CN112277539B - 轮廓可变形的轮胎及变形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮廓可变形的轮胎及变形方法，该轮胎包括：一轮框、一轮胎主体、一第一导电件、一第二导电件、一控制器。该轮胎主体设置在该轮框上，且该轮胎主体包括一第一胎体及一第二胎体，该第一导电件及该第二导电件分别设置在该第一胎体的胎侧及该第二胎体的胎侧上。该控制器包括一系统控制器、一感应件及一电流控制器；该感应件感应该轮胎主体的一状态变化讯息；该系统控制器根据该状态变化讯息控制该电流控制器输出电流，使该第一导电件及该第二导电件分别产生一第一磁场及一第二磁场，通过该第一磁场及该第二磁场的斥力，改变该第一胎体及该第二胎体的距离，借此改变该轮胎主体的接地形状，使本发明的轮胎的制动性和过弯能力得以提升。

Description

轮廓可变形的轮胎及变形方法

技术领域

本发明涉及一种轮廓可变形的轮胎及变形方法，特别是指在轮胎的第一胎体及第二胎体上输入电流而产生磁场，通过磁场的斥力以改变第一胎体及第二胎体的距离的发明。

背景技术

车辆在路面行驶时是通过轮胎及路面的摩擦力，来达到平稳运行的目的。但是车辆行驶于不同地形、气候，或是在不同行驶状态，如过弯、制动时，轮胎所需的摩擦阻力并不相同。

因此有美国专利第US20100314015号「Magneto-Rheological Elastomer WheelAssemblies With Dynamic Tire Pressure Control」，该案利用MRE磁力流变弹性体因通磁而改变硬度，导致轮胎空腔内的压力产生变化，进而改变轮胎滚阻，达到省油以及可适应不同地形及气候的功效。

另外，车辆行驶过程中，燃烧汽油所做的功传统上只用于驱动汽车前进，如此大部分能量都以热的形式散逸而浪费了，因此有开发利用车辆行驶时轮胎摩擦产电的构造。

例如中国专利第CN106961228A「多功能摩擦发电轮胎及基于该轮胎的传感器和供电设备」，该案利用轮胎行驶过程产生的摩擦来发电，并借由导电元件导出电力。其中导电层采用两种型态与轮胎结合：1.一体式将导电元件直接加工贴合于轮胎表面；2.在制程中以硫化方式结合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用改变轮胎的轮廓来控制轮胎与地面的摩擦阻力，并通过轮胎内部两层摩擦纤维层之间的摩擦来发电的轮胎及变形方法。

基于此，本发明主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种轮廓可变形的轮胎，其特征在于：包括：一轮框；一轮胎主体，设置在该轮框上，该轮胎主体包括一第一胎体及一第二胎体，该第一胎体位在该第二胎体内侧；一第一导电件，设置在该第一胎体的胎侧上；一第二导电件，设置在该第二胎体的胎侧上；一控制器，包括一系统控制器、一感应件及一电流控制器；该感应件感应与该轮胎主体相关的一状态讯息；该系统控制器、该感应件、该电流控制器、该第一导电件及该第二导电件彼此电性连接，该系统控制器接收该状态讯息，并根据该状态讯息控制该电流控制器输出电流，使该第一导电件及该第二导电件分别产生一第一磁场及一第二磁场，通过该第一磁场及该第二磁场的斥力，以改变该第一胎体及该第二胎体的距离，而改变该轮胎主体的轮廓，进而增加该轮胎主体的接地面积。

进一步，有一第一摩擦纤维层连接该第一导电件，以及一第二摩擦纤维层连接该第二导电件，该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层相接触，且该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层内皆含有导电材料；该控制器再有一储电装置通过该电流控制器连接该第一导电件及该第二导电件，该储电装置并连接该系统控制器、该感应件。

进一步，该感应件为加速规、陀螺仪、应变规、超音波传感器及导电橡胶其中的一或组合。

进一步，该控制器设置在该轮框的一凹槽中。

进一步，该第一胎体与该第二胎体至少一处以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式接合。

进一步，该第一导电件及该第二导电件以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式分别接合在该第一胎体与该第二胎体上。

进一步，一种轮胎的轮廓变形方法，包括：输出一电流至一轮胎主体的一第一胎体的胎侧上的一第一导电件，及该轮胎主体的一第二胎体的胎侧上的一第二导电件，而分别产生一第一磁场及一第二磁场；通过该第一磁场及该第二磁场的斥力，以改变该第一胎体及该第二胎体的距离，而改变该轮胎主体的轮廓，进而增加该轮胎主体的接地面积。

进一步，由一感应件感应与该轮胎主体相关的一状态讯息，再由一系统控制器接收该状态讯息，并根据该状态讯息控制一电流控制器输出该电流。

进一步，有一第一摩擦纤维层连接该第一导电件，以及一第二摩擦纤维层连接该第二导电件，该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层相接触，且该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层内皆含有导电材料；在该轮胎主体行驶时，该第一摩擦纤维层及第二摩擦纤维层摩擦产生一电流。

进一步，该电流回充至该轮胎主体所属的一车体。

根据上述技术特征可达成以下功效：

1.通过改变该轮胎主体的轮廓以增加该轮胎主体的接地面积，提高该轮胎主体与路面的摩擦力，以增加车辆制动或过弯的稳定性。

2.利用该第一胎体与该第二胎体上的第一摩擦纤维层及第二摩擦纤维层在轮胎行驶时摩擦发电以供应控制器电力，达到电力自给自足的功效，或者也可将电力回充至车体上。

3.该控制器收纳在该轮框的凹槽中，因此不会因为轮胎的滚动而对该控制器造成破坏。

4.感应件采用加速规，可侦测加速度的变化，易于感测车辆的制动、驱动及转向；感应件采用陀螺仪，可侦测角度的变化，易于感测车辆的俯仰、偏摆及翻滚变化。感应件采用应变规，可黏贴在轮胎内面胶上，可侦测轮胎应变/应力的改变，易于感测车辆的运动行为；感应件采用超音波传感器，可安装在轮框上，借由朝向轮胎内面发射一超音波并侦测回传时的波形变化，可得知轮胎主体变形的状态；感应件采用导电橡胶材料，将具导电的材料混入橡胶内使其具导电特性，因此当轮胎在行驶过程中，材料产生磁场变化，从而得知轮胎主体变形的状态。

附图说明

图1为本发明的轮胎的剖面图；

图2为图1中

处的局部放大图；

图3为本发明的功能方块图；

图4为本发明实施时，轮胎轮廓变形使胎面接地面积增加而利于制动的示意图；

图5为本发明实施时，轮胎轮廓变形使胎肩接地面积增加而利于过弯的示意图。

【符号说明】

1 轮框 11 凹槽

2 轮胎主体 21 第一胎体

22 第二胎体 3 第一导电件

4 第二导电件 5 第一摩擦纤维层

6 第二摩擦纤维层 7 控制器

71 系统控制器 72 感应件

73 电流控制器 74 储电装置

75 电流/讯号传输件

具体实施方式

综合上述技术特征，本发明的轮廓可变形的轮胎及变形方法的主要功效将可于下述实施例清楚呈现。

参阅图1至图3所示，本实施例的轮胎包括一轮框1；一轮胎主体2；一第一导电件3；一第二导电件4；一第一摩擦纤维层5；一第二摩擦纤维层6及一控制器7。其中：

该轮胎主体2设置在该轮框1上，且该轮胎主体2包括有一第一胎体21及一第二胎体22，该第一胎体21位于该第二胎体22内侧，在该第一胎体21与该第二胎体22的至少一处以硫化、物理黏贴或化学黏贴的方式接合，较佳的是结合在胎面的位置，另外，在该轮框1面对该第一胎体21的位置处设置有一凹槽11。

该第一导电件3及该第二导电件4分别设置在该第一胎体21的胎侧及该第二胎体22的胎侧上，较佳的，该第一导电件3及该第二导电件4以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式分别接合在该第一胎体21与该第二胎体22上。

该第一摩擦纤维层5及该第二摩擦纤维层6内皆含有导电材料，且该第一摩擦纤维层5连接该第一导电件3，该第二摩擦纤维层6连接该第二导电件4，较佳的，该第一摩擦纤维层5及该第二摩擦纤维层6同样以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式分别接合在该第一导电件3及该第二导电件4上，并使该第一摩擦纤维层5及该第二摩擦纤维层6相接触。

该控制器7包括一系统控制器71、一感应件72、一电流控制器73及一储电装置74，且该系统控制器71、该感应件72、该电流控制器73、该储电装置74、该第一导电件3及该第二导电件4以一电流/讯号传输件75彼此电性连接。另外，将该控制器7设置在该轮框1的凹槽11中，因此不会因为轮胎的滚动而对该控制器7造成破坏。

参阅图3、图4及图5所示，通过该感应件72感应与该轮胎主体2相关的一状态讯息，包括该轮胎主体2与外界环境的状况、该轮胎主体2本身的状况、以及后续该轮胎主体2变化完成的状况等等，再由该系统控制器71接收该状态讯息，并根据该状态讯息控制该电流控制器73输出一电流，使该第一导电件3及该第二导电件4分别产生一第一磁场及一第二磁场，因此可通过同极性的该第一磁场及该第二磁场产生斥力，以改变该第一胎体21及该第二胎体22的距离，进而改变该轮胎主体2的轮廓。例如图4所示，车辆在制动时，通过该第一磁场及该第二磁场产生斥力，使该轮胎主体2的胎面接地面积增加，达到提高轮胎与路面的摩擦力的功效，以增加车辆制动能力，或是图5所示，车辆在转弯时，通过该第一磁场及该第二磁场产生斥力，使该轮胎主体2的内侧或外侧胎肩接地面积增加，以提高车辆过弯的稳定性。

其中：当该感应件72采用加速规时，可侦测加速度的变化，易于感测车辆的制动、驱动及转向；当该感应件72采用陀螺仪时，可侦测角度的变化，易于感测车辆的俯仰、偏摆及翻滚变化。当该感应件72采用应变规时，可黏贴在轮胎内面胶上，可侦测轮胎应变/应力的改变，易于感测车辆的运动行为；当该感应件72采用超音波传感器时，可安装在该轮框1上，借由朝向轮胎内面发射一超音波并侦测回传时的波形变化，可得知该轮胎主体2变形的状态；当该感应件72采用导电橡胶材料，将具导电的材料混入橡胶内使其具导电特性，因此当轮胎在行驶过程中，材料产生磁场变化，从而得知该轮胎主体2变形的状态。

参阅图2及图3，另外，当车辆正常行驶时，在轮胎滚动的过程中，利用该第一胎体21与该第二胎体22上的第一摩擦纤维层5及第二摩擦纤维层6摩擦产生电流，并通过该第一导电件3、该第二导电件4及该电流/讯号传输件75传输至该储电装置74储存，后续则可由该储电装置74供应给该控制器7电力，进而达到电力自给自足的功效。或者，该电流也可回充至该轮胎主体2所属的一车体，以供该车体内部的电子元件使用。

综合上述实施例的说明，当可充分了解本发明的操作、使用及本发明产生的功效，惟以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种轮廓可变形的轮胎，其特征在于：包括：

一轮框；

一轮胎主体，设置在该轮框上，该轮胎主体包括一第一胎体及一第二胎体，该第一胎体位在该第二胎体内侧；

一第一导电件，设置在该第一胎体的胎侧上；

一第二导电件，设置在该第二胎体的胎侧上；

一控制器，包括一系统控制器、一感应件及一电流控制器；该感应件感应与该轮胎主体相关的一状态讯息；该系统控制器、该感应件、该电流控制器、该第一导电件及该第二导电件彼此电性连接，该系统控制器接收该状态讯息，并根据该状态讯息控制该电流控制器输出电流，使该第一导电件及该第二导电件分别产生一第一磁场及一第二磁场，通过该第一磁场及该第二磁场的斥力，以改变该第一胎体及该第二胎体的距离，而改变该轮胎主体的轮廓，进而增加该轮胎主体的接地面积。

2.如权利要求1所述的轮廓可变形的轮胎，其特征在于：有一第一摩擦纤维层连接该第一导电件，以及一第二摩擦纤维层连接该第二导电件，该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层相接触，且该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层内皆含有导电材料；该控制器再有一储电装置通过该电流控制器连接该第一导电件及该第二导电件，该储电装置并连接该系统控制器、该感应件。

3.如权利要求1所述的轮廓可变形的轮胎，其特征在于：该感应件为加速规、陀螺仪、应变规、超音波传感器及导电橡胶其中的一或组合。

4.如权利要求1所述的轮廓可变形的轮胎，其特征在于：该控制器设置在该轮框的一凹槽中。

5.如权利要求1所述的轮廓可变形的轮胎，其特征在于：该第一胎体与该第二胎体以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式接合。

6.如权利要求1所述的轮廓可变形的轮胎，其特征在于：该第一导电件及该第二导电件以硫化、物理黏贴或化学黏贴方式分别接合在该第一胎体与该第二胎体上。

7.一种轮胎的轮廓变形方法，其特征在于，包括：

输出一电流至一轮胎主体的一第一胎体的胎侧上的一第一导电件，及该轮胎主体的一第二胎体的胎侧上的一第二导电件，而分别产生一第一磁场及一第二磁场；

通过该第一磁场及该第二磁场的斥力，以改变该第一胎体及该第二胎体的距离，而改变该轮胎主体的轮廓，进而增加该轮胎主体的接地面积。

8.如权利要求7所述的轮胎的轮廓变形方法，其特征在于：由一感应件感应与该轮胎主体相关的一状态讯息，再由一系统控制器接收该状态讯息，并根据该状态讯息控制一电流控制器输出该电流。

9.如权利要求7所述的轮胎的轮廓变形方法，其特征在于：有一第一摩擦纤维层连接该第一导电件，以及一第二摩擦纤维层连接该第二导电件，该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层相接触，且该第一摩擦纤维层及该第二摩擦纤维层内皆含有导电材料；在该轮胎主体行驶时，该第一摩擦纤维层及第二摩擦纤维层摩擦产生一电流。

10.如权利要求9所述的轮胎的轮廓变形方法，其特征在于：该电流回充至该轮胎主体所属的一车体。

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