本發(fā)明涉及運(yùn)輸工具，并且更具體地，涉及用于支撐車輛并且越過地面或其他表面的組件。

背景技術(shù)：

常規(guī)裝置可包括球形殼體和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輪的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)，該輪與球形殼體的內(nèi)表面接合。包括彈簧和接觸端的偏置機(jī)構(gòu)可聯(lián)接到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以在輪和接觸端之間提供直徑方向相對(duì)的力，從而允許馬達(dá)的動(dòng)力被傳遞到球形殼體的內(nèi)表面，引起自推進(jìn)式裝置沿接觸表面滾動(dòng)。自推進(jìn)式裝置可基于其質(zhì)心的移動(dòng)、馬達(dá)的獨(dú)立動(dòng)力和偏置機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)表面的力的組合而轉(zhuǎn)動(dòng)。磁聯(lián)接部件可包括在偏置機(jī)構(gòu)中。磁聯(lián)接部件可包括含黑色金屬或永磁體，諸如釹磁體，以提供穿過球形殼體與外部裝置和/或配件磁相互作用的磁場。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的支撐組件，包括：至少兩個(gè)球形輪胎，所述球形輪胎在路面上行進(jìn)并且相對(duì)于所述路面和所述車輛轉(zhuǎn)動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁地驅(qū)動(dòng)所述輪胎相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的任何部分都不與所述輪胎或所述路面物理接觸。輪胎各自具有外胎面層，所述外胎面層包括在干燥時(shí)具有第一硬度并且在濕潤時(shí)具有第二硬度的材料，所述第一硬度大于所述第二硬度。

根據(jù)組件的另一方面，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述車輛磁懸浮在距所述輪胎第一預(yù)定距離。

根據(jù)組件的又另一方面，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使其自身磁懸浮在距所述輪胎的內(nèi)表面第二預(yù)定距離。

根據(jù)組件的再另一方面，所述輪胎是具有與外部環(huán)境完全隔離的內(nèi)部空間的封閉球體。

根據(jù)組件的又另一方面，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一磁被動(dòng)部分和第二磁主動(dòng)部分。

根據(jù)組件的再另一方面，所述第一部分僅產(chǎn)生恒定的磁場。

根據(jù)組件的又另一方面，所述第二部分產(chǎn)生恒定的磁場和可變的磁場。

根據(jù)組件的再另一方面，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述車輛相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持基本恒定的定向。

根據(jù)組件的又另一方面，所述輪胎包括多個(gè)層。

根據(jù)組件的再另一方面，所述所述多個(gè)層中的一個(gè)機(jī)械地支撐由所述車輛確定的載荷的部分。

根據(jù)組件的又另一方面，所述多個(gè)層中的一個(gè)包括用于在所述輪胎和所述路面之間產(chǎn)生牽引力的胎面。

根據(jù)組件的再另一方面，所述多個(gè)層中的一個(gè)包括用于阻尼振動(dòng)的彈性體層，所述振動(dòng)由輪胎在所述路面上行進(jìn)產(chǎn)生。

根據(jù)本發(fā)明的用于車輛的另一支撐組件包括至少一個(gè)球形輪胎，所述球形輪胎在路面上行進(jìn)并且相對(duì)于所述路面和所述車輛轉(zhuǎn)動(dòng)。所述輪胎具有外胎面層，所述外胎面層包括聚合物主鏈，所述聚合物主鏈具有基于二烯的彈性體，所述該彈性體選自溶液聚合苯乙烯丁二烯橡膠、乳液聚合苯乙烯丁二烯橡膠、天然聚異戊二烯橡膠、合成聚異戊二烯橡膠和聚丁二烯；和結(jié)合到主鏈的聚合物側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包含選自聚(n-異丙基丙烯酰胺)、聚(n-環(huán)丙基丙烯酰胺)和聚(n,n-二乙基丙烯酰胺)的聚合物。

本申請(qǐng)還包括如下技術(shù)方案：

1.一種用于車輛的支撐組件，包括：

至少兩個(gè)球形輪胎，所述球形輪胎在路面上行進(jìn)并且相對(duì)于所述路面和所述車輛轉(zhuǎn)動(dòng)；所述輪胎具有外胎面層，所述外胎面層包括在干燥時(shí)具有第一硬度并且在濕潤時(shí)具有第二硬度的材料，所述第一硬度大于所述第二硬度；以及

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁地驅(qū)動(dòng)所述輪胎相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的任何部分都不與所述輪胎或所述路面物理接觸。

2.如技術(shù)方案1所述的支撐組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述車輛磁懸浮在距所述輪胎第一預(yù)定距離。

3.如技術(shù)方案2所述的支撐組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使其自身磁懸浮在距所述輪胎的內(nèi)表面第二預(yù)定距離。

4.如技術(shù)方案3所述的支撐組件，其中，所述輪胎是具有與外部環(huán)境完全隔離的內(nèi)部空間的封閉球體。

5.如技術(shù)方案4所述的支撐組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括第一磁被動(dòng)部分和第二磁主動(dòng)部分。

6.如技術(shù)方案5所述的支撐組件，其中，所述第一部分僅產(chǎn)生恒定的磁場。

7.如技術(shù)方案6所述的支撐組件，其中，所述第二部分產(chǎn)生恒定的磁場和可變的磁場。

8.如技術(shù)方案7所述的支撐組件，其中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使所述車輛相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持基本恒定的方向。

9.如技術(shù)方案8所述的支撐組件，其中，所述輪胎包括多個(gè)層。

10.如技術(shù)方案9所述的支撐組件，其中，所述多個(gè)層中的一個(gè)機(jī)械地支撐由所述車輛確定的載荷的一部分。

11.如技術(shù)方案10所述的支撐組件，其中，所述多個(gè)層中的一個(gè)包括用于在所述輪胎和所述路面之間產(chǎn)生牽引力的胎面。

12.如技術(shù)方案11所述的支撐組件，其中，所述多個(gè)層中的一個(gè)包括用于阻尼振動(dòng)的彈性體層，所述振動(dòng)由輪胎在所述路面上行進(jìn)所引起。

13.一種用于車輛的支撐組件，包括：

至少一個(gè)球形輪胎，所述球形輪胎在路面上行進(jìn)，并且相對(duì)于所述路面和所述車輛轉(zhuǎn)動(dòng)，所述輪胎具有外胎面層，所述外胎面層包括聚合物主鏈，所述聚合物主鏈具有基于二烯的彈性體，所述該彈性體選自溶液聚合苯乙烯丁二烯橡膠、乳液聚合苯乙烯丁二烯橡膠、天然聚異戊二烯橡膠、合成聚異戊二烯橡膠和聚丁二烯；和結(jié)合到主鏈的聚合物側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包含選自聚(n-異丙基丙烯酰胺)、聚(n-環(huán)丙基丙烯酰胺)和聚(n,n-二乙基丙烯酰胺)的聚合物。

附圖說明

在附圖中以舉例方式而非限制方式描述本發(fā)明，其中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且在附圖中：

圖1示意性地圖示根據(jù)本發(fā)明的組件；

圖2是圖示用以控制自推進(jìn)式裝置的操作的常規(guī)系統(tǒng)的示例性框圖；

圖3是處于控制設(shè)備的控制下的常規(guī)自推進(jìn)式裝置的示意圖；

圖4示意性地圖示常規(guī)自推進(jìn)式裝置的示例；

圖5圖示常規(guī)自推進(jìn)式裝置的另一個(gè)示例；

圖6是圖4和5的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和自推進(jìn)式裝置的示例性框圖；

圖7顯示三硫代碳酸酯raft鏈轉(zhuǎn)移劑、具有三硫代碳酸酯端基的pnipam和具有硫醇基的pnipam的紫外可見光譜；

圖8顯示具有cta端基的數(shù)種pnipam聚合物的濁度-溫度的透射測量；

圖9顯示苯乙烯-丁二烯彈性體和用pnipam官能化的苯乙烯-丁二烯彈性體的¹h-nmr譜；

圖10顯示苯乙烯-丁二烯彈性體和三種pnipam官能化的苯乙烯-丁二烯彈性體的gpc曲線；

圖11顯示pnipam官能化的苯乙烯-丁二烯彈性體的作為pnipam含量的函數(shù)的接觸角；

圖12顯示pnipam官能化的苯乙烯-丁二烯彈性體的高于和低于lcst的接觸角的相對(duì)差；

圖13顯示苯乙烯-丁二烯彈性體的作為溫度的函數(shù)的流變性質(zhì)；

圖14顯示苯乙烯-丁二烯和pnipam的接枝共聚物（具有6%pnipam）的作為溫度的函數(shù)的流變性質(zhì)；以及

圖15顯示苯乙烯-丁二烯和pnipam的接枝共聚物（具有4%pnipam）的作為溫度的函數(shù)的流變性質(zhì)。

具體實(shí)施方式

示例性的常規(guī)裝置，諸如在us8,536,266、us9,090,214和us9,211,920中所描述的裝置，其全部內(nèi)容通過引用合并于此，可包括球形殼體和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)輪的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)，該輪與球形殼體的內(nèi)表面接合。包括彈簧和接觸端的偏置機(jī)構(gòu)可聯(lián)接到內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以提供輪和接觸端之間的直徑方向相對(duì)的力，從而允許馬達(dá)的動(dòng)力被傳遞到球形殼體的內(nèi)表面，引起自推進(jìn)式裝置沿接觸表面滾動(dòng)。自推進(jìn)式裝置可基于其質(zhì)心的移動(dòng)、馬達(dá)的獨(dú)立動(dòng)力和偏置機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)表面的力的組合而旋轉(zhuǎn)。磁聯(lián)接部件可包括在偏置機(jī)構(gòu)中。磁聯(lián)接部件可包括含黑色金屬或永磁體，諸如釹磁體，以提供穿過球形殼體與外部裝置和/或配件磁相互作用的磁場。

示例性的用于裝置的外部配件可包括磁聯(lián)接部件，以與偏置機(jī)構(gòu)的磁聯(lián)接部件（例如，接觸端）磁聯(lián)接。因此，當(dāng)引起自推進(jìn)式裝置的球形殼體滾動(dòng)時(shí)，外部配件可經(jīng)由穿過球形殼體的磁相互作用保持穩(wěn)定地聯(lián)接到偏置構(gòu)件的接觸端。

自推進(jìn)式裝置、或外部配件、或兩者均可包括磁體（例如釹磁體），以產(chǎn)生引起磁相互作用的磁場。這種相互作用可包含在外部配件和球形殼體的外表面之間發(fā)生接觸的磁吸引。在該示例中，可以通過用基本無摩擦的材料涂覆球形殼體的外表面和/或外部配件的接觸表面以減小摩擦力。額外地或替代地，磁相互作用可包含排斥力，這種排斥力包括在外部配件和球形殼體之間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁懸浮的穩(wěn)定性機(jī)構(gòu)（例如，一個(gè)或多個(gè)另外的磁體）。

如在此使用的，當(dāng)自推進(jìn)式裝置處于操作控制下時(shí)，在偏置機(jī)構(gòu)的角轉(zhuǎn)動(dòng)的語境下，“基本上”表示在0°和小于90°之間。因此，當(dāng)自推進(jìn)式裝置處于非加速狀態(tài)時(shí)，“基本上”穩(wěn)定、“基本上”恒定的角度，或偏置機(jī)構(gòu)（或彈簧部件）和自推進(jìn)式裝置在其上滾動(dòng)的外部表面之間的“基本上”垂直表示相對(duì)于該表面小于90°，并且通常小于45°。如在此進(jìn)一步使用的，在球形殼體的外表面和外部配件裝置的接觸表面之間的摩擦的語境下，“基本上”表示兩個(gè)常規(guī)光滑表面（例如，拋光的金屬或木頭表面）之間低于正常的摩擦關(guān)系。因此，“基本上”無摩擦的材料表示被設(shè)計(jì)或制造成用于減小摩擦的材料。

在此描述的一個(gè)或多個(gè)常規(guī)示例提供了由計(jì)算裝置執(zhí)行的方法、技術(shù)和動(dòng)作可以以編程方式執(zhí)行，或者作為由計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法執(zhí)行。如在此使用的，“以編程方式”表示通過使用代碼或計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令。這些指令可被存儲(chǔ)在計(jì)算裝置的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)資源中。以編程方式執(zhí)行的步驟可以是自動(dòng)的也可以不是自動(dòng)的。

在此描述的一個(gè)或多個(gè)常規(guī)示例可利用系統(tǒng)的編程模塊或部件來實(shí)施。編程模塊或部件可包括能夠執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)所陳述的任務(wù)或功能的程序、子程序、程序的一部分、軟件部件和/或硬件部件。如在此使用的，模塊或部件可存在于獨(dú)立于其他模塊或部件的硬件部件上。替代地，模塊或部件可以是其他模塊、程序和/或機(jī)器的共享元件或過程。

在此描述的一些示例通常需要使用計(jì)算裝置，包括處理和存儲(chǔ)器資源。例如，在此描述的一個(gè)或多個(gè)示例可整體地或部分地在計(jì)算裝置（諸如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)/智能電話、個(gè)人數(shù)字助手（pda）、筆記本計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、數(shù)碼相框和/或平板裝置）上實(shí)施。存儲(chǔ)器、處理和網(wǎng)絡(luò)資源均可以與本文描述的任何示例的建立、使用和/或執(zhí)行（包括任何方法的執(zhí)行和/或任何系統(tǒng)的實(shí)施）相關(guān)地使用。

此外，可通過使用一個(gè)或多個(gè)處理器可運(yùn)行的指令實(shí)施在此描述的一個(gè)或多個(gè)示例。這些指令可由計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)承載。下文中結(jié)合附圖示出和描述的機(jī)器提供了處理資源和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例，該資源和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可承載和/或運(yùn)行用于執(zhí)行示例的指令。具體地，以示例示出的許多機(jī)器可包括處理器和用于保存（hold）數(shù)據(jù)和指令的各種形式的存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例可包括永久性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)裝置，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上的硬盤驅(qū)動(dòng)器。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的其他示例可包括便攜式存儲(chǔ)單元，諸如cd或dvd單元、閃存（諸如被承載在智能電話、多功能裝置和/或平板裝置上）和磁存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)、終端、可聯(lián)網(wǎng)裝置（例如，移動(dòng)裝置，諸如移動(dòng)電話）都可利用處理器、存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令。此外，示例可以計(jì)算機(jī)程序、或能夠承載這種程序的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可用承載介質(zhì)的形式實(shí)施。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了示例性自推進(jìn)式裝置100的示意性繪圖。自推進(jìn)式裝置100可在另一個(gè)裝置（諸如由用戶操作的計(jì)算裝置）的控制下移動(dòng)。自推進(jìn)式裝置100可被配置有能夠進(jìn)行以下操作中的一個(gè)或多個(gè)的資源：在裝置開始移動(dòng)之后，保持對(duì)相對(duì)于初始參照框架（referenceframe）的定向和/或位置的自我認(rèn)知；以編程方式處理控制輸入，從而使得對(duì)于不同的控制輸入能夠進(jìn)行一系列不同的特定程序響應(yīng)；使得另一個(gè)裝置能夠利用可與自推進(jìn)式裝置上的程序邏輯通信的軟件或程序邏輯控制自推進(jìn)式裝置移動(dòng)；和/或就自推進(jìn)式裝置的移動(dòng)和狀態(tài)產(chǎn)生可被控制裝置軟件解釋的輸出響應(yīng)。

自推進(jìn)式裝置100可包括若干個(gè)互相連接的子系統(tǒng)和模塊。處理器114可運(yùn)行來自程序存儲(chǔ)器104的程序指令?？筛淖兇鎯?chǔ)在程序存儲(chǔ)器104中的指令，例如增加特征、修正缺陷和/或修改裝置行為。程序存儲(chǔ)器104可存儲(chǔ)程序指令，該程序指令可與鏈接的控制器裝置上的軟件通信或以其他方式操作。處理器114可運(yùn)行不同組的程序指令，以便改變自推進(jìn)式裝置100解釋或以其他方式響應(yīng)來自鏈接的控制器的控制輸入的方式。

無線通信端口110連同通信變換器102可在處理器114和其他外部裝置之間交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換例如可為程序存儲(chǔ)器104提供通信、控制、邏輯指令、狀態(tài)信息和/或更新。處理器114可生成與狀態(tài)和/或位置信息相對(duì)應(yīng)的輸出，該輸出經(jīng)由無線通信端口110通信到鏈接的控制器。自推進(jìn)式裝置100的移動(dòng)性可能限制硬線連接。因此，用語“連接”可被理解成表示邏輯連接，諸如在不與自推進(jìn)式裝置100物理連接的情況下形成的無線鏈接。

無線通信端口110可實(shí)施通信協(xié)議，并且變換器102可以是適合用于傳送和接收無線電信號(hào)的天線。在替代性實(shí)施方式中也可以使用其他無線通信媒介和協(xié)議。傳感器112可向處理器114傳送關(guān)于周圍環(huán)境和情況的信息。傳感器112可包括慣性測量裝置，包括三軸陀螺儀、三軸加速計(jì)和/或三軸磁強(qiáng)儀。傳感器114可提供輸入，以使得處理器114能夠在裝置100開始移動(dòng)之后，保持對(duì)裝置相對(duì)于初始參照框架的定向和/或位置的認(rèn)知。此外，傳感器112可包括用于檢測光、溫度、濕度和/或測量化學(xué)品濃度或放射性的儀器。

狀態(tài)/變量存儲(chǔ)器106可存儲(chǔ)關(guān)于系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的信息，包括例如關(guān)于每個(gè)軸的位置、定向、轉(zhuǎn)動(dòng)速率和/或平移。狀態(tài)/變量存儲(chǔ)器106還可存儲(chǔ)與當(dāng)例如裝置投入使用（例如裝置被開啟）時(shí)裝置100的初始參照框架相對(duì)應(yīng)的信息，以及當(dāng)裝置處于使用中時(shí)的位置和定向信息。因此，裝置100可利用狀態(tài)/變量存儲(chǔ)器106的信息，以便在裝置移動(dòng)時(shí)保持裝置的位置和定向信息。

時(shí)鐘108可通過實(shí)施用于測量間隔和變化速率的時(shí)基（time-base）向處理器114提供時(shí)間信息。時(shí)鐘108可提供日、日期、年、時(shí)間和/或警告功能。時(shí)鐘108可允許自推進(jìn)式裝置100在預(yù)設(shè)的時(shí)間發(fā)出警告聲或警報(bào)。

擴(kuò)展端口120可為額外的配件或裝置提供連接。擴(kuò)展端口120可提供用于未來的擴(kuò)展以及添加選擇或改進(jìn)的靈活性。例如，擴(kuò)展端口120可用于向基本的自推進(jìn)式裝置100添加外設(shè)、傳感器、處理硬件、存儲(chǔ)器、顯示器或致動(dòng)器。

在變型中，擴(kuò)展端口120可提供能夠利用模擬或數(shù)字信號(hào)與適當(dāng)配置的部件通信的接口。因此，擴(kuò)展端口120可提供標(biāo)準(zhǔn)的或公知的電接口和協(xié)議。此外，擴(kuò)展端口120可實(shí)現(xiàn)光學(xué)接口。適于擴(kuò)展端口120的示例性接口可包括通用串行總線（usb）、內(nèi)部集成電路總線（i2c）、串行外設(shè)接口（spi）和/或以太網(wǎng)。

可包括顯示器118，以向外部裝置或用戶呈現(xiàn)信息。顯示器118可以用各種形式呈現(xiàn)信息。在變型中，顯示器118可產(chǎn)生具有顏色和圖案的光、聲音、振動(dòng)、音樂和/或感覺刺激的組合。顯示器118可連同致動(dòng)器126一起操作，以通過裝置100的物理移動(dòng)通信信息。例如，裝置100可被制成為模仿人的頭部，點(diǎn)頭和/或搖頭以通信“是”或“否”。

在變型中，顯示器118可以是光發(fā)射器，不論在可見光或是不可見光的范圍。在紅外或紫外范圍內(nèi)的不可見光可以用于例如發(fā)送人類感官不可見但專用探測器可獲取的信息。在一些示例中，顯示器118可包括發(fā)出各種光頻率的一系列發(fā)光二極管（led），led被布置成使得它們的相對(duì)強(qiáng)度可變并且所發(fā)出的光被摻混以形成顏色混合。

顯示器118可包括led陣列，led陣列包括若干個(gè)led，每個(gè)led發(fā)出人眼可見的原色。處理器114可改變每個(gè)led的相對(duì)強(qiáng)度，以產(chǎn)生寬的顏色范圍。光的原色是其中幾個(gè)顏色可按不同量摻混以產(chǎn)生寬色域的表現(xiàn)色(apparentcolor)的那些顏色。已知許多組原色，包括例如紅/綠/藍(lán)、紅/綠/藍(lán)/白、以及紅/綠/藍(lán)/琥珀色。例如，紅、綠和藍(lán)色led一起可限定包括顯示器118的能夠使用的一組可用三原色的裝置。在其他示例中，可以使用其他組原色和白色led。顯示器118還可包括用于指示裝置100上的用于對(duì)準(zhǔn)的參照點(diǎn)的led。

動(dòng)力電池124可存儲(chǔ)用于操作裝置100的電子器件和機(jī)電部件的能量。動(dòng)力電池124可以是可充電電池。此外，感應(yīng)充電端口128可允許無需有線的電連接而為動(dòng)力電池124充電。在變型中，感應(yīng)充電端口128可接收磁能并將其轉(zhuǎn)化成電能，以為動(dòng)力電池124充電。充電端口128還可提供與外部充電裝置的無線通信接口。

可包括深度睡眠傳感器122，以使自推進(jìn)式裝置100進(jìn)入功率很低或“深度睡眠”模式，其中大多數(shù)電子裝置不使用電池電力。這對(duì)于長期存儲(chǔ)或運(yùn)送可以是有用的。在變型中，深度睡眠傳感器122可以是非接觸式的，這是因?yàn)樵搨鞲衅鞔┻^裝置100的殼體感測而無需有線連接。深度睡眠傳感器122可以是霍爾效應(yīng)傳感器，其被安裝成使得外部磁體可被應(yīng)用在裝置100上的預(yù)定位置以激活深度睡眠模式。

可以包括驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126，以將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能用于各種用途。驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126的主要用途可以是使自推進(jìn)式裝置100推進(jìn)和轉(zhuǎn)向。移動(dòng)和轉(zhuǎn)向致動(dòng)器也可被稱作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或牽引系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可在處理器114的控制下以轉(zhuǎn)動(dòng)和平移方式使裝置100移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126的示例可包括但不限于：輪、馬達(dá)、螺線管、推進(jìn)器、槳輪和/或擺。驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126可包括兩個(gè)平行的輪，每個(gè)輪被安裝到軸上，該軸通過減速齒輪系統(tǒng)與獨(dú)立可變速馬達(dá)連接。因此，處理器114可控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的速度。

驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126可產(chǎn)生除僅轉(zhuǎn)動(dòng)和平移自推進(jìn)式裝置100之外的各種移動(dòng)。因此，在一些變型中，驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126可允許裝置100運(yùn)行交流性的或喚起情感的移動(dòng)，包括模仿人類姿勢(shì)，例如點(diǎn)頭、搖晃、顫動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和/或翻轉(zhuǎn)。在一些變型中，處理器114可協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126與顯示器118。例如，處理器114可向驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器126和顯示器118提供信號(hào)，以使得設(shè)備100旋轉(zhuǎn)或顫動(dòng)并且同時(shí)發(fā)出彩色光的圖案。因此，裝置100可與移動(dòng)同步地發(fā)出光和/或聲音圖案。

在進(jìn)一步的變型中，自推進(jìn)式裝置100可用作其他網(wǎng)絡(luò)連接裝置的控制器。裝置100可含有傳感器和無線通信能力，并且因此裝置100可執(zhí)行用于其他裝置的控制器的功能。例如，自推進(jìn)式裝置100可手持并且用于感測姿勢(shì)、移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、組合輸入等。

圖3是處于控制裝置208的控制下的自推進(jìn)式裝置214的示例性常規(guī)示意圖，該控制裝置208諸如智能電話或平板計(jì)算裝置。更具體地，自推進(jìn)式裝置214可通過可源自控制器裝置208的編程邏輯和/或控制使其移動(dòng)受到控制。自推進(jìn)式裝置214可在計(jì)算裝置208的控制下移動(dòng)，該計(jì)算裝置208可由用戶202操作。利用標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ械臒o線通信協(xié)議，計(jì)算裝置208可將控制數(shù)據(jù)204無線地通信到自推進(jìn)式裝置214。在變型中，自推進(jìn)式裝置214可至少部分地自我控制，利用傳感器和內(nèi)部程序邏輯控制其移動(dòng)參數(shù)（例如，速度、方向等）。更進(jìn)一步地，為了在計(jì)算裝置208上產(chǎn)生或替代內(nèi)容的目的，自推進(jìn)式裝置214可通信關(guān)于裝置的位置和/或移動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)。自推進(jìn)式裝置214可通過其移動(dòng)和/或內(nèi)部程序邏輯控制計(jì)算裝置208的多個(gè)方面。自推進(jìn)式裝置214可具有多個(gè)操作模式，包括其中所述裝置由計(jì)算裝置208控制，所述裝置是另一個(gè)裝置（例如，另一個(gè)自推進(jìn)式裝置或計(jì)算裝置208）的控制器，和/或所述裝置是部分或完全自主的操作模式。

自推進(jìn)式裝置214和計(jì)算裝置208可共享計(jì)算平臺(tái)，程序邏輯在計(jì)算平臺(tái)上共享，以便使得用戶202能夠操作計(jì)算裝置208并產(chǎn)生多種輸入，包括簡單的方向輸入、命令輸入、姿勢(shì)輸入、運(yùn)動(dòng)和/或其他感覺輸入、聲音輸入或其組合，使得自推進(jìn)式裝置214能夠?qū)挠?jì)算裝置208接收的輸入解釋成命令或一組命令，和/或使得自推進(jìn)式裝置214能夠通信關(guān)于該裝置的位置、移動(dòng)和/或狀態(tài)的數(shù)據(jù)，以便影響計(jì)算裝置208上的狀態(tài)（例如，顯示器狀態(tài)，諸如與控制器-用戶界面相對(duì)應(yīng)的內(nèi)容）。自推進(jìn)式裝置214可包括編程接口，該編程接口便于額外的程序邏輯和/或指令使用該裝置。計(jì)算裝置208可執(zhí)行編程，該編程可與自推進(jìn)式裝置214上的程序邏輯通信。

根據(jù)一些示例，自推進(jìn)式裝置214包括引起運(yùn)動(dòng)或方向性移動(dòng)的致動(dòng)器或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。自推進(jìn)式裝置214可用許多相關(guān)用語和短語稱謂，包括受控裝置、機(jī)器人、機(jī)器人裝置、遠(yuǎn)程裝置、自主裝置和遠(yuǎn)程受控裝置。自推進(jìn)式裝置214可被構(gòu)造成在各種介質(zhì)中移動(dòng)并被控制。例如，自推進(jìn)式裝置214可移動(dòng)通過諸如平坦表面、沙地表面和/或巖石表面的介質(zhì)。

如圖4所示，自推進(jìn)式裝置214可對(duì)應(yīng)于可滾動(dòng)和/或執(zhí)行其他移動(dòng)（諸如旋轉(zhuǎn)）的球形物體。自推進(jìn)式裝置214可包括經(jīng)由穿過裝置的球形殼體的磁聯(lián)接而磁聯(lián)接自推進(jìn)式裝置214的外部配件216。自推進(jìn)式裝置214可對(duì)應(yīng)于無線電控制的飛行器，諸如飛機(jī)、直升機(jī)、氣墊船和/或氣球。裝置214可對(duì)應(yīng)于無線電控制的船只，諸如船或潛水艇。也可實(shí)施許多其他變型，諸如其中裝置214是機(jī)器人的那些變型。

自推進(jìn)式裝置214可包括密封的中空外罩，外罩基本是球形形狀的，能夠通過外罩內(nèi)側(cè)的致動(dòng)器的動(dòng)作進(jìn)行方向性移動(dòng)。自推進(jìn)式裝置214可利用網(wǎng)絡(luò)通信鏈路210、212與計(jì)算裝置208通信。一個(gè)鏈路210可將數(shù)據(jù)從計(jì)算裝置208傳輸?shù)阶酝七M(jìn)式裝置214。另一個(gè)鏈路212可將數(shù)據(jù)從自推進(jìn)式裝置214傳輸?shù)接?jì)算裝置208。鏈路210、212可以是單獨(dú)的單向鏈路，或是單個(gè)的沿兩個(gè)方向通信的雙向通信鏈路。鏈路210、212在類型、帶寬和/或容量上可以不是相同的。例如，從計(jì)算裝置208至自推進(jìn)式裝置214的鏈路210具有的通信速率和帶寬可比鏈路212的更高。在一些情形中，可僅建立一個(gè)鏈路210或212。于是通信可以是單向的。

計(jì)算裝置208可對(duì)應(yīng)于至少包括處理器和通信能力的任何裝置，所述通信能力適于至少與自推進(jìn)式裝置214建立單向通信。這類裝置的示例可包括但不限于：移動(dòng)計(jì)算裝置（例如多功能消息/聲音通信裝置，諸如智能電話）、平板計(jì)算機(jī)、便攜式通信裝置和/或個(gè)人計(jì)算機(jī)。

用戶202可經(jīng)由計(jì)算裝置208與自推進(jìn)式裝置214交互，以便控制自推進(jìn)式裝置214和/或在計(jì)算裝置208接收來自自推進(jìn)式裝置214的反饋或相互作用。這樣，用戶202可通過計(jì)算裝置208的各種機(jī)構(gòu)明確明確輸入204。這類輸入的示例可包括：文本輸入、聲音命令、觸摸感測表面或屏幕、物理操縱、姿勢(shì)、敲擊、搖晃及其組合。

用戶202可與計(jì)算裝置208交互，以便接收反饋206。計(jì)算裝置208可響應(yīng)用戶輸入產(chǎn)生反饋206。反饋206還可基于從自推進(jìn)式裝置214通信到計(jì)算裝置208的關(guān)于例如自推進(jìn)式裝置的位置或狀態(tài)的數(shù)據(jù)。反饋206的示例可包括文本顯示、圖形顯示、聲音、音樂、音調(diào)模式、光的顏色或強(qiáng)度的調(diào)整、觸覺的、振動(dòng)的和/或觸知的刺激。反饋206可以與在計(jì)算裝置208上產(chǎn)生的輸入組合。計(jì)算裝置208由此可輸出內(nèi)容，該內(nèi)容被修改以反映從自推進(jìn)式裝置214通信的位置或狀態(tài)信息的內(nèi)容。

計(jì)算裝置208和/或自推進(jìn)式裝置214因此可被配置成使得用戶輸入204和反饋206為用戶202最大程度地提供可用性和可訪問性，該用戶202可能具有有限的感知、思考、認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)和/或其他能力。這允許殘疾的或有特殊需要的用戶202操作系統(tǒng)200。

圖4示意性地示出自推進(jìn)式裝置300的另一個(gè)常規(guī)示例。自推進(jìn)式裝置300可具有允許其在成年人的手中被容易地抓握、抬起和/或搬運(yùn)的尺寸和重量。自推進(jìn)式裝置300可包括具有外表面的球形殼體302，該外表面在裝置滾動(dòng)移動(dòng)時(shí)與外部表面接觸。球形殼體302包括內(nèi)表面304和被球形殼體的內(nèi)表面包封的若干個(gè)機(jī)械和電子部件。

球形殼體302可由傳送用于無線通信的信號(hào)、但不透潮氣和污物的材料構(gòu)成。球形殼體302可進(jìn)一步是耐久的、可洗的和/或防碎的。球形殼體302還可以被構(gòu)造成能夠傳送光并被紋理化（textured）以擴(kuò)散光。球形殼體302可以是密封的聚碳酸酯塑料。球形殼體302可包括具有相關(guān)聯(lián)的附接機(jī)構(gòu)的兩個(gè)半球形殼，由此球形殼體可打開，以允許訪問內(nèi)部電子和機(jī)械部件。

若干個(gè)電子和機(jī)械部件可位于球形殼體302內(nèi)，用于處理、無線通信、推進(jìn)和/或其他功能（共同被稱作“內(nèi)部機(jī)構(gòu)”）。在所述部件之中，示例可包括使得裝置300能夠推進(jìn)自身的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301可聯(lián)接到處理資源和其他控制機(jī)構(gòu)。承載件314用作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301的部件的附接點(diǎn)和支撐。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301的部件可以非剛性地附接到球形殼體302。代替地，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301可包括與球形殼體302的內(nèi)表面304摩擦接觸的一對(duì)輥318、320。

承載件314可與能量存儲(chǔ)部件316機(jī)械地接觸和/或電接觸。能量存儲(chǔ)部件316可提供能量貯存器，以為裝置300及其相關(guān)聯(lián)的電子部件提供動(dòng)力?？赏ㄟ^感應(yīng)充電端口326補(bǔ)充能量存儲(chǔ)部件316。能量存儲(chǔ)部件316可以是可充電電池。這種電池可包括鋰聚合物電池。也可以使用其他合適的可充電電池化學(xué)成分/機(jī)械裝置。承載件314可為大多數(shù)內(nèi)部部件（包括電子組件的印刷電路板、傳感器陣列、天線和連接器）提供安裝位置，并為內(nèi)部部件提供機(jī)械附接點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301可包括馬達(dá)322、324和輪318、320。馬達(dá)322、324可分別聯(lián)接到輪318、320，各自通過相關(guān)聯(lián)的軸、輪軸和齒輪驅(qū)動(dòng)（未示出）。輪318、320的外周可在基本上兩個(gè)點(diǎn)處機(jī)械地接觸內(nèi)表面304。這些點(diǎn)可提供球形殼體302或球的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且可被涂覆材料以增加輪318、320和內(nèi)表面304之間的摩擦并減少打滑。例如，輪318、320可包括硅橡膠輪胎。

偏置機(jī)構(gòu)315可主動(dòng)地推動(dòng)輪318、320靠在內(nèi)表面304上。彈簧312和彈簧端部310可包括偏置機(jī)構(gòu)315。更具體地，彈簧312和彈簧端部310可被定位成在與輪318、320直徑地相對(duì)的點(diǎn)處接觸內(nèi)表面304。彈簧312和彈簧端部310可提供額外的接觸力以減少輪318、320的打滑，特別是在內(nèi)部機(jī)構(gòu)未被定位成輪位于底部并且重力未能提供足夠的力以防止驅(qū)動(dòng)輪318、320打滑的情形中。彈簧312可提供力將輪318、320和彈簧端部310壓靠在內(nèi)表面304上。

彈簧端部310可提供與內(nèi)表面304的幾乎無摩擦的接觸。彈簧端部310可以是圓形表面，其被配置成在與內(nèi)表面304接觸的所有接觸點(diǎn)處類似地產(chǎn)生（mirror）低摩擦接觸區(qū)域。圓形表面可包括一個(gè)或多個(gè)軸承，以進(jìn)一步降低彈簧端部310沿內(nèi)表面304移動(dòng)的接觸點(diǎn)處的摩擦。彈簧312和彈簧端部310可由非磁性材料制成，以避免干擾敏感的磁傳感器。但是，彈簧端部310可包括一個(gè)或多個(gè)磁部件以磁聯(lián)接到外部配件裝置330。

彈簧312可具有使得輪318、320和彈簧端部310可恒定地接合到球形殼體302的內(nèi)表面304的彈簧常數(shù)。這樣，來自馬達(dá)322、324的大部分動(dòng)力可被直接傳遞以轉(zhuǎn)動(dòng)球形殼體302，而非引起內(nèi)部部件（例如，偏置機(jī)構(gòu)315和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)301）偏斜或傾斜（pitch）。因此，雖然可至少部分地通過傾斜內(nèi)部部件（并因此使裝置的質(zhì)心傾斜）而引起自推進(jìn)式裝置300的運(yùn)動(dòng)，但也可通過輪318、320靠在球形殼體302的內(nèi)表面304上的主動(dòng)的力（經(jīng)由偏置機(jī)構(gòu)315）并且通過將來自馬達(dá)322、324的電功率直接傳遞到輪318、320而直接引起運(yùn)動(dòng)。偏置機(jī)構(gòu)315的傾斜可顯著減小，并且保持基本恒定（例如，基本垂直于自推進(jìn)式裝置300在其上移動(dòng)的外部表面）。在硬加速或減速期間，偏置機(jī)構(gòu)315的傾斜可增大（例如增大至超過45°）。此外，在正常操作條件下，偏置機(jī)構(gòu)315的傾斜可保持穩(wěn)定或細(xì)微變化（例如在10°至15°的范圍內(nèi)）。

彈簧端部310可由與磁體相吸引的磁性金屬形成。這類金屬可包括鐵、鎳、鈷、釓、釹、釤和/或含有一定比例的這些金屬的其他金屬合金。替代地，彈簧端部310可包括與球形殼體302的內(nèi)表面304接觸的基本無摩擦的接觸部分，以及與內(nèi)表面304接觸或不接觸的包括以上金屬或金屬合金的磁相互作用部分?；緹o摩擦的接觸部分可由有機(jī)聚合物（諸如熱塑性或熱固性聚合物）構(gòu)成。

替代地，彈簧端部310可以是磁體，諸如拋光的釹永磁體。彈簧端部310可產(chǎn)生延伸超過球形殼體302的外表面的磁場，以與外部配件裝置300磁聯(lián)接。此外，彈簧端部310可包括基本無摩擦的接觸部分，并且具有包括在其中的磁體。

自推進(jìn)式裝置300的磁部件可被包括在任何內(nèi)部部件上，諸如彈簧312或承載件314，或被包括在與偏置機(jī)構(gòu)315或承載件聯(lián)接的額外部件上。外部配件裝置300可包括磁部件332，以與偏置機(jī)構(gòu)315（例如，彈簧端部310）磁聯(lián)接。磁部件332可包括永磁體，諸如釹磁體。磁部件332可磁聯(lián)接到彈簧端部310。這樣，磁部件332所產(chǎn)生磁場可延伸穿過球形殼體302，以保持與彈簧端部310磁接觸。外部配件裝置330的磁部件332可包括磁性金屬，該磁性金屬被吸引到包括彈簧端部310的磁體。

彈簧端部310和磁部件中的一個(gè)或多個(gè)可包括任何數(shù)量的電磁體和/或永磁體。這類磁體可以是形狀不規(guī)則的，以在自推進(jìn)式裝置300運(yùn)動(dòng)時(shí)提供額外的磁穩(wěn)定性。外部配件裝置300的磁部件332可以是單個(gè)磁條或多個(gè)磁條，包括一個(gè)或多個(gè)附屬條（tributarystrip），以與彈簧端部310上的單個(gè)或多個(gè)相應(yīng)形狀的磁體聯(lián)接。多個(gè)磁體可分散在外部配件裝置330和彈簧端部310的各處，以提供額外的穩(wěn)定性。

在自推進(jìn)式裝置300移動(dòng)時(shí)，彈簧端部310和外部配件裝置330可處于穩(wěn)定的磁力排斥狀態(tài)。磁部件332或彈簧端部310還可包括超導(dǎo)材料，以基本消除磁排斥力的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性，并且當(dāng)球形殼體302在其間滑動(dòng)時(shí)，允許外部配件裝置330相對(duì)于彈簧端部310的穩(wěn)定的磁懸浮。為了穩(wěn)定的磁懸浮，抗磁材料可被包括在自推進(jìn)式裝置300、彈簧端部310和/或外部配件裝置330中的一個(gè)或多個(gè)中。因此，在不使用導(dǎo)軌或磁軌的情況下，自推進(jìn)式裝置300可沿任何方向移動(dòng)，而外部配件裝置330保持處于沿自推進(jìn)式裝置的豎直軸線基本恒定的位置。

外部配件裝置330可以呈任何形狀的形式，并且可包括任何合適的材料。外部配件裝置330的接觸表面334，或最接近球形殼體302的外表面的表面（在磁相互作用期間），可對(duì)應(yīng)于球形殼體304的外表面。自推進(jìn)式裝置300的球形殼體302和外部配件裝置330（即接觸表面334）可具有基本相等的曲率半徑。此半徑可約在10cm至30cm的量級(jí)。但是，半徑可為一米直至人類運(yùn)輸車輛的尺寸及更大。這樣，可利用位于自推進(jìn)式裝置300中的強(qiáng)大的電磁體實(shí)現(xiàn)磁聯(lián)接或磁相互作用以與外部配件裝置330聯(lián)接，這可執(zhí)行動(dòng)作、承載載荷、包括新穎設(shè)計(jì)、表示字或圖，等等。

外部配件裝置330的接觸表面334可由基本無摩擦的材料形成或涂覆有這樣的材料，諸如合成復(fù)合物或合適的聚合物。其他合適的復(fù)合物可包括聚四氟乙烯（ptfe）、聚甲醛（pom）、超斥（ultra-repellant）表面和/或液體浸漬表面和材料，諸如注入滑液的多孔表面（slips）?；緹o摩擦表面或涂層的其他示例可包括“陶瓷合金”或“金屬陶瓷”，其可通過將金屬合金與陶瓷復(fù)合物結(jié)合產(chǎn)生。包括硼、鋁和鎂（almgb14）的金屬/陶瓷合金可與二硼化鈦（tib2）的陶瓷復(fù)合物結(jié)合，以為外部配件裝置330的接觸表面334提供幾乎無摩擦的涂層。

球形殼體302的外表面可包括以上就外部配件裝置330的接觸表面334所論述的基本無摩擦涂層或復(fù)合物中的任何材料。球形殼體302的外表面和外部配件裝置330的接觸表面334可包括基本無摩擦的涂層或復(fù)合物的任何組合。

利用例如橡膠復(fù)合物或任何合適的合成復(fù)合物（諸如硅樹脂），球形殼體302可被形成為包括更有助于提供額外摩擦的內(nèi)表面304。利用以上論述的涂層或復(fù)合物，球形殼體302可包括具有幾乎無摩擦特性的外表面。

當(dāng)自推進(jìn)式裝置300移動(dòng)時(shí)，外部配件裝置330可在自推進(jìn)式裝置300之上的基本恒定位置處保持磁聯(lián)接到彈簧端部310，。這樣，當(dāng)自推進(jìn)式裝置300正在移動(dòng)時(shí)，偏置機(jī)構(gòu)315可相對(duì)于運(yùn)動(dòng)平面具有可變的傾角，該傾角在一定程度上保持最小，但在大多數(shù)情形中，通常不超過45°，在相對(duì)極端的加速或減速期間除外。但是，在自推進(jìn)式裝置300的連續(xù)穩(wěn)定移動(dòng)期間，偏置機(jī)構(gòu)315的傾側(cè)可更接近零或在10°內(nèi)。在轉(zhuǎn)移期間，方位角可以任何角度根據(jù)從馬達(dá)322、344傳遞到輪318、320的獨(dú)立動(dòng)力變化。

圖5圖示用于使自推進(jìn)式球形裝置400運(yùn)動(dòng)的示例性常規(guī)技術(shù)。自推進(jìn)式裝置400可具有傳感器平臺(tái)404、旋轉(zhuǎn)中心402和質(zhì)心406，并且接觸平面表面412。裝置400的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括兩個(gè)獨(dú)立控制的輪式致動(dòng)器408，該輪式致動(dòng)器408與裝置400的球形殼體的內(nèi)表面接觸。

為了實(shí)現(xiàn)恒定速度的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，可通過輪式致動(dòng)器408的動(dòng)作保持質(zhì)心406相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心402的位移。質(zhì)心406相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心402的位移可能難以測量。因此，閉環(huán)控制器可能難以獲得反饋以保持恒定速度。但是，位移可與傳感器平臺(tái)404和平面表面412之間的傾角410成比例?？筛鶕?jù)各種傳感器輸入感測或估算傾角410。因此，裝置400的速度控制器可被實(shí)施成使用傾角410以調(diào)節(jié)輪式致動(dòng)器408的速度，并且保持跨過平面表面412的恒定速度。速度控制器可確定期望的角度410以產(chǎn)生期望的速度，并且期望的角度設(shè)定點(diǎn)可以是調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制器的輸入信息。這種速度控制技術(shù)利用合適的所感測的角度和角速率，可擴(kuò)展以控制球形裝置400的轉(zhuǎn)彎和轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖6示意性地示出可實(shí)施以上示例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。圖6的系統(tǒng)500可執(zhí)行就圖2的系統(tǒng)100所論述的一個(gè)或多個(gè)部件。也可利用多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組合來實(shí)施系統(tǒng)100。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可包括處理資源510、主存儲(chǔ)器520、只讀存儲(chǔ)器（rom）530、存儲(chǔ)裝置540和通信接口550。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可包括至少一個(gè)處理器510和主存儲(chǔ)器520，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）或具有待由處理器510運(yùn)行的指令的其他動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)裝置。在由處理器510運(yùn)行的指令的運(yùn)行期間，主存儲(chǔ)器520還可存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其他中間信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500還可包括只讀存儲(chǔ)器（rom）530或其他靜態(tài)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)處理器510的靜態(tài)信息和指令。存儲(chǔ)裝置540，諸如磁盤或光盤，可存儲(chǔ)信息和指令。例如，存儲(chǔ)裝置540可對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其觸發(fā)用于移動(dòng)自推進(jìn)式裝置100、200、300、400的邏輯。

通信接口550可使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500能夠經(jīng)由建立的網(wǎng)絡(luò)鏈路552（無線和/或硬接線）與控制器裝置580通信。使用網(wǎng)絡(luò)鏈路552，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可接收用于移動(dòng)自推進(jìn)式裝置100、200、300、400的命令指令。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可實(shí)施在此描述的技術(shù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可響應(yīng)于處理器510以執(zhí)行那些技術(shù)，該處理器510運(yùn)行主存儲(chǔ)器520中所包含的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列。這類指令可從另外的機(jī)器可讀介質(zhì)（諸如存儲(chǔ)裝置540）被讀入主存儲(chǔ)器520中。運(yùn)行主存儲(chǔ)器520中所包含的指令可使處理器510執(zhí)行在此描述的過程步驟。硬接線電路可用于替代軟件指令或與軟件指令接合以實(shí)施在此描述的示例。因此，所描述的示例不限于任何特定硬件電路和軟件的組合。

此構(gòu)思的球形形狀可改變自動(dòng)車輛或任何車輛的移動(dòng)方式。球形形狀可對(duì)安全性、可操縱性和舒適性做出積極的貢獻(xiàn)，以匹配自動(dòng)機(jī)動(dòng)性和任何機(jī)動(dòng)性的要求。多定向輪胎可沿所有方向移動(dòng)，有助于乘客的安全性和舒適性，并且滿足任何空間限制。主動(dòng)防滑技術(shù)可允許輪胎根據(jù)需要移動(dòng)，以減少由于潛在危險(xiǎn)（諸如黑冰或突然的障礙物）而打滑。

球形形狀可提供平穩(wěn)的搭乘，以使乘客舒適。球形形狀可產(chǎn)生流暢橫向移動(dòng)，以幫助汽車在不改變其形式其行使方向的情況下避開任何障礙物。此外，由于通過球形形狀可以360度轉(zhuǎn)彎，因此可克服預(yù)期的停車限制，這是因?yàn)檠b配有球形輪胎的汽車進(jìn)入停車位所需的空間更小。假設(shè)公共停車區(qū)域?qū)硭鸬淖饔孟嗤?，則這可顯著增大公共停車區(qū)域的容量，而不增大停車區(qū)域的總大小。

根據(jù)本發(fā)明的球形輪胎/驅(qū)動(dòng)設(shè)備可依賴磁懸浮以承載車輛的載荷。這種球形輪胎可利用磁場類似于磁懸浮列車地懸掛于車上，這會(huì)為用戶帶來增加的舒適性并減少噪聲。這種設(shè)備可允許將移動(dòng)部分全部集成到球形輪胎的主體和/或車輛的主體中（例如，沒有移動(dòng)部分或關(guān)鍵表面暴露于環(huán)境）。此外，充電系統(tǒng)，通過磁感應(yīng)，可與外部環(huán)境完全隔離。

所述設(shè)備可簡化制造和組裝，并且完全消除了一些部件，諸如輪輞、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、軸、減震器、彈簧等，由此還減少重量和成本。磁懸浮和控制可消除車輛和道路之間的所有直接接觸，由此減輕振動(dòng)、噪聲及直接接觸的其他不期望效果。

球形輪胎可具有若干個(gè)球形胎面層，這種胎面層可以模仿也可以不模仿常規(guī)輪胎胎面的功能。球形胎面內(nèi)部的結(jié)構(gòu)可以是拉脹泡沫材料的或常規(guī)泡沫材料，這種材料足夠堅(jiān)固以承受車輛的載荷，但也足夠柔韌以允許胎面變形并與道路產(chǎn)生合適的接觸印跡。

磁性材料層和/或抗磁材料層可位于球形胎面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，用于提供輪胎和車輛之間的懸浮和控制。車輛可永久地懸浮離開球形輪胎或交替地懸浮，從而使得當(dāng)車輛休息和不使用時(shí)，車輛/輪胎不消耗能量。抗磁材料僅當(dāng)其自身進(jìn)入有效磁場才能產(chǎn)生磁場。

用于磁場的能量部分或全部可來自于球形輪胎內(nèi)的電池或車輛中的電池?？赏ㄟ^從車輛電池的感應(yīng)傳輸而為球形輪胎中的電池充電和再充電。

球形輪胎內(nèi)的電馬達(dá)可為輪胎和車輛提供移動(dòng)性（類似于以上所描述的）。替代地，磁脈沖可激發(fā)（emote）輪胎和車輛。球形輪胎的載荷承載部分可由石墨烯層或碳纖維構(gòu)成。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的用于車輛901的支撐組件1000可包括至少兩個(gè)球形輪胎1010、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)激發(fā)輪胎1010，從而使得車輛901可沿路面交通。車輛901可以是汽車、高爾夫球車、摩托車、軍用交通工具等。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110使車輛901磁懸浮距輪胎1010第一預(yù)定距離，并且使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110以相對(duì)于路面恒定定向地磁保持。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100的第一部分1110可使其自身磁懸浮距輪胎1010的內(nèi)表面1020第二預(yù)定距離，從而使得部分1110完全被包封在每個(gè)輪胎1010的內(nèi)部空間1025內(nèi)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100的另一部分1120可使車輛901磁懸浮20距輪胎1010第一預(yù)定距離。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100的任一部分1110或部分1120可以是響應(yīng)于磁場變化的磁被動(dòng)部件。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100的相應(yīng)另一部分1120或1110可以是產(chǎn)生磁場變化的磁主動(dòng)部件。任一部件1110、1120自身可產(chǎn)生恒定的磁場。

球形輪胎1010可包括若干個(gè)球形層1030。層1030中的一些可在功能上類似于常規(guī)充氣輪胎的層，諸如胎面、帶束層、覆層、胎體等。層1035中的至少一個(gè)可包括響應(yīng)于磁場變化的材料，從而使得每個(gè)輪胎1010可圍繞輪胎的球心1011相對(duì)于車輛901、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1100和路面受控地轉(zhuǎn)動(dòng)。

在進(jìn)一步改進(jìn)輪胎設(shè)計(jì)的持續(xù)努力中，在輪胎性能、滾動(dòng)阻力（或燃料經(jīng)濟(jì)性）和胎面磨損之間存在制衡。通常，為了用于顧客輪胎，胎面復(fù)合物被設(shè)計(jì)成優(yōu)化這三種性能。但是改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性的努力常常導(dǎo)致在性能和/或胎面磨損方面的妥協(xié)。對(duì)于更高性能的輪胎，實(shí)現(xiàn)更好的性能通常伴有輪胎磨損和/或燃料經(jīng)濟(jì)性的妥協(xié)。因此，期望開發(fā)彈性體胎面復(fù)合物，諸如圖1中的球形胎面層1030，這種彈性體胎面復(fù)合物可改進(jìn)性能、燃料經(jīng)濟(jì)性和/或胎面磨損而不會(huì)或只輕微帶來另外兩者的妥協(xié)。

多種極性非質(zhì)子聚合物的水溶液顯示較低臨界溶液溫度（lcst）。在加熱這些溶液高于lcst時(shí)，與水分子的氫鍵比較，分子內(nèi)氫鍵是優(yōu)選的。這導(dǎo)致聚合物卷折疊，并從溶液沉淀出聚合物。此相轉(zhuǎn)變是可逆的，因此在溫度再次降低低于lcst時(shí)，聚合物重新溶解。lcst聚合物的示例為聚(n-異丙基丙烯酰胺)（pnipam）。此聚合物的水溶液顯示在約33℃的lcst轉(zhuǎn)變。

lcst聚合物與彈性體的組合在彈性體暴露于水的多種應(yīng)用中提供較佳控制彈性體性能的可能性。lcst聚合物與彈性體的簡單混合得到一種復(fù)合物，所述復(fù)合物由于在lcst聚合物和彈性體之間缺乏共價(jià)鍵而經(jīng)歷宏觀相分離。此種宏觀相分離很可能對(duì)復(fù)合物性能具有有害作用。

球形胎面層1030可包括橡膠組合物，所述橡膠組合物包含：共聚物，所述共聚物包含聚合物主鏈，所述聚合物主鏈衍生自包含至少一種共軛二烯單體和任選的至少一種乙烯基芳族單體的單體；和結(jié)合到主鏈的聚合物側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包含能夠顯示較低臨界溶液溫度(lcst)的聚合物；任選的至少一種另外的基于二烯的彈性體；和選自炭黑和二氧化硅的填料。

橡膠組合物可包括：共聚物，所述共聚物包含聚合物主鏈，所述聚合物主鏈衍生自包含至少一種共軛二烯單體和任選的至少一種乙烯基芳族單體的單體；和結(jié)合到主鏈的聚合物側(cè)鏈，所述側(cè)鏈包含能夠顯示較低臨界溶液溫度（lcst）的聚合物。

在一個(gè)示例中，所述共聚物可具有分子式i的結(jié)構(gòu)：

其中x為衍生自包含至少一種共軛二烯單體和任選的至少一種乙烯基芳族單體的單體的聚合物；z為能夠顯示較低臨界溶液溫度（lcst）的聚合物；y為結(jié)合到x和z兩者的二價(jià)基團(tuán)，n為結(jié)合到x的基團(tuán)的數(shù)目。

在一個(gè)示例中，聚合物x是基于二烯的彈性體，包括至少一種碳-碳雙鍵。如在此使用的短語“含烯屬不飽和性的橡膠或彈性體”或“基于二烯的彈性體”是等同的，并且旨在包括天然橡膠及其各種未加工和再生形式兩者及各種合成橡膠。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“橡膠”和“彈性體”可互換使用，除非另外規(guī)定。術(shù)語“橡膠組合物”、“復(fù)合橡膠”和“橡膠復(fù)合物”可互換地用于指已與各種成分和材料共混或混合的橡膠，這些術(shù)語為橡膠混合或橡膠復(fù)合技術(shù)人員所熟悉。代表性合成橡膠為丁二烯及其同系物和衍生物（例如甲基丁二烯（即，異戊二烯）、二甲基丁二烯和戊二烯）的均聚產(chǎn)物和例如形成自丁二烯或其同系物或衍生物與其他不飽和單體的共聚物。在其他不飽和單體中有乙炔，例如乙烯基乙炔；烯烴，例如與異戊二烯共聚形成丁基橡膠的異丁烯；乙烯基化合物，例如丙烯酸、丙烯腈(與丁二烯聚合形成nbr)、甲基丙烯酸和苯乙烯，后一化合物與丁二烯聚合形成sbr；以及乙烯基酯和各種不飽和醛、酮和醚，例如丙烯醛、甲基異丙烯基酮和乙烯基乙基醚。合成橡膠的具體實(shí)例包括氯丁二烯橡膠（聚氯丁二烯）、聚丁二烯（包括順-1,4-聚丁二烯）、聚異戊二烯（包括順-1,4-聚異戊二烯）、丁基橡膠、鹵丁基橡膠（如氯丁基橡膠或溴丁基橡膠）、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯橡膠、1,3-丁二烯或異戊二烯與例如苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的單體的共聚物，及乙烯/丙烯三元共聚物（也稱為乙烯/丙烯/二烯單體（epdm）），特別為乙烯/丙烯/二環(huán)戊二烯三元共聚物。可使用的橡膠的另外實(shí)例包括烷氧基-甲硅烷基末端官能化溶液聚合聚合物（sbr、pbr、ibr和sibr）、硅-偶合和錫-偶合星型-支化聚合物。優(yōu)選的橡膠或彈性體為聚異戊二烯（天然或合成）、聚丁二烯和sbr。

在另一個(gè)示例中，可使用乳液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯(e-sbr)，其具有為約20至約28%結(jié)合苯乙烯的相對(duì)常規(guī)苯乙烯含量，或者對(duì)于一些應(yīng)用，一種e-sbr，其具有中到相對(duì)較高的結(jié)合苯乙烯含量，即約30至約45%的結(jié)合苯乙烯含量。

乳液聚合制備的e-sbr是指苯乙烯和1,3-丁二烯作為含水乳液共聚。結(jié)合苯乙烯含量可以在例如約5至約50%改變。在一個(gè)方面，e-sbr也可包含例如在三元共聚物中為約2至約30%重量的結(jié)合丙烯腈量的丙烯腈，以作為e-sbar形成三元共聚物橡膠。

也可設(shè)想在共聚物中含約2至約40%重量的結(jié)合丙烯腈的乳液聚合制備的苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物橡膠作為基于二烯的橡膠用于本發(fā)明。溶液聚合制備的sbr(s-sbr)可具有約5%至約50%，優(yōu)選約9%至約36%的結(jié)合苯乙烯含量。例如，可在有機(jī)烴溶劑存在下通過有機(jī)鋰催化方便地制備s-sbr。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用順1,4-聚丁二烯橡膠(br)。例如，可通過1,3-丁二烯的有機(jī)溶液聚合制備這種br。br可方便地例如通過具有至少90%順1,4-含量表征。本文所用且根據(jù)常規(guī)慣例的術(shù)語“phr”是指“每100重量份橡膠或彈性體相應(yīng)物質(zhì)的重量份”。

在一個(gè)示例中，具有較低臨界溶液溫度(lcst)的聚合物z包括已知具有l(wèi)cst性質(zhì)的各種第二單體的均聚物和共聚物，包括但不限于以下單體的聚合物：丙烯酰胺和經(jīng)取代丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和經(jīng)取代甲基丙烯酰胺、丙烯酸和經(jīng)取代丙烯酸、甲基丙烯酸和經(jīng)取代甲基丙烯酸、乙烯基烷基醚和經(jīng)取代乙烯基烷基醚、乙烯基己內(nèi)酰胺和經(jīng)取代乙烯基己內(nèi)酰胺和已知產(chǎn)生具有l(wèi)cst性質(zhì)的聚合物的其它單體，例如低聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯等。

“能夠顯示較低臨界溶液溫度(lcst)”是指在水存在下聚合物z與水締合形成水溶脹聚合物相，其中，在從低于lcst的溫度加熱到高于lcst的溫度時(shí)，水溶脹聚合物相會(huì)顯示lcst轉(zhuǎn)變。當(dāng)聚合物z在接枝共聚物上作為側(cè)鏈存在時(shí)，聚合物z相應(yīng)地能夠顯示lcst。

在一個(gè)示例中，聚合物z為式ii的第二單體的聚合物

其中r¹和r²獨(dú)立選自包括以下的組：氫、c2-c6-線型烷基、c2-c6-支化烷基和c3-c6-環(huán)烷基，其條件為r¹和r²中至少一個(gè)不為氫。

在一個(gè)示例中，聚合物z為下式(iii)的聚合物

其中r¹和r²獨(dú)立選自包括以下的組：氫、c1-c6-線型烷基、c2-c6-支化烷基和c3-c6-環(huán)烷基，其條件為r¹和r²中至少一個(gè)不為氫，m為烴鏈的聚合度。

在一個(gè)示例中，聚合物z為n-取代丙烯酰胺衍生物的聚合物。

在一個(gè)示例中，聚合物z為n-異丙基丙烯酰胺、n-環(huán)丙基丙烯酰胺或n,n-二乙基丙烯酰胺的聚合物。

在一個(gè)示例中，能夠顯示較低臨界溶液溫度的聚合物z具有約500至約20000g/mol的重均分子量。

在一個(gè)示例中，聚合物z可能夠顯示較低臨界溶液溫度并可具有約0℃至約100℃的較低臨界溶液溫度。

在一個(gè)示例中，共聚物包含約1至約20%重量z。y可為結(jié)合到x和z兩者的二價(jià)基團(tuán)。在一個(gè)示例中，y為硫或氧。在一個(gè)示例中，y為硫。

通常，y起初作為能夠與聚合物x的碳-碳雙鍵反應(yīng)的聚合物z的末端官能團(tuán)。因此，當(dāng)它在共聚物中存在時(shí)，y連接x與z。在一個(gè)示例中，末端官能團(tuán)為硫醇基。此末端官能團(tuán)可在聚合期間結(jié)合到聚合物z中，例如通過使用在本領(lǐng)域已知的適合的鏈轉(zhuǎn)移劑或終止劑。在指定共聚物分子中，結(jié)合到x的基團(tuán)的數(shù)目n為約2至約30。

可通過各種方法產(chǎn)生共聚物。在一個(gè)示例中，共聚物的生產(chǎn)可通過使聚合物x用lcst聚合物z側(cè)鏈官能化，以產(chǎn)生具有彈性體主鏈和lcst聚合物側(cè)鏈的接枝共聚物。用于多種彈性體官能化的便利方式是硫醇-烯(thiol-ene)反應(yīng)，在此期間，彈性體中存在的烯烴部分通過與硫醇反應(yīng)轉(zhuǎn)變成硫醚。此反應(yīng)可用乙烯基進(jìn)行，因?yàn)樗鼈兇嬖谟诒揭蚁?丁二烯橡膠、丁二烯橡膠和聚異戊二烯橡膠中。為了允許彈性體官能化，lcst聚合物可以硫醇端基為特點(diǎn)。這些可通過硫代羰基硫基(thiocarbonylthio)端基與親核劑的反應(yīng)引入。顯示硫代羰基硫基端基的聚合物可通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(raft)聚合制備。一個(gè)反應(yīng)方案描述用pnipam作為lcst聚合物，然而，本發(fā)明不限于此，因?yàn)榫哂蟹磻?yīng)性端基的任何lcst聚合物(例如，可通過raft聚合制備)可用于彈性體的官能化。

制備接枝共聚物的方法的第一步驟可以是得到包含至少一種碳-碳雙鍵的第一聚合物。方法的第二步驟可以是得到第二聚合物，所述第二聚合物可顯示較低臨界溶液溫度(lcst)，并且包含能夠與第一聚合物的碳-碳雙鍵反應(yīng)的末端官能團(tuán)。在一個(gè)示例中，第二聚合物通過如下得到：在硫代羰基硫基raft鏈轉(zhuǎn)移劑存在下，使第二單體聚合形成包含末端硫代羰基硫基的聚合物；和使末端硫代羰基硫基裂解到硫醇基，以生成包含末端硫醇基的第二聚合物。

在一個(gè)示例中，通過可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(raft)機(jī)制，在聚合期間在第二聚合物中結(jié)合第二聚合物的末端官能團(tuán)。raft聚合機(jī)制的更多細(xì)節(jié)可參考moad等，aust.j.chem.2005，58，379-410發(fā)現(xiàn)。可自由基聚合單體的raft聚合可在通式(iv)的硫代羰基硫基raft鏈轉(zhuǎn)移劑存在下完成

其中r³為能夠重新引發(fā)聚合的自由基離去基團(tuán)，q為影響自由基加成和斷裂的速率的官能團(tuán)。適合的硫代羰基硫基raft鏈轉(zhuǎn)移劑包括二硫代酸酯、三硫代碳酸酯、二硫代氨基甲酸酯和黃原酸酯。在一個(gè)實(shí)施例中，硫代羰基硫基鏈轉(zhuǎn)移劑為三硫代碳酸酯。在一個(gè)實(shí)施例中，硫代羰基硫基鏈轉(zhuǎn)移劑選自s-1-十二烷基-s-(α,α'-二甲基-α"-乙酸)三硫代碳酸酯和4-氰基-4-十二烷基硫基硫代羰基硫基-4-甲基丁酸(4-cyano-4-dodecylsulfanylthiocarbonylsulfanyl-4-methylbutyricacid)。

在適合的硫代羰基硫基鏈轉(zhuǎn)移劑存在下raft聚合后，鏈終止的聚合物具有式(v)

其中pn表示顯示lcst的聚合物鏈。

然后可使式v的鏈終止聚合物與適合的親核體反應(yīng)，以使c-s鍵斷裂，得到具有式(vi)的末端硫醇基的式(vi)的第二聚合物

在一個(gè)示例中，式v的鏈終止聚合物通過氨解得到式vi的硫醇-封端聚合物。

方法的第三步可以是使第二聚合物與第一聚合物反應(yīng)，以生成接枝共聚物，所述接枝共聚物包含衍生自第一聚合物的主鏈和衍生自第二聚合物的側(cè)鏈。在第二聚合物與第一聚合物反應(yīng)期間，通過第二聚合物的末端官能團(tuán)與第一聚合物的不飽和碳-碳鍵反應(yīng)，第二聚合物可以連接到第一聚合物。在一個(gè)示例中，在自由基引發(fā)劑存在下，硫醇封端的第二聚合物可通過本領(lǐng)域已知的硫醇-烯反應(yīng)與第一聚合物反應(yīng)，例如參閱macromolecules2008，41，9946-9947。在一個(gè)示例中，自由基引發(fā)劑選自2,4,6-三甲基苯甲?；交趸⒑团嫉p異丁腈(aibn)。

除了包含具有較低臨界溶液溫度(lcst)的聚合物的共聚物外，橡膠組合物可任選包括一種或多種包含烯屬不飽和性的橡膠或彈性體。短語“含烯屬不飽和性的橡膠或彈性體”或“基于二烯的彈性體”旨在包括天然橡膠及其各種未加工和再生形式兩者及各種合成橡膠。在本發(fā)明的說明書中，術(shù)語“橡膠”和“彈性體”可互換使用，除非另外規(guī)定。術(shù)語“橡膠組合物”、“復(fù)合橡膠”和“橡膠復(fù)合物”可互換地用于指已與各種成分和材料共混或混合的橡膠，這些術(shù)語為橡膠混合或橡膠復(fù)合技術(shù)人員所熟悉。代表性合成聚合物為丁二烯及其同系物和衍生物(例如甲基丁二烯、二甲基丁二烯和戊二烯)的均聚產(chǎn)物和例如形成自丁二烯或其同系物或衍生物與其他不飽和單體的共聚物。在其他不飽和單體中有乙炔，例如乙烯基乙炔；烯烴，例如與異戊二烯共聚形成丁基橡膠的異丁烯；乙烯基化合物，例如丙烯酸、丙烯腈(與丁二烯聚合形成nbr)、甲基丙烯酸和苯乙烯，后一化合物與丁二烯聚合形成sbr；以及乙烯基酯和各種不飽和醛、酮和醚，例如丙烯醛、甲基異丙烯基酮和乙烯基乙基醚。合成橡膠的具體實(shí)例包括氯丁二烯橡膠(聚氯丁二烯)、聚丁二烯(包括順-1,4-聚丁二烯)、聚異戊二烯(包括順-1,4-聚異戊二烯)、丁基橡膠、鹵丁基橡膠(如氯丁基橡膠或溴丁基橡膠)、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯橡膠、1,3-丁二烯或異戊二烯與例如苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的單體的共聚物，及乙烯/丙烯三元共聚物(也稱為乙烯/丙烯/二烯單體(epdm))，特別為乙烯/丙烯/二環(huán)戊二烯三元共聚物?？墒褂玫南鹉z的另外實(shí)例包括烷氧基-甲硅烷基末端官能化溶液聚合聚合物(sbr、pbr、ibr和sibr)、硅-偶合和錫-偶合星型-支化聚合物。優(yōu)選的橡膠或彈性體為聚異戊二烯(天然或合成)、聚丁二烯和sbr。

該至少一種另外的橡膠可以為至少兩種基于二烯的橡膠。例如，優(yōu)選為兩種或更多種橡膠的組合，例如順1,4-聚異戊二烯橡膠(天然或合成，雖然天然橡膠是優(yōu)選的)、3,4-聚異戊二烯橡膠、苯乙烯/異戊二烯/丁二烯橡膠、乳液和溶液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯橡膠、順1,4-聚丁二烯橡膠和乳液聚合制備的丁二烯/丙烯腈共聚物。

在一個(gè)示例中，可使用乳液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯(e-sbr)，其具有為約20至約28%結(jié)合苯乙烯的相對(duì)常規(guī)苯乙烯含量，或者對(duì)于一些應(yīng)用，一種e-sbr，其具有中到相對(duì)較高的結(jié)合苯乙烯含量，即約30至約45%的結(jié)合苯乙烯含量。

乳液聚合制備的e-sbr是指苯乙烯和1,3-丁二烯作為含水乳液共聚。這些為該領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。結(jié)合苯乙烯含量可以在例如約5至約50%改變。在一個(gè)方面，e-sbr也可包含例如在三元共聚物中為約2至約30%重量的結(jié)合丙烯腈量的丙烯腈，以作為e-sbar形成三元共聚物橡膠。

也可設(shè)想在共聚物中含約2至約40%重量的結(jié)合丙烯腈的乳液聚合制備的苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物橡膠作為基于二烯的橡膠用于本發(fā)明。溶液聚合制備的sbr(s-sbr)可具有約5%至約50%，優(yōu)選約9%至約36%的結(jié)合苯乙烯含量。例如，可在有機(jī)烴溶劑存在下通過有機(jī)鋰催化制備s-sbr。在一個(gè)示例中，可使用順1,4-聚丁二烯橡膠(br)。例如，可通過1,3-丁二烯的有機(jī)溶液聚合制備這種br。br可方便地例如通過具有至少90%順1,4-含量表征。本文所用且根據(jù)常規(guī)慣例的術(shù)語“phr”是指“每100重量份橡膠或彈性體相應(yīng)物質(zhì)的重量份”。

橡膠組合物也可包含最多70phr加工油。加工油可作為一般用于使彈性體增量的增量油包含于橡膠組合物中。通過在橡膠復(fù)合期間直接加入加工油，也可使該油包含于橡膠組合物中。所用加工油可包含存在于彈性體的增量油和在復(fù)合期間加入的加工油兩者。適合的加工油包括在本領(lǐng)域已知的各種油，包括芳族油、石蠟油、環(huán)烷油、植物油和低pca油，如mes、tdae、srae和重環(huán)烷油。適合的低pca油包括具有通過ip346方法測定小于3%重量多環(huán)芳族含量的那些油。ip346方法的步驟可發(fā)現(xiàn)于standardmethodsforanalysis&testingofpetroleumandrelatedproducts(石油和相關(guān)產(chǎn)品分析測試標(biāo)準(zhǔn)方法)和britishstandard2000parts(英國標(biāo)準(zhǔn)2000部分)，2003，62版，theinstituteofpetroleum出版，unitedkingdom。

橡膠組合物可包含約10至約150phr二氧化硅。在另一個(gè)示例中，可使用20至80phr二氧化硅?？稍谙鹉z復(fù)合物中使用的硅質(zhì)顏料包括熱解硅質(zhì)顏料和沉淀硅質(zhì)顏料(二氧化硅)。在一個(gè)示例中，使用沉淀二氧化硅。使用的硅質(zhì)顏料可以為沉淀二氧化硅，例如由可溶硅酸鹽(例如，硅酸鈉)酸化得到的沉淀二氧化硅。

此類二氧化硅可例如由具有用氮?dú)鉁y定的bet表面積表征。在一個(gè)實(shí)施方案中，bet表面積可以為約40至約600平方米/克。在另一個(gè)示例中，bet表面積可以為約80至約300平方米/克。測定表面積的bet方法描述于journaloftheamericanchemicalsociety，volume60，page304(1930)。二氧化硅也可由具有約100至約400或約150至約300的鄰苯二甲酸二丁酯(dbp)吸收值表征。二氧化硅可具有通過電子顯微鏡測定例如0.01至0.05微米的平均最終粒徑，雖然二氧化硅顆粒尺寸可甚至更小，或者可能更大?？墒褂酶鞣N的市售二氧化硅，例如(僅作為實(shí)例而非限制)以hi-sil商標(biāo)購自ppgindustries的二氧化硅，具有名稱210、243等；購自rhodia的二氧化硅，具有例如名稱z1165mp和z165gr；和購自degussaag的二氧化硅，例如名稱vn2和vn3等。

炭黑可作為填料以10至150phr的量使用。在另一個(gè)示例中，可使用20至80phr炭黑。此類炭黑的代表性實(shí)例包括n110、n121、n134、n220、n231、n234、n242、n293、n299、n315、n326、n330、n332、n339、n343、n347、n351、n358、n375、n539、n550、n582、n630、n642、n650、n683、n754、n762、n765、n774、n787、n907、n908、n990和n991。這些炭黑具有9至145g/kg的碘吸收和34至150cm³/100g的dbp數(shù)。

可在橡膠組合物中使用其他填料，包括但不限于顆粒狀填料，包括超高分子量聚乙烯(uhmwpe)；交聯(lián)的顆粒狀聚合物凝膠；和塑化淀粉復(fù)合填料。此類其他填料可以1至30phr的量使用。

在一個(gè)示例中，橡膠組合物可包含含硫有機(jī)硅化合物。適合的含硫有機(jī)硅化合物的實(shí)例為以下式（vii）的化合物：

其中z選自包括以下的組

和

其中r⁴為1至4個(gè)碳原子的烷基、環(huán)己基或苯基；r⁵為1至8個(gè)碳原子的烷氧基或5至8個(gè)碳原子的環(huán)烷氧基；alk為1至18個(gè)碳原子的二價(jià)烴，n為2至8的整數(shù)。

在一個(gè)示例中，含硫有機(jī)硅化合物為3,3′-雙(三甲氧基或三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。在一個(gè)示例中，含硫有機(jī)硅化合物為3,3′-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和/或3,3′-雙(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。因此，對(duì)于式vii，z可以為

其中r⁵為2至4個(gè)碳原子或2個(gè)碳原子的烷氧基；alk為2至4個(gè)碳原子或具有3個(gè)碳原子的二價(jià)烴，n為2至5或2或4的整數(shù)。

在一個(gè)示例中，含硫有機(jī)硅化合物包括3-(辛?；蚧?-1-丙基三乙氧基硅烷，ch3(ch2)6c(=o)―s―ch2ch2ch2si(och2ch3)3，其可作為nxt^tm購自momentiveperformancematerials。在一個(gè)示例中，含硫有機(jī)硅化合物為si-363。橡膠組合物中含硫有機(jī)硅化合物的量可根據(jù)使用的其他添加劑的水平而變化。一般地講，化合物的量可為0.5至20phr。在一個(gè)示例中，量為1至10phr。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，可通過一般在橡膠復(fù)合技術(shù)中已知的方法使橡膠組合物復(fù)合，例如使各種的硫-可硫化組分橡膠與各種常用添加劑物質(zhì)混合，添加劑物質(zhì)如給硫體、固化助劑(如活化劑和延遲劑)和加工添加劑(如油)、樹脂(包括增粘性樹脂)和增塑劑、填料、顏料、脂肪酸、氧化鋅、蠟、抗氧化劑和抗臭氧劑和膠溶劑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，根據(jù)硫可硫化和硫已硫化材料(橡膠)的預(yù)期用途，選擇并且一般以常規(guī)量使用上述添加劑。給硫體的代表性實(shí)例包括元素硫(游離硫)、二硫化胺、聚合性多硫化物和硫烯烴加合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，硫-硫化劑為元素硫。硫-硫化劑可以0.5至8phr或1.5至6phr的量使用。如果使用，增粘性樹脂的一般量占約0.5至約10phr，通常約1至約5phr。加工助劑的一般量占約1至約50phr?？寡趸瘎┑囊话懔空技s1至約5phr。代表性抗氧化劑可以為例如二苯基-對(duì)-苯二胺和其他抗氧化劑，例如公開于thevanderbiltrubberhandbook(vanderbilt橡膠手冊(cè))(1978)，第344至346頁的抗氧化劑。抗臭氧劑的一般量占約1至5phr。如果使用，脂肪酸(可包括硬脂酸)的一般量占約0.5至約3phr。氧化鋅的一般量占約2至約5phr。蠟的一般量占約1至約5phr。通常使用微晶蠟。膠溶劑的一般量占約0.1至約1phr。一般膠溶劑可以為例如五氯苯硫酚和二苯甲酰氨基二苯基二硫化物。

可用促進(jìn)劑控制硫化所需的時(shí)間和/或溫度，并改善硫化橡膠的性質(zhì)。在一個(gè)示例中，可使用單促進(jìn)劑系統(tǒng)，即主促進(jìn)劑。主促進(jìn)劑(一或多種)可以約0.5至約4或約0.8至約1.5phr的總量使用。在另一個(gè)示例中，可使用主促進(jìn)劑和助促進(jìn)劑的組合，助促進(jìn)劑以較小量使用，例如約0.05至約3phr，以活化并改善硫化橡膠的性質(zhì)?？深A(yù)期這些促進(jìn)劑的組合對(duì)最終性質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用，并且略好于單獨(dú)使用任一促進(jìn)劑產(chǎn)生的作用。另外，可使用延遲作用促進(jìn)劑，這些促進(jìn)劑不受正常加工溫度影響，但在一般硫化溫度產(chǎn)生令人滿意的固化。也可使用硫化延遲劑。促進(jìn)劑的適合類型可為胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、秋蘭姆、次磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黃原酸酯。在一個(gè)示例中，主促進(jìn)劑為次磺酰胺。如果使用助促進(jìn)劑，則助促進(jìn)劑可以為胍、二硫代氨基甲酸酯或秋蘭姆化合物。

橡膠成分可在至少兩個(gè)階段中混合，即，至少一個(gè)非生產(chǎn)性階段，隨后為生產(chǎn)性混合階段。包括硫-硫化劑的最終固化劑可在最終階段混合，最終階段可被稱為“生產(chǎn)性”混合階段，其中混合一般在低于前面非生產(chǎn)性混合階段混合溫度的某一溫度或最終溫度進(jìn)行。術(shù)語“非生產(chǎn)性”和“生產(chǎn)性”混合階段為橡膠混合領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉。橡膠組合物可經(jīng)過熱機(jī)械混合步驟。熱機(jī)械混合步驟一般包括在混合機(jī)或擠出機(jī)中機(jī)械加工適合時(shí)間段，以產(chǎn)生140℃和190℃之間的橡膠溫度。熱機(jī)械加工的適合持續(xù)時(shí)間作為操作條件和組分的體積和性質(zhì)的函數(shù)變化。例如，熱機(jī)械加工可以為1至20分鐘。

橡膠組合物可結(jié)合到輪胎（諸如圖1的球形胎面層）的多種橡膠部分中。例如，橡膠部分可以為胎面(包括胎面行駛面和胎面基部)、三角膠芯側(cè)、三角膠芯(apex)、胎圈包布、胎側(cè)插入物、線材涂層(wirecoat)或內(nèi)襯。

球形輪胎的硫化一般在約100℃至200℃常規(guī)溫度進(jìn)行。在一個(gè)示例中，硫化在約110℃至180℃溫度進(jìn)行。可使用任何通常硫化方法，例如在壓力機(jī)或模子中加熱、利用過熱蒸汽或熱空氣加熱。

根據(jù)本發(fā)明的球形胎面層1030可模擬自然或者是仿生的。例如，胎面層1030可模仿腦珊瑚的圖案。胎面層1030中的凹槽底部可包括諸如以上描述的材料。材料可類似天然海綿地反應(yīng)，在干燥時(shí)堅(jiān)硬并且在濕潤時(shí)柔軟，以帶來合適的驅(qū)動(dòng)性能和打滑阻力。這種結(jié)構(gòu)可吸收道路上的水，并且通過離心力從輪胎印跡驅(qū)逐水，以降低打滑風(fēng)險(xiǎn)。因此，在干燥時(shí)，凹槽底部處的材料可以使胎面變硬，以便改進(jìn)干燥性能和操控。當(dāng)濕潤時(shí)，凹槽底部處的材料可以變軟，導(dǎo)致更深的凹槽和更好的濕潤牽引力。

可以設(shè)想，在此描述的示例可以擴(kuò)展到在此描述的單個(gè)元件和構(gòu)思，而獨(dú)立于其他構(gòu)思、概念或系統(tǒng)，并且例如包括在本申請(qǐng)的任何地方引用的元素的組合。雖然在此參照附圖詳細(xì)描述了多個(gè)示例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于那些確切的示例。這樣，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說許多修改和改變是顯然的。

因此，本發(fā)明的范圍意圖由以下權(quán)利要求及其等同限定。此外，可以設(shè)想單獨(dú)地或作為示例的部分描述的特定特征可與其他單獨(dú)描述的特征或其他示例的部分組合，即使其他特征和示例為提及該特定特征。因此，沒有描述的組合不排除對(duì)這類組合的權(quán)利。

雖然上文已經(jīng)描述的某些示例，但是應(yīng)該理解，僅通過舉例方式描述了的示例。因此，本發(fā)明不應(yīng)該限于所描述的示例。反而，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅受限于結(jié)合以上說明書和附圖理解的權(quán)利要求。