据外媒报道,韩泰轮胎(Hankook)近日与首尔国立大学的生物机器人专家,以及哈佛大学的工程师们,研究出了一种新型的折纸式车轮。这款特别的轮胎,最初灵感来源于兼具艺术和数学之美的折纸技术。
据悉,该团队已经在这个项目上经过了近十年的开发和折纸相关的研究。目前,他们已经做出了一整套功能完整的可折叠车轮组,并可以适应几种不同尺寸的车辆。不仅如此,这一研究组还向大众展示了车轮直径从46到80厘米(18到31.5英寸)的变化趋势,并能够同时支撑一辆全尺寸的实验车体。
变形轮的概念是通过使用“水炸弹”细分的折纸图案开发的。从结构上看,基于“水炸弹”设计的车轮具有垂直性,即在水平方向上形态会发生变化,而在垂直方向上则能够承受更大重量。通过这种双保险的配置,车轮可以在保证最小能量输入的同时,保持两种不同的形状。
这款车轮由三层膜片组成,其材质是一种厚实、柔软的复合膜,被设计成一种类似折纸水弹的结构,还可以按折线进行折叠。为了增加结构强度和耐磨性,非折叠面板中还夹有由激光切割的铝刻面板,保证复合膜具有一定的刚性。
在自然状态下,车轮受重力压迫会变形、塌陷,轮径变到最小;当我们水平向其挤压时车轮会折叠到最大直径,内部锁定版装置则会给结构提供更强的刚度。
为了更好地展示折叠车轮的功能,研发团队还在一个实验室演示平台和一辆吉普牧马人车上安装了这样一组轮子,并配上可以任意变化车轮直径的压力装置,进行了相关的视频演示。
从视频中可以看到,小型机器人通过调整高度和姿态,以保证在躲避障碍物的同时还能更快、更平稳地行进。早期的原型车轮还包括随车轮膨胀而折叠的延伸杆,一种智能攀爬装置,以便车辆能平稳驶过高于车轮直径的障碍物。
然而,研究人员也提到,这种柔性设计是存在一定局限的,未来在公路车辆上普及的可能性也很小。其中最重要的原因在于其表面的大量凹凸。由于外部设计了铝板和粘性橡胶,这款折叠轮胎比普通轮胎更大,也不够平滑。因此,想要借此实现商业盈利,是非常困难的。
不过,该研究团队也表示,这种超强的转换功能在某些极端的越野环境中或许会派上用场,尤其是像在执行星际任务过程中,比如作为探测漫游车、月球探索器的轮胎等等。