[发明专利]基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎

权利要求书

1.一种基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，沿径向由外向内依次包括胎面(1)、胎体(2)和负泊松比支撑结构；所述胎面(1)内侧与胎体(2)外侧胶合为一体，所述胎体(2)由具有负泊松比特性的聚氨酯发泡材料制成；

所述负泊松比支撑结构包括与胎体(2)内侧卡装相连的外增强环(31)，与车轮轮辋相连的内增强环(32)，以及连接内外增强环的负泊松比多胞支撑体(33)；所述负泊松比多胞支撑体(33)由多个呈同心环状分布的内凹六边形单胞结构(331)通过连接胞臂(332)相互连接而成，每个内凹六边形单胞结构(331)由一对内凹六边形单元结构正交嵌套连接而成。

2.根据权利要求1所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，每个内凹六边形单元结构呈左右对称的燕尾形状，外侧两条等长竖边为支撑胞臂(334)，长度为H，内侧四条等长斜边为弯曲胞臂(333)，长度为L，支撑胞臂(334)与弯曲胞臂(333)之间的夹角为θ，θ<90°，支撑胞臂(334)与弯曲胞臂(333)之间的长度关系满足公式H>2·Cosθ·L；两个内凹六边形呈正交排布且相交于两个内凹点(335)，形成一个完整的内凹六边形单胞结构(331)。

3.根据权利要求2所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述内凹六边形单胞结构(331)在径向通过连接胞臂(332)彼此相连，在圆周方向和旋转轴方向通过共用支撑胞臂(334)相连，从而形成在三个方向具有周期性单胞结构的负泊松比多胞支撑体(33)。

4.根据权利要求3所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述弯曲胞臂(333)和支撑胞臂(334)形成的一对内凹六边形单元结构在上下凹点处内夹角均大于180°，两个内凹点(335)之间初始径向间距大于支撑胞臂(334)长度的一半。

5.根据权利要求2、3或4所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述弯曲胞臂(333)、支撑胞臂(334)和连接胞臂(332)为等截面梁或者变截面梁，横截面为圆形或矩形。

6.根据权利要求2、3或4所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述弯曲胞臂(333)、支撑胞臂(334)和连接胞臂(332)的材料为金属、橡胶、陶瓷、纤维增强物、尼龙或者多聚物。

7.根据权利要求3所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，每一圈中单胞结构(331)的几何尺寸一致。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述外增强环(31)为环状结构，其周向断面外侧设有向内凹陷的凹槽(311)，内侧与所述负泊松比多胞支撑体(33)最外圈单胞结构相连；所述内增强环(32)为环状结构，其周向断面为矩阵，断面外侧与所述负泊松比多胞支撑体(33)最内圈单胞结构相连，断面内侧与车轮轮辋相连。

9.根据权利要求8所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述胎体(2)为环状结构，胎体(2)内侧为两爪型支撑结构(21)，两爪型支撑结构(21)通过卡爪与外增强环(31)的凹槽(311)卡装，使得所述胎体(2)与所述外增强环(31)相连。

10.根据权利要求9所述的基于内凹六边形负泊松比支撑结构的非充气轮胎，其特征在于，所述胎体(2)采用经过二次发泡法得到的聚氨酯作为基体材料浇铸而成。