[发明专利]一种仿生非充气轮胎

说明书

本发明公开一种仿生非充气轮胎，包括胎冠、仿生辐板支撑体、辐板内圈；所述胎冠、仿生辐板支撑体、辐板内圈，按轮胎径向方向由外到内依次排布；所述胎冠包括胎面、冠带层、带束层，按轮胎径向方向由外到内依次排布；所述带束层包括#1带束层和#2带束层，按轮胎径向方向由外到内依次排布；所述仿生辐板支撑体仿袋鼠下肢结构设计；所述仿生辐板支撑体包括仿袋鼠下肢主辐板和支撑副辐板。所述仿生非充气轮胎显著提高非充气轮胎的减震、排水、散热能力，整体质量显著减轻；所述仿生辐板支撑体采用高模量的聚氨酯材料，具有高硬度、耐疲劳、耐切割和绿色环保性能。

技术领域

本发明涉及轮胎结构设计，具体涉及一种仿生非充气轮胎，属于汽车零部件领域。

背景技术

传统的充气轮胎需定时胎压维护、易刺破漏气、易爆胎造成交通事故，充气轮胎需要选择合适的材料以满足轮胎多方面使用要求，材料不具有优良的环保性能，在军事方面，传统充气轮胎不能承受武器袭击的缺点，已经不能满足人们对轮胎各种使用性能的需求。因此，全世界各大轮胎企业陆续研究新式轮胎，其中最具实际革命意义的当属非充气轮胎的设计开发应用，不仅打破了传统充气轮胎的设计流程与设计理念，使汽车的行驶燃油经济性、操纵稳定性、平顺性提高，且有效的改善了轮胎振动对汽车行驶性能的影响，目前，市面上非充气轮胎仍然存在减震、承载、排水和散热效果不好的缺点，以及使用材料不合理的诟病，本仿生非充气轮胎提高了上述性能，使用的材料采用环保型聚氨酯材料，可循环回收利用对节约资源和环境保护大有好处，为将来的非充气轮胎的发展研究奠定了一定的基础，使轮胎的发展向着智能、环保、安全方面大步前行。

袋鼠经过数千万年的进化，在自然界长期生存竞争不断地进化过程中，袋鼠形成了与其环境相适应的形态结构、简约且高效的控制方案、合理的材料拓扑和及丰富的表面织构，对自然环境形成了超强的自适应性能力，研究发现全部袋鼠具有一个相同的特点，即具有强健而有力的下肢，红袋鼠的Crural指数(即100×(小腿长度/大腿长度))达到202，其指数远远超于其它哺乳动物，袋鼠以跳动代替跑，是跳的最高且最远的哺乳动物，袋鼠腿部结构及运动控制方案使得袋鼠具有优于现代机械系统的稳定性、灵活性、适应性，这为非充气轮胎的研究提供新的角度与方法，袋鼠柔性脚趾的机构模型有效提高各个关节的驱动力矩，减缓袋鼠跳动落地时脚步与地面的冲击与振动，因此具有极好的运动稳定性，此种结构运用到非充气轮胎辐板支撑体的设计具有相同的机构特征，对汽车的行驶燃油经济性、操纵稳定性、平顺性提高，且有效的改善了轮胎振动，因此，袋鼠下肢的结构模型，为汽车非充气轮胎整体使用性能的提高提供了仿生设计依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在传统同规格非充气轮胎常用载荷和行驶工况下，提高非充气轮胎的承载结构稳定性和减震性能，增大非充气轮胎的接地面积，改善非充气轮胎接地压力分布均匀性，降低轮胎的胎肩应力集中，提高耐磨性。

本发明采用的技术方案如下：

一种仿生非充气轮胎，其特征在于，包括胎冠、仿生辐板支撑体和辐板内圈，所述胎冠由胎面、冠带层、带束层组成；所述胎面、冠带层、#1带束层和#2带束层是按轮胎径向方向由内到外依次排布；所述仿生辐板支撑体仿袋鼠下肢结构设计；所述仿生辐板支撑体包括仿袋鼠下肢主辐板和支撑副辐板。

进一步的，所述的胎冠中，胎面采用橡胶材料，冠带层采用锦纶材料，#1带束层和#2带束层采用钢丝。

进一步的，所述的仿生辐板支撑体是仿袋鼠下肢整体结构。

进一步的，所述的仿生辐板支撑体和辐板内圈采用高模量的聚氨酯材料。

进一步的，所述的每个仿生辐板支撑体作为一个结构单元，其排列方式为环形排列，相邻结构单元之间角度为10°，以轮胎轴心为圆心环形阵列36个结构单元。

进一步的，所述的仿生辐板支撑体的结构中，AB、BC、CD、DE长度按照袋鼠下肢的脚趾、脚掌、小腿、大腿长度比例进行设计，BF长度根据轮胎具体型号而设计。