一种磁悬浮轮胎的制作方法

1.本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种磁悬浮非充气轮胎，尤其涉及一种在磁力作用下，实现胎面组件(2)相对轮鼓组件(1)在悬浮状态下实现旋转或制动。


背景技术：

2.目前市场上的轮胎分为充气轮胎和非充气轮胎，其中充气轮胎应用面广，数量最多。非充气轮胎应用面较窄，数量较少。充气轮胎由橡胶和骨架材料复合材料组成，装配到标准轮辋上之后，轮胎和轮辋形成密闭环状空腔可以封闭压缩空气于其中。充气轮胎内部空气压力较高，轮胎具有较高的弹性和缓冲性能，但是充气轮胎在高速行驶过程中被刺穿，或是撞击障碍物等情况就容易出现爆胎，接着很有可能导致交通事故发生。
3.非充气轮胎以实芯轮胎为主，通常实芯轮胎的外壳也是由橡胶和骨架复合材料组成，内部填满发泡橡胶，实芯轮胎的制造工艺较为简单，但是轮胎减震效果差，且重量大，使用能耗高，一般仅用于叉车等特殊工程机械，不能用于乘坐舒适性要求高、运行速度快的乘用车和商用车上。


技术实现要素：

4.(一)要解决的问题
5.本发明提供一种磁悬浮轮胎，解决充气轮胎的爆胎问题，且本发明的磁悬浮轮胎在旋转或制动运行工况时无机械摩擦，能耗低，绿色环保。
6.(二)解决问题的技术方案
7.根据本发明的磁悬浮轮胎其特征在于，所述的磁悬浮轮胎由轮鼓组件(1)和胎面组件(2)构成，在此两者中还设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)。
8.所述轮鼓组件(1)包括轮鼓轴丝杠(11)、契轮丝母(12)、轮鼓块(13)、悬浮电磁铁(14)、弹性胶筒(15)、驱制动/平衡电磁铁(16)和轮鼓端盘(17)。
9.所述悬浮电磁铁(14)设置于轮鼓块(13)之上，弹性胶筒(15)包覆于悬浮电磁铁(14)铁芯外圆周上。
10.所述的悬浮电磁铁(14)同时也是悬浮系统(3)的组成部分之一。所述驱制动/平衡电磁铁(16)也是平衡系统(4)和驱制动系统(5)的组成部分之一。
11.所述胎面组件(2)包括悬浮磁瓦(21)、胎面连接环(22)、平衡磁极(23a/23b)、驱制动磁极(24)和胎面(25)。
12.所述悬浮磁瓦(21)也是悬浮系统(3)的组成部分之一。所述平衡磁极(23a/23b)也是平衡系统(4)的组成部分之一。所述驱制动磁极(24)也是驱制动系统(5)的组成部分之一。
13.所述胎面(25)由里到外包括缓冲胶层、弹性骨架材料、过渡胶层和耐磨胶层，以保证胎面既有一定的强度、耐磨性能，还要有一定的弹性、生热低，使用寿命长等特性。
14.本发明的磁悬浮轮胎在悬浮系统(3)得电时，胎面组件(2)在悬浮磁力作用下相对
于轮鼓组件(1)径向呈悬浮状态，此时胎面组件(2)和轮鼓组件(1)之间无接触；在平衡系统(4)得电时，胎面组件(2)在平衡磁力作用下使得胎面组件(2)的轴向中心平面和轮鼓组件(1)的轴向中心平面重合；在驱制动系统得电时，胎面组件(2)在驱制动磁力作用下，相对轮鼓组件(1)实现旋转或制动动作。
15.通过调节轮鼓轴丝杠(11)旋转圈数，可以改变契轮丝母(12)相对轮鼓组件(1)轴向中心平面的位置，进而改变轮鼓块(13)径向移动，悬浮电磁铁(14)和悬浮磁瓦(21)之间的间隙也随之发生改变，悬浮磁力的强弱也得到调整。这样本发明的磁悬浮轮胎的径向刚性也可以根据车辆需求进行调整。
16.本发明的磁悬浮轮胎在无法得电等异常情况下，能够通过调节轮鼓轴丝杠(11)旋转圈数，使得轮鼓块(13)上的悬浮电磁铁(14)外圆周较为紧密贴合到悬浮磁瓦(21)的内表面上，上述两者之间设置的弹性胶筒(15)此时起到缓冲和隔离作用。此时，轮鼓组件(1)和胎面组件(2)形成一体，可以平顺滚动，避免在悬浮系统(3)无法得电时，安装本发明磁悬浮轮胎的车辆轮胎无法转动，车辆寸步难行的情况出现。
17.通过调整输入悬浮系统(3)的电流、电压和频率，以及悬浮磁瓦(21)和悬浮电磁铁(14)之间的间隙，可以改变本发明的磁悬浮轮胎悬浮磁力大小，进而可以控制本发明磁悬浮轮胎的径向刚性特征。
18.通过调整输入平衡系统(4)的电流、电压和频率，可以改变本发明的磁悬浮轮胎侧向平衡磁力大小，进而可以控制本发明磁悬浮轮胎的侧向刚性特征。
19.通过调整输入驱制动系统(5)的电流、电压和频率，可以改变本发明磁悬浮轮胎驱制动磁力大小，进而可以控制本发明磁悬浮轮胎驱制动行为特征。
20.(三)有益效果
21.1.本发明所述的磁悬浮轮胎解决了充气轮胎行驶过程中的爆胎问题，有效避免了车辆行驶过程中的安全隐患。
22.2本发明所述的磁悬浮轮胎在运行过程中，无机械摩擦，能耗低，绿色环保。
23.3.本发明提供的磁悬浮轮胎输入受控电能即可运行，适用于普通燃油汽车，但更适用于新能源汽车。
24.4.本发明提供的磁悬浮轮胎通过调整输入悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)的电流、电压和频率，以及悬浮磁瓦(21)和悬浮电磁铁(14)之间的间隙，可以改变轮胎的径向刚性特征、侧向刚性特征和驱制动行为特征，为车辆悬挂系统的设计和轮胎选配提供更多的可选项。
25.5.本发明所提供磁悬浮轮胎的胎面组件(2)生产工艺简单，可拆卸更换，轮鼓组件(1)可重复使用，绿色环保。
附图说明
26.图1为本发明所述磁悬浮轮胎结构示意图；
27.图2为本发明所契轮丝母示意图；
28.图3为本发明所述轮鼓块结构示意图；
29.图4为本发明所述悬浮电磁铁示意图；
30.图5为本发明所述悬浮磁瓦示意图；
31.图6为本发明所述驱制动/平衡电磁铁结构示意图,其中161—驱制动电磁铁，162—平衡电磁铁；
32.图7为本发明实施例1的主要特征示意图；
33.图8为本发明实施例2的主要特征示意图；
34.图9为本发明实施例3的主要特征示意图；
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步的详细描述，以下实施例用于说明本发明的实施方式，但不能用来限制本发明的范围。
36.实施例1
37.一种磁悬浮轮胎如图1至图7所示，包括轮鼓组件(1)和胎面组件(2)，在此两者中还设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)。
38.所述轮鼓组件(1)包括轮鼓轴丝杠(11)、契轮丝母(12)、轮鼓块(13)、悬浮电磁铁(14)、弹性胶筒(15)、驱制动/平衡电磁铁(16)和轮鼓端盘(17)。
39.所述悬浮电磁铁(14)设置于轮鼓块(13)之上，弹性胶筒(15)包覆于悬浮电磁铁(14)外圆周上。
40.所述胎面组件(2)包括悬浮磁瓦(21)、胎面连接环(22)、平衡磁极(23a)、驱制动磁极(24)和胎面(25)。
41.所述悬浮磁瓦(21)为内表面为球形的永磁体，沿胎面组件(2)圆周均布。
42.所述平衡磁极(23a)为一体的圆环形永磁体，对称分布于胎面组件(1)的两侧。
43.所述胎面(25)由里到外包括缓冲胶层、弹性骨架材料、过渡胶层和耐磨胶层，所述胎面(25)外圆周上设置有胎面花纹(251)适用于乘用车的高性能轮胎。
44.实施例2
45.一种磁悬浮轮胎如图1至图6以及图8所示，包括轮鼓组件(1)和胎面组件(2)，在此两者中还设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)。
46.所述轮鼓组件(1)包括轮鼓轴丝杠(11)、契轮丝母(12)、轮鼓块(13)、悬浮电磁铁(14)、弹性胶筒(15)、驱制动/平衡电磁铁(16)和轮鼓端盘(17)。
47.所述悬浮电磁铁(14)设置于轮鼓块(13)之上，弹性胶筒(15)包覆于悬浮电磁铁(14)外圆周上。
48.所述胎面组件(2)包括悬浮磁瓦(21)、胎面连接环(22)、平衡磁极(23b)、驱制动磁极(24)和胎面(25)。
49.所述悬浮磁瓦(21)为内表面为球形的永磁体，沿胎面组件(2)圆周均布。
50.所述平衡磁极(23b)为多块永磁体，均布于胎面组件(2)周向，且在胎面组件(2)两侧对称分布。
51.所述胎面(25)由里到外包括缓冲胶层、弹性骨架材料、过渡胶层和耐磨胶层，所述胎面(25)上设置有胎面花纹(251)适用于乘用车的高性能轮胎。
52.实施例3
53.一种磁悬浮轮胎如图1至图6以及图9所示，包括轮鼓组件(1)和胎面组件(2)，在此两者中还设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)。
54.所述轮鼓组件(1)包括轮鼓轴丝杠(11)、契轮丝母(12)、轮鼓块(13)、悬浮电磁铁(14)、弹性胶筒(15)、驱制动/平衡电磁铁(16)和轮鼓端盘(17)。
55.所述悬浮电磁铁(14)设置于轮鼓块(13)之上，弹性胶筒(15)包覆于悬浮电磁铁(14)外圆周上。
56.所述胎面组件(2)包括悬浮磁瓦(21)、胎面连接环(22)、平衡磁极(23a)、驱制动磁极(24)和胎面(25)。
57.所述悬浮磁瓦(21)为内表面为球形的永磁体，沿胎面组件(2)圆周均布。
58.所述平衡磁极(23a)为一体的圆环形永磁体，对称分布于胎面组件(1)的两侧。
59.所述胎面(25)由里到外包括缓冲胶层、弹性骨架材料、过渡胶层和耐磨胶层构成，所述胎面(25)上设置有胎面花纹(252)适用于工程机械轮胎。

技术特征：
1.一种磁悬浮轮胎其特征在于，所述的磁悬浮轮胎由轮鼓组件(1)和胎面组件(2)构成，在此两者中还设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)；所述轮鼓组件(1)包括轮鼓轴丝杠(11)、契轮丝母(12)、轮鼓块(13)、悬浮电磁铁(14)、弹性胶筒(15)、驱制动/平衡电磁铁(16)和轮鼓端盘(17)；所述胎面组件(2)包括悬浮磁瓦(21)、胎面连接环(22)、平衡磁极(23a/23b)、驱制动磁极(24)和胎面(25)，所述胎面(25)由里到外包括缓冲胶层、弹性骨架材料、过渡胶层和耐磨胶层，以保证胎面既有一定的强度、耐磨性能，还要有一定的弹性、生热低，使用寿命长等特性。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：可以通过轮鼓轴丝杠(11)和契轮丝母(12)调整悬浮电磁铁(14)和悬浮磁瓦(21)之间的径向间隙大小，继而改变悬浮磁瓦(21)和悬浮电磁铁(14)之间磁力的大小，实现本发明磁悬浮轮胎的径向刚度的可调整性。3.根据权利要求2所述悬浮系统(3)中沿轮鼓组件(1)周向均布的悬浮电磁铁(14)的外圆周上包覆有弹性胶筒(15)，该弹性胶筒(15)位置处于悬浮电磁铁(14)铁芯和悬浮磁瓦(21)之间，起缓冲和隔离作用，防止两者之间产生碰撞冲击。4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮轮胎，能够通过调整轮鼓组件(1)径向大小，使得悬浮电磁铁(14)和悬浮磁瓦(21)之间由悬浮状态变为接触嵌套状态，成为一体结构，可以旋转滚动。实现安装本发明磁悬浮轮胎的车辆，在轮胎无法得电等其它异常的情况下，仍然可以在其它驱动力的作用下移动。5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：所述轮鼓组件(1)的轮鼓块(13)的数量至少为3个。6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：所述轮鼓组件(1)的驱制动/平衡电磁铁(16)的数量至少为3对。7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：所述胎面组件(2)的平衡磁极(23a/23b)可以是对称设置在胎面两侧的环状磁体，也可以是沿胎面组件(2)周向均布的成对磁体，其数量至少为3对。8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：所述胎面组件(2)的驱制动磁极(24)的数量至少为3对。9.根据权利要求8所述的一种磁悬浮轮胎，其特征在于：所述悬浮磁瓦(21)的内表面和悬浮电磁铁(14)铁芯外表面为相同或是相近半径的球面。这样在胎面组件(2)发生轻微侧偏时，此两者不会发生干涉。10.本发明提供的磁悬浮轮胎通过调整输入悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)的电流、电压和频率，以及悬浮磁瓦(21)和悬浮电磁铁(14)之间的间隙，可以改变轮胎的径向刚性特征、侧向刚性特征和驱制动行为特征，为车辆悬挂系统的设计和轮胎选配提供更多的可选项。

技术总结
本发明公开了一种磁悬浮轮胎，涉及的磁悬浮轮胎由轮鼓组件(1)和胎面组件(2)构成，在此两者之中设置了悬浮系统(3)、平衡系统(4)和驱制动系统(5)。所述胎面组件(2)在悬浮系统(3)和平衡系统(4)的磁力作用下，相对于轮鼓组件(1)在径向呈悬浮状态，在轴向上位置相对稳定。当所述驱制动系统(5)得到受控电能时，胎面组件(2)可在磁力作用下实现旋转或制动。本发明所述的磁悬浮轮胎，有效解决了充气轮胎行驶过程中的爆胎问题，且无传统轮胎转动和动力传送过程中的机械摩擦，轮胎运行过程绿色环保。本发明所述的磁悬浮轮胎可以用于燃油汽车，但更适用于新能源汽车等其他新能源交通运输工具上。上。上。


技术研发人员：李高平 安登峰 艾永安 和燕 闫克帅 刘欣然 刘志刚 张龙龙
受保护的技术使用者：北京橡胶工业研究设计院有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/22