4两侧各有一个短杆5，所述短杆5一端通过转轴与内轮垫块4相连，所述短杆5另一端与长杆6相连，每个内轮垫块4所对应的两个长杆6互相交叉，两个长杆6交叉处通过转轴相连，所述长杆6一端通过螺钉9与外轮2相连，所述长杆6另一端通过连接件与环形铰链13相连，当所有内轮垫块紧密排列配合时所造成的最大轴径要等于外轮直径，如果需要提升承载性能，可将外滑块直接做成外轮，此前提是当所有垫块紧密排列配合时所造成的最大轴径要约等于外轮直径，以保证四轮同时接触地面。

[0027] 假设四个轮子同时工作且载重一吨时，作用在单个减震轮垫块上的力约为2500N，则弹簧所产生的初始拉力必须大于或等于2165N。(为了减轻长杆所受径向力，将大部分力分给弹簧，初始两长杆所构成的剪叉机构剪叉角度为120°)

[0028] 强度计算：假设拉簧的弹簧指数C＝2，则：

[0029] 曲度系数

[0030] 根据资料查得，硅锰合金弹簧丝的参数为：[τ]＝471Mpa；[σ]b＝785Mpa；G＝78500Mpa；E＝19600Mpa；HRC在45到50之间。

[0031] 则弹簧丝直径为

[0032] 刚度计算：

[0033] 则弹簧中长度为L＝(n+2)d＝126≤140mm符合要求。

[0034] 由结构运算可得，在轮径由 下降到 的过程中，弹簧的轴向移动量约为24mm，则所需弹簧刚度约为90N/mm。

[0035] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。