具有非均勻胎面齒的牽引車輪設備的制造方法
【專利說明】具有非均勻胎面齒的牽引車輪設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年3月14日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/784，263的權益，其通過引用合并在本文中。
[0003]領域
[0004]本公開的主題一般地涉及輪胎，并且更具體地涉及具有非均勻胎面齒的實心輪月臺Ο
[0005]背景
[0006]輪胎對于車輛的運行非常重要。無論車載電動機生成多少功率還是在車載電源中存儲有多少能量，利用該功率來驅使車輛的唯一方式是將該功率轉換成移動車輛的力。車輛能夠獲得的加速力的大小與在車輛驅動時輪胎施加到地面的力成正比。換句話說，車輛輪胎的牽引力極大地影響車輛做工(即，移動該車輛)的能力。
[0007]傳統(tǒng)的車輛通常在圓的氣壓輪胎上行駛。此傳統(tǒng)的輪胎通常具有提高輪胎對地面的抓力的胎面花紋，從而向在改進的道路(例如瀝青路和水泥路)上行駛的車輛提供足夠的牽引力。然而，當此輪胎與在越野情況(即越野地面，例如傾斜地面和/或具有石頭、泥巴、雪、砂、碎片和其它障礙物的地面)下使用的車輛合并時，輪胎將快速地失去牽引力，車輛將不能夠有效地橫越過越野地面。
[0008]某些傳統(tǒng)的解決方案涉及使用帶有特別胎面花紋的輪胎。雖然這些輪胎花紋可以稍微地提高牽引力，但是牽引力的提高是以在改進道路上的燃油經(jīng)濟性為代價。其它傳統(tǒng)的解決方案包括使用由花紋板的連續(xù)帶形成的履帶，所述花紋板例如為模塊化鋼板，所述連續(xù)帶由兩個或多個內輪旋轉。雖然此履帶系統(tǒng)提高了牽引力，但是它們經(jīng)常笨重、復雜且特別昂貴。此外，傳統(tǒng)的履帶系統(tǒng)經(jīng)常難以建造和維護。

【發(fā)明內容】

[0009]從前述討論中，應該明顯的是，對于克服傳統(tǒng)輪胎和牽引力組件的限制的輪胎設備和系統(tǒng)存在需要。有利的是，此設備和系統(tǒng)提供成本效益方式來向車輛提供增加的牽引力。
[0010]本申請的主題已經(jīng)對現(xiàn)有技術的當前狀態(tài)產(chǎn)生相應，特別是響應于在本領域中的還沒有被當前可獲得的牽引力組件完全解決的問題和要求。因此，本公開開發(fā)出提供輪胎設備和系統(tǒng)，所述輪胎設備和系統(tǒng)克服在本領域中的上述所討論的缺陷中的許多或全部。
[0011]本公開涉及一種車輪設備，所述車輪設備包括可連接到軸的輪緣模塊以及從該輪緣模塊延伸的實心輪胎模塊。實心輪胎模塊包括多個形成外周邊緣的胎面齒。外周邊緣形成輪胎輪廓的至少部分。該多個胎面齒的每個胎面齒具有空間規(guī)格，所述空間規(guī)格包括周向寬度、徑向高度、邊緣形狀和周向間隙寬度。多個胎面齒的空間規(guī)格是不均勻的。在一個實施方式中，實心輪胎模塊具有非環(huán)形旋轉軌跡。在另一個實施方式中，外周邊緣的至少周向區(qū)域包括具有連續(xù)地增加的徑向高度的一系列胎面齒。
[0012]根據(jù)一個實施方式，實心輪胎模塊的外周邊緣具有第一周向區(qū)域和第二周向區(qū)域。第一周向區(qū)域可以具有可以有第一平均徑向高度的胎面齒，以及第二周向區(qū)域可以具有可以有第二平均徑向高度的胎面齒。在一個實施方式中，第一平均徑向高度是第二平均徑向高度的至少1.5倍。在另一實施方式中，實心輪胎模塊的外周邊緣具有第一周向區(qū)域和第二周向區(qū)域，其中第一周向區(qū)域具有胎面齒，第二周向區(qū)域基本缺少胎面齒。
[0013]在一個實施方式中，實心輪胎模塊可拆卸地連接到輪緣模塊。設備進一步包括從實心輪胎模塊的至少一個側面軸向延伸的至少一個翼，其中每個翼包括軸向寬度。至少一個翼包括具有連續(xù)地增加的軸向寬度的一系列翼。而且，該設備可以包括在胎面齒的一個或多個上的抓地部。在另一個實施方式中，輪緣模塊可以附接到現(xiàn)有車輪輪緣?？卓诨蚩卓梢暂S向延伸通過實心輪胎模塊，用于平衡目的或減少重力目的。
[0014]本公開還涉及車輪系統(tǒng)，所述車輪系統(tǒng)包括可安裝到車輛的地面接合子系統(tǒng)。地面接合子系統(tǒng)包括可與電源可操作地連接的動力模塊。其中動力模塊與軸接合，所述軸經(jīng)由動力模塊被可旋轉地驅動。軸可以包括其它部件，例如重力承載轂或齒輪組件輪轂。系統(tǒng)進一步包括致動機構，所述致動機構控制車輪設備處于驅使模式還是被動模式。進一步地，該系統(tǒng)包括車輪設備，所述車輪設備包括連接到軸的輪緣模塊以及從該輪緣模塊延伸的實心輪胎模塊。實心輪胎模塊包括多個形成外周邊緣的胎面齒。外周邊緣形成輪胎輪廓的至少部分。該多個胎面齒的每個胎面齒具有空間規(guī)格，所述空間規(guī)格包括周向寬度、徑向高度、邊緣形狀和周向間隙寬度。多個胎面齒的空間規(guī)格是不均勻的。在一個實施方式中，實心輪胎模塊具有非環(huán)形旋轉軌跡。在另一個實施方式中，外周邊緣的至少周向區(qū)域包括具有連續(xù)地增加的徑向高度的一系列胎面齒。
[0015]權利要求的車輪系統(tǒng)的輪緣模塊實際上可以是第一輪緣模塊，以及實心輪胎模塊實際上可以是第一實心輪胎模塊，車輪系統(tǒng)進一步包括第二輪緣模塊以及第二實心輪胎模塊，第二實心輪胎模塊具有形成外圍邊緣的多個胎面齒，其中該多個胎面齒的每個胎面齒具有空間規(guī)格，所述空間規(guī)格包括周向寬度、徑向高度、邊緣形狀和周向間隙寬度，其中多個胎面齒的空間規(guī)格是不均勻的。
[0016]根據(jù)一個實施方式，第一實心輪胎模塊的多個胎面齒的空間規(guī)格與第二實心輪胎模塊的多個胎面齒的空間規(guī)格基本相同，并與其對齊。在一個實施方式中，第一實心輪胎模塊的多個胎面齒的空間規(guī)格與所述第二實心輪胎模塊的多個胎面齒的空間規(guī)格基本相同，但與其相反對齊。進一步地，該系統(tǒng)可以包括在第一實心輪胎模塊與第二輪胎模塊之間軸向延伸的至少一個踏板。
[0017]在一個實施方式中，地面接合子系統(tǒng)的致動機構包括延伸臂，所述延伸臂使實心輪胎模塊在驅使模式下延伸接觸地面，并使實心輪胎模塊在被動模式下從與地面接觸中縮回。在另一個實施方式中，延伸臂將實心輪胎模塊定位在車輛的現(xiàn)有軸之間。
[0018]本公開進一步涉及控制器設備，所述控制器設備包括旋轉軌跡模塊，所述旋轉軌跡模塊接收與附接到車輛的非環(huán)形車輪設備有關的空間尺寸并生成旋轉軌跡數(shù)據(jù)?？刂破髟O備進一步包括旋轉分析模塊，所述旋轉分析模塊接收旋轉軌跡數(shù)據(jù)并生成減小擺動策略?？刂破髟O備進一步包括致動模塊，所述致動模塊接收減少擺動策略并將致動命令發(fā)送到車輛的傳動系統(tǒng)。
[0019]在一個實施方式中，控制器設備進一步包括牽引力反饋模塊和牽引力分析模塊，其中牽引力反饋模塊檢測傳動系統(tǒng)并將傳動系統(tǒng)情況報告發(fā)送給牽引力分析模塊，以及牽引力分析模塊接收傳動系統(tǒng)情況報告并生成牽引力控制策略。致動模塊在將致動命令發(fā)送給所述傳動系統(tǒng)時考慮減小擺動策略和牽引力控制策略。
[0020]在整個該說明書中對特征、優(yōu)點或類似語言的提及并非指的是由本公開可以實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點應該或是在本發(fā)明的任何單一實施方式中。而是，提及特征和優(yōu)點的語言被理解為指的是結合實施方式所描述的具體特征、優(yōu)點或特性包括在本文所公開的主題的至少一個實施方式中。因此，在整個該說明書中對特征和優(yōu)點以及類似語言的討論可以但不必要指的是相同的實施方式。
[0021]而且，本公開的所描述的特征、結構或特性可以任何適當方式結合在一個或多個實施方式中。相關領域的技術人員應認識到，本申請的主題可以不需要特定實施方式的具體特征或優(yōu)點中的一個或多個就可以實踐。在其它情況下，附加的特征和優(yōu)點可以在本公開的所有實施方式中可能不存在的某些實施方式中被了解。而且，在其他例子中，沒有詳細地示出或描述眾所周知的結構、材料或操作以免使本公開的的主題的方面模糊。本公開的這些特征和優(yōu)點通過以下說明和所附權利要求將變得更充分明顯或通過以下所示出的本公開的實踐可以被了解。
[0022]附圖簡述
[0023]為了易于理解本公開的優(yōu)點，參考在所附權利要求中所示出的【具體實施方式】將獲得以上簡單描述的本公開的更具體的描述。應了解這些附圖僅僅描述本公開的典型實施方式并因此不認為限制其范圍，通過使用附圖，使用附加特性和細節(jié)來描述和解釋本申請的主題，其中:
[0024]圖1是顯示輪緣模塊和實心輪胎模塊的車輪設備的一個實施方式的立體圖；
[0025]圖2是顯示胎面齒的兩個周向區(qū)域的車輪設備的另一個實施方式的側視圖；
[0026]圖3是顯示兩個周向區(qū)域的車輪設備的另一個實施方式的側視圖，一個具有胎面齒以及另一個不具有胎面齒；
[0027]圖4是顯示軸向延伸穿過實心輪胎模塊的孔口的車輪設備的另一個實施方式的側視圖；
[0028]圖5是顯示在實心輪胎模塊上的軸向翼的車輪設備的一個實施方式的立體圖；
[0029]圖6是可連接到車輛的車輪系統(tǒng)的一個實施方式的示意框圖；
[0030]圖7描述了連接到車輛的地面接合子系統(tǒng)的一個實施方式；
[0031]圖8是顯示在由單個車軸輪毅旋轉的兩個實心輪胎模塊之間延伸的踏板的車輪設備的一個實施方式的立體圖；
[0032]圖9是實心輪胎模塊的一個實施方式的立體圖，所述實心輪胎模塊可以附接到輪緣模塊，所述輪緣模塊附接到現(xiàn)有的車輪；
[0033]圖10A是控制器設備的一個實施方式的示意框圖；以及
[0034]圖10B是控制器設備的另一個實施方式的示意框圖。
[0035]詳細描述
[0036]在整個該說明書中對“一個實施方式”、“實施方式”或類似語言的提及指的是結合實施方式描述的具體特征、結構或特性被包括在本公開的至少一個實施方式中。因此，在整個該說明書中的詞語“在一個實施方式中”、“在實施方式中”以及類似的語言的出現(xiàn)可以但不必要都指的是相同的實施方式。類似地，術語“實施”的使用指的是具有與本公開的一個或多個實施方式關聯(lián)而描述的具體特征、結構或特性的實施，然而，如果缺乏指示其它的表達相關性，則實施可以與一個或多個實施方式關聯(lián)。
[0037]此外，本公開的所描述的特征、結構或特性可以任何適當方式結合在一個或多個實施方式中。在以下描述中，提供了多個具體細節(jié)。然而，本領域的技術人員應理解，本申請的主題可以不需要一個或多個所述具體細節(jié)或者通過其他方法、部件、材料等實踐。在其他例子中，沒有詳細地示出或描述眾所周知的結構、材料或操作以免使本公開的方面模糊。
[0038]圖