動力車輪的製作方法

2023-05-28 03:09:21

專利名稱：動力車輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輪。具體說是各種腳踏車和各種機動車上的動力車輪。
背景技術：
眾所周知，不管是人力腳踏車、電動車，還是機動車，所用動力車輪都是傳統車輪。這種傳統車輪都是由輪圈、輪胎、輪輻和動力軸組成。其中的輪輻主要有輻條式和輪盤式兩種，且輪盤式輪輻又大多為單層結構。因此，這種傳統車輪僅能用作人力腳踏車、燃油機動車或電動車的動力車輪，不能用作氣動車的動力車輪，適用範圍受到限制。又由於傳統動力車輪的動力軸為動力軸，工作時，動力軸先接受到動力，然後再通過輪輻向四周輻射到車輪的邊沿。根據力學上的槓桿原理，動力軸為支點，車輪外邊沿為受力點，支點離受力點的距離越近，所需要的力就越小。而傳統動力車輪的動力軸即支點到車輪外邊沿即受力點間的距離較遠，使得車輛在起動或行使時阻力大、慣性力小。因此，傳統動力車輪需要的動力大，消耗能源較多、使用費用高。

發明內容
本發明要解決的問題是提供一種動力車輪。使用這種動力車輪，不僅需要的動力小、節省能源、使用費用低，而且適用範圍較廣。
為解決上述問題，本發明採取以下方案本發明的車輪含有輪圈、輪胎和輪輻。其特點是含有輪圈、輪胎和輪輻。其特點是所說的輪輻含有兩塊支撐板，兩塊支撐板間相平行且直徑相等，它們的直徑大於輪圈的內圓直徑、小於輪圈的外圓直徑，它們的邊沿分別與輪圈的兩邊間呈可旋轉配合。兩塊支撐板上均有中心孔，中心孔內有中心軸，所說中心軸與中心孔間呈可旋轉狀配合。兩塊支撐板間有用於帶動中心軸轉動的動力機構。兩塊支撐板的中心與邊沿之間的對應處均有軸孔，軸孔內有動力軸，動力軸與軸孔間呈可旋轉狀配合。兩支撐板間的動力軸上固定有齒輪，與齒輪相應的輪圈內側固定有內齒圈，所說齒輪與內齒圈嚙合在一起。動力軸和中心軸間有傳動機構。
所說傳動機構可以是鏈輪式傳動機構，該鏈輪式傳動機構含有兩個鏈輪，該兩鏈輪分別固定在動力軸和中心軸的同一端上，且兩鏈輪間配有傳動鏈。
所說傳動機構可以是齒輪式傳動機構，該齒輪式傳動機構含有主動齒輪、被動齒輪和過渡齒輪，主動齒輪和被動齒輪分別固定在動力軸和中心軸上。主、被動齒輪間的支撐板上固定有短軸，該短軸與支撐板垂直，所說過渡齒輪呈可旋轉狀安裝在短軸上，且過渡齒輪與主、被動齒輪嚙合在一起。
所說動力機構可以是氣動馬達，該氣動馬達固定在兩塊支撐板之間。所說中心軸為曲杆式軸，該曲杆式軸上有拐彎，該拐彎與氣動馬達的活塞杆對應。氣動馬達的活塞杆通過連杆與曲杆式軸的拐彎間呈活動狀連接在一起。其中的氣動馬達有兩個，該兩個氣動馬達分別呈相對狀固定在兩塊支撐板之間，且它們的活塞杆沿輪圈的直徑方向布置。曲杆式軸上有兩個拐彎，該兩個拐彎分別向相反方向延伸且與兩個氣動馬達的活塞杆對應。兩個氣動馬達的活塞杆均通過連杆與曲杆式軸的相應拐彎間呈活動狀連接在一起。
所說動力機構可以是葉輪式動力機構，該葉輪式動力機構含有葉片，葉片的外側有圓形護筒，圓形護筒的兩端分別與相應支撐板封接在一起。圓形護筒內側有氣管，氣管一端呈封閉狀，另一端與高壓氣源相連通。氣管上有排氣孔，該排氣孔沿圓形護筒的切線方向布置且與葉片的一面相對。
採取上述方案，具有以下優點由於本發明的車輪，其輪輻含有兩塊支撐板，兩塊支撐板的邊沿分別與輪圈的兩邊間呈可旋轉配合。兩塊支撐板上均有中心孔，中心孔內有中心軸，所說中心軸與中心孔間呈可旋轉狀配合。兩塊支撐板間有用於帶動中心軸轉動的動力機構。兩塊支撐板的中心與邊沿之間的對應處均有軸孔，軸孔內有動力軸，動力軸與軸孔間呈可旋轉狀配合。兩支撐板間的動力軸上固定有齒輪，與齒輪相應的輪圈內側固定有內齒圈，所說齒輪與內齒圈嚙合在一起。動力軸和中心軸間有傳動機構。工組時，由動力機構帶動中心軸旋轉，通過傳動機構帶動動力軸旋轉，再由齒輪帶動與其嚙合在一起的內齒圈旋轉，從而使輪圈繞兩支撐板旋轉。其中的動力軸相當於槓桿的支點，其與車輪外邊沿即受力點間的距離很近。根據力學原理，支點到受力點的距離越小，所需的力就越小，由於本發明車輪動力軸即支點到車輪外邊沿即受力點間的距離較近，使得本發明的車輪阻力較小，慣性大，因此需要的動力小，可節省能源。
又由於本發明的車輪，其輪輻含有兩塊支撐板，兩塊支撐板的邊沿分別與輪圈的兩邊間呈可旋轉配合。兩塊支撐板間的動力機構既可以採用電動機，也可以採用氣動動力機構。使得其既可用在人力腳踏車上，又可用在電動車上，還可用在氣動車上，從而拓寬了使用範圍。而其中的氣動動力機構既可以是葉輪式動力機構，也可以是氣動馬達式動力機構。以採用氣動馬達式動力機構的兩輪車為例，安裝兩個20升壓縮空氣瓶，在正常路面上可行駛200公裡以上，且最高時速可達100公裡以上。而兩個20升壓縮空氣瓶充一次氣僅需5元人民幣。因此，採用本發明的車輪，可大大降低使用費用。另外，由於本發明的車輪可採用壓縮空氣作為動力，與電動車相比，不僅可降低使用費用，還避免了因丟棄報廢電池給環境帶來的汙染。


圖1是本發明的車輪結構示意圖，其中的動力機構為氣動馬達。
圖2是採用葉輪式氣動動力機構的車輪結構示意圖；圖3是採用齒輪式傳動機構的車輪結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的車輪含有輪圈7、輪胎8和輪輻。其中的輪胎8套在輪圈7上。所說輪輻含有兩塊支撐板2，兩塊支撐板2間呈平行狀相對布置，它們的直徑相等，它們的直徑大於輪圈7的內圓直徑、小於輪圈7的外圓直徑。在輪圈7的內邊沿兩側均加工有周向凹槽，周向凹槽內安裝有軸承1。兩塊支撐板2的外邊沿罩在相應周向凹槽外面並與相應周向凹槽內的軸承1相接觸，從而使兩塊支撐板2的邊沿分別與輪圈7的兩邊間呈可旋轉配合。兩塊支撐板2上均加工有中心孔，中心孔內安裝有中心軸13，中心軸13與中心孔兩頭間均安裝有軸承1，中心軸13通過該兩軸承與中心孔間呈可旋轉狀配合。兩塊支撐板2間設置有用於帶動中心軸13轉動的動力機構。兩塊支撐板2的中心與邊沿之間的對應處均加工有軸孔，軸孔安裝有動力軸10。其中，軸孔的兩頭均安裝有軸承1，動力軸10通過該兩軸承與與軸孔間呈可旋轉狀配合。在兩支撐板2之間的動力軸10上固定有齒輪9，與該齒輪相對應的輪圈7內側固定有內齒圈6，所說齒輪9與內齒圈6嚙合在一起。動力軸10和中心軸13間設置有傳動機構，該傳動機構可以是鏈輪式，也可以是齒輪式。如圖1、圖2所示，如果採用鏈輪式傳動機構，則動力軸10和中心軸13的同一端端部均伸出在支撐板2之外，且都固定有鏈輪3，兩鏈輪3間配有傳動鏈5。根據需要，也可以使動力軸10和中心軸13的兩端都伸出在外，並都固定有鏈輪3，兩對鏈輪3間都配有傳動鏈5。見圖3，如果採用齒輪式傳動機構，則該齒輪式傳動機構含有主動齒輪18、被動齒輪21和過渡齒輪20，主動齒輪18和被動齒輪21分別固定在動力軸10和中心軸13上。主動齒輪18與被動齒輪21間的支撐板2上固定有短軸19，該短軸與支撐板2垂直，所說過渡齒輪20呈可旋轉狀安裝在短軸19上，且過渡齒輪20與主動齒輪18和被動齒輪21嚙合在一起。
所說動力機構為氣動動力機構，也可以採用電動機之類的電動動力機構，其中，以採用氣動動力機構最為合適。因此，本實施例以氣動動力結構加以說明。
如圖1所示，其中的氣動動力機構可以採用氣動馬達11。所說氣動馬達11可以是一個，也可以是兩個。本實施例採用兩個氣動馬達11，該兩個氣動馬達通過支架14分別呈相對狀固定在兩塊支撐板2之間，並使它們的活塞杆12沿輪圈7的直徑方向布置。所說中心軸13為曲杆式軸，該曲杆式軸上有兩個拐彎，該兩個拐彎分別向相反方向延伸且與兩個氣動馬達11的活塞杆12對應。兩個氣動馬達11的活塞杆12均通過連杆呈活動狀與曲杆式軸的拐彎處相配合。工作時，通過兩活塞杆12及連杆對曲杆式軸的一拉一推來帶動曲杆式軸旋轉，再通過鏈輪3、傳動鏈5、、動力軸10及齒輪9，來帶動內齒圈6及輪圈7旋轉。
如圖2所示，其中的氣動動力機構可以採用葉輪式氣動動力機構。該葉輪式氣動動力機構含有至少兩個葉片15，葉片15的外側設置有圓形護筒16，圓形護筒16的兩端分別與相應支撐板2間呈密封狀焊接在一起，從而構成一個相對封閉的圓形氣腔。圓形護筒16內側面上固定有氣管17，該氣管與圓形護筒16的縱向相平行，其一端呈封閉狀，另一端在使用狀態下與高壓氣源(比如車載壓縮空氣瓶)相連通。氣管17上加工有排氣孔，該排氣孔沿圓形護筒16的切線方向布置且與葉片15一面相對，以便氣管17內排出的壓縮空氣正對葉片15一面，能推動葉片15繞中心軸13旋轉。當葉片15在壓縮空氣作用下旋轉時，由於葉片15與中心軸13相固連，會同時帶動中心軸13旋轉。又由於中心軸13與動力軸10的同一端間通過鏈輪3和傳動連5聯動，中心軸13的旋轉又會同時帶動動力軸10及其上的齒輪9旋轉。由於齒輪9與內齒圈6嚙合在一起，且內齒圈6又與輪圈7固定在一起，當齒輪9旋轉時，會帶動輪圈7及輪胎8一起旋轉。
另外，為提高傳動機構的使用壽命，在傳動機構的外面還設置有保護罩4。所說保護罩4為環形，其內、外兩邊均固定在相應支撐板2上。
權利要求
1.動力車輪，包括輪圈(7)、輪胎(8)和輪輻；其特徵在於所說的輪輻含有兩塊支撐板(2)，兩塊支撐板(2)間相平行且直徑相等，它們的直徑大於輪圈(7)的內圓直徑、小於輪圈(7)的外圓直徑，它們的邊沿分別與輪圈(7)的兩邊間呈可旋轉配合；兩塊支撐板(2)上均有中心孔，中心孔內有中心軸(13)，所說中心軸(13)與中心孔間呈可旋轉狀配合；兩塊支撐板(2)間有用於帶動中心軸(13)轉動的動力機構；兩塊支撐板(2)的中心與邊沿之間的對應處均有軸孔，軸孔內有動力軸(10)，動力軸(10)與軸孔間呈可旋轉狀配合；兩支撐板(2)間的動力軸(10)上固定有齒輪(9)，與齒輪(9)相應的輪圈(7)內側固定有內齒圈(6)，所說齒輪(9)與內齒圈(6)嚙合在一起；動力軸(10)和中心軸(13)間有傳動機構。
2.根據權利要求1所述的動力車輪，其特徵在於所說傳動機構含有兩個鏈輪(3)，該兩鏈輪分別固定在動力軸(10)和中心軸(13)的同一端上，且兩鏈輪(3)間配有傳動鏈(5)。
3.根據權利要求1所述的動力車輪，其特徵在於所說傳動機構含有主動齒輪(18)、被動齒輪(21)和過渡齒輪(20)，主動齒輪(18)和被動齒輪(21)分別固定在動力軸(10)和中心軸(13)上；主、被動齒輪(18、21)間的支撐板(2)上固定有短軸(19)，該短軸與支撐板(2)垂直，所說過渡齒輪(20)呈可旋轉狀安裝在短軸(19)上，且過渡齒輪(20)與主、被動齒輪(18、21)嚙合在一起。
4.根據權利要求1所述的動力車輪，其特徵在於所說動力機構是氣動馬達(11)，該氣動馬達固定在兩塊支撐板(2)之間；所說中心軸(13)為曲杆式軸，該曲杆式軸上有拐彎，該拐彎與氣動馬達(11)的活塞杆(12)對應；氣動馬達(11)的活塞杆(12)通過連杆與曲杆式軸的拐彎間呈活動狀連接在一起。
5.根據權利要求4所述的動力車輪，其特徵在於所說氣動馬達(11)有兩個，該兩個氣動馬達分別呈相對狀固定在兩塊支撐板(2)之間，且它們的活塞杆(12)沿輪圈(7)的直徑方向布置；曲杆式軸上有兩個拐彎，該兩個拐彎分別向相反方向延伸且與兩個氣動馬達(11)的活塞杆(12)對應；兩個氣動馬達(11)的活塞杆(12)均通過連杆與曲杆式軸的相應拐彎間呈活動狀連接在一起。
6.根據權利要求1所述的動力車輪，其特徵在於所說動力機構為葉輪式動力機構，該葉輪式動力機構含有葉片(15)，葉片(15)的外側有圓形護筒(16)，圓形護筒(16)的兩端分別與相應支撐板(2)封接在一起；圓形護筒(16)內側有氣管(17)，氣管(17)一端呈封閉狀，另一端與高壓氣源相連通；氣管(17)上有排氣孔，該排氣孔沿圓形護筒(16)的切線方向布置且與葉片(15)的一面相對。
7.根據權利要求1所述的動力車輪，其特徵在於所說動力機構是電動機。
8.根據權利要求1～7中任一權利要求所述的動力車輪，其特徵在於傳動機構外面有保護罩(4)。
9.根據權利要求8所述的動力車輪，其特徵在於所說保護罩(4)為環形，保護罩(4)的內外兩邊均固定在相應支撐板(2)上。
全文摘要
本發明公開一種車輪，該車輪含有輪圈、輪胎和輪輻。其特點是所說輪輻有兩塊平行且直徑相等的支撐板，它們的直徑大於輪圈的內圓直徑、小於輪圈的外圓直徑，它們的邊沿分別與輪圈的兩邊間呈可旋轉配合。兩塊支撐板上均有中心孔，中心孔內有中心軸。兩塊支撐板間有帶動中心軸轉動的動力機構。兩塊支撐板的中心與邊沿之間的對應處均有軸孔，軸孔內有動力軸，動力軸與軸孔間呈可旋轉狀配合。動力軸上固定有齒輪，輪圈內側有內齒圈，齒輪與內齒圈嚙合在一起。動力軸和中心軸間有傳動機構。這種動力車輪，需要的動力小、節省能源、使用費用低、適用範圍較廣，適用於各種腳踏車和各種機動車上。
文檔編號F01B23/00GK101016071SQ20071002010
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月11日 優先權日2007年2月11日
發明者李勇強, 李靖, 李勇良, 李勇康 申請人:李勇強