CN103660778A - 一种高性能筛网车轮 - Google Patents

Abstract

一种高性能筛网车轮，其包括：轮圈结构，其包括具有相同轴心的第一轮圈、第二轮圈与第三轮圈，所述第二轮圈设于所述第一轮圈与第三轮圈之间，所述第一轮圈、第三轮圈半径相等，所述第二轮圈半径大于所述第一轮圈、第二路权，所述各轮圈通过加强筋连接加固；筛网轮面,其为覆盖在所述轮圈结构外侧表面的金属网状结构；棘爪，设于所述筛网轮面上的条状金属，其与所述轮圈结构固定连接。本发明提供的车轮重量轻、体积小、结构简单，减小了安装空间需求，减小了运载能力需求；月面巡视器轻量化筛网车轮在月面松软的月壤上具有很好的通过性能。

Description

一种高性能筛网车轮

技术领域

    本发明涉及月球探测车领域，特别是一种高性能筛网车轮。

背景技术

月面巡视器是国家探月工程重要项目，车轮是月面巡视器的关键部件，实现了月面巡视器在月球表面的移动，为月球探测平台的建设拓宽了范围，实现了移动式探测的目标。目前，月面巡视器车轮主要有锥形轮、弹性轮、充气轮等构型，各类构型车轮体积较大、质量重、结构复杂，对运载能力要求高。美国、俄罗斯登月车车轮分别是弹性金属轮、刚性金属轮，这两款车轮直径都较大、重量高，不适合我国探月车使用。俄罗斯的刚性车轮筛网连接采用了普通的重叠加压紧，重叠区域较大且不规则。针对我国探月任务的实际情况，月面巡视器车轮必须体积小、质量轻，并且具有较强的月面行驶能力。

发明内容

    本发明提供了一种高性能筛网车轮，其包括：

　　轮圈结构，其包括具有相同轴心的第一轮圈、第二轮圈与第三轮圈，所述第二轮圈设于所述第一轮圈与第三轮圈之间，所述第一轮圈、第三轮圈半径相等，所述第二轮圈半径大于所述第一轮圈、第二路权，所述各轮圈通过加强筋连接加固；

　　筛网轮面,其为覆盖在所述轮圈结构外侧表面的金属网状结构；

　　棘爪，设于所述筛网轮面上的条状金属，其与所述轮圈结构固定连接。

    较佳地，所述轮圈为铝合金材料制成，所述三轮圈通过六根等强度设计的加强筋连接。

    较佳地，所述筛网轮面为金属钛丝编制形成的网状结构。

    较佳地，所述筛网轮面具有一定的预紧力。

    较佳地，所述棘爪为铝合金复合材料制成。

    较佳地，所述第一轮圈、第二轮圈之间设置的棘爪数量与所述第二轮圈、第三轮圈之间设置的棘爪数量相同，所述第一轮圈、第二轮圈之间的棘爪与所述第二轮圈、第三轮圈之间的棘爪互相错落设置。

    较佳地，所述第一轮圈、第二轮圈之间的棘爪中包括一加强棘爪，所述第二轮圈、第三轮圈之间的棘爪中包括一加强棘爪。

较佳地，所述棘爪通过铆钉与所述轮圈铆接。

本发明具有以下明显的有益效果：

1、车轮重量轻、体积小、结构简单，减小了安装空间需求，减小了运载能力需求；

2、月面巡视器轻量化筛网车轮在月面松软的月壤上具有很好的通过性能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的高性能筛网车轮结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轮圈结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的筛网轮面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的筛网结构示意图；

图5为本发明实施例提供的棘爪结构示意图。

具体实施例

本发明提供了一种高性能筛网车轮，如图1所示，其包括：

轮圈结构，其包括具有相同轴心的第一轮圈1、第二轮圈2与第三轮圈3，第二轮圈2设于第一轮圈1与第三轮圈3之间，第一轮圈1、第三轮圈3半径相等，第二轮圈2半径大于第一轮圈1、第三轮圈3，各轮圈通过加强筋连接加固；

筛网轮面4,其为覆盖在所述轮圈结构外侧表面的金属网状结构；

棘爪5，设于所述筛网轮面上的条状金属，其与所述轮圈结构固定连接。

本实施例提供的轮圈结构采用整体加工的形式，主要由第二轮圈2承受发射过程中的压紧力，第二轮圈2通过六根矩形空心梁结构与行进驱动机构安装面相连，三个轮圈之间通过六根等强度设计的加强筋6连接，提高了轮圈的抗压和抗弯能力。轮圈结构主体为镂空形，同时采用铝合金材料作为加工材料，在保证轮圈结构强度的同时，大幅度减轻了轮圈结构的重量。

轮辐设计六根辐条支撑传递重量，同时辐条外围三个轮圈分别与辐条连接，中间轮圈直径较大，两侧轮圈直径较小，因此支撑车轮轮圈时形成了一个鼓形的轮廓。

本实施例提供的筛网轮面4采用金属钛丝手工编织而成，整体呈现鼓形。胎面鼓形设计在满足车轮包络尺寸要求的前提下，增加了车轮的鼓形半径。轮面半径的增加，增大了车轮在行驶过程中的接地面积，可以更好的适应软路面行走需求和单边越障的行驶要求，有助于改善巡视器的移动性能。钛丝编织的筛网质量轻，强度高，而且适应于月球表面松软的月壤，具有较大的牵引力，并且筛网面的设计具有足够的承载能力，防止月面巡视器陷入松软的月壤。筛网的编织过程保证了筛网孔大小的一致性与均匀性，在筛网面从模具上卸下到装配至轮圈过程中，通过给与一定的预紧力，控制筛网的弹性变形，保证筛网网孔基本不发生变形，均匀整齐地铺在轮圈外围，最后对筛网进行局部微调，保证网孔尺寸。

图3为车轮筛网胎面与筛网接口连接示意图。通过一个鼓形的模具定位，手工编织如图所示的胎面筛网，网孔大小均匀；在接口处编织成如图所示的“Z”字形，筛网接口处对应的一组钛丝15穿过同一根钛管16，用固定压接力进行压接，保证连接力足够大。车轮整体装配时钛管压接点处于棘爪下方，压接部位被遮盖，保证车轮的美观与整洁。

棘爪5对车轮在大滑移率下的行驶性能有重要的影响，尤其是在可能存在硬质障碍（如石块）的路面，棘爪5可以与岩石表面很好的啮合，提供足够的牵引力，保证车轮的越障性能；在松软路面上，车轮表面的棘爪5也可通过排挤土壤块增加牵引性能。在车轮表面安装棘爪5对增加牵引性能是必要的，棘爪5由铝基复合材料铸造而成，具有质量轻、耐磨性好等优点。第一轮圈1、第二轮圈2之间设置的棘爪数量与第二轮圈2、第三轮圈3之间设置的棘爪数量相同，第一轮圈1、第二轮圈2之间的棘爪与第二轮圈2、第三轮圈3之间的棘爪互相错落设置，本实施例中，棘爪共22个，两边各设置11个。

第一轮圈1、第二轮圈2之间的棘爪5中包括一加强棘爪，第二轮圈2、第三轮圈3之间的棘爪5中包括一加强棘爪7，两加强棘爪错落设置。加强棘爪的设计是为了符合月面巡视器车轮与着陆器安装和传力等方面的接口要求，而对特定位置棘爪的局部结构进行了强化设计。加强棘爪采用了加强筋设计，由铝合金整体加工而成。

通过棘爪、加强棘爪，把筛网胎面固定于车轮轮圈上而形成了月面巡视器的筛网车轮。

本发明具有以下明显的有益效果：

1、车轮重量轻、体积小、结构简单，减小了安装空间需求，减小了运载能力需求；

2、月面巡视器轻量化筛网车轮在月面松软的月壤上具有很好的通过性能。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种高性能筛网车轮，其特征在于，包括：

轮圈结构，其包括具有相同轴心的第一轮圈、第二轮圈与第三轮圈，所述第二轮圈设于所述第一轮圈与第三轮圈之间，所述第一轮圈、第三轮圈半径相等，所述第二轮圈半径大于所述第一轮圈、第二路权，所述各轮圈通过加强筋连接加固；

筛网轮面,其为覆盖在所述轮圈结构外侧表面的金属网状结构；

棘爪，设于所述筛网轮面上的条状金属，其与所述轮圈结构固定连接。

2.如权利要求2所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述轮圈为铝合金材料制成，所述三轮圈通过六根等强度设计的加强筋连接。

3.如权利要求1所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述筛网轮面为金属钛丝编制形成的网状结构。

4.如权利要求3所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述筛网轮面具有一定的预紧力。

5.如权利要求1所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述棘爪为铝合金复合材料制成。

6.如权利要求6所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述第一轮圈、第二轮圈之间设置的棘爪数量与所述第二轮圈、第三轮圈之间设置的棘爪数量相同，所述第一轮圈、第二轮圈之间的棘爪与所述第二轮圈、第三轮圈之间的棘爪互相错落设置。

7.如权利要求6所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述第一轮圈、第二轮圈之间的棘爪中包括一加强棘爪，所述第二轮圈、第三轮圈之间的棘爪中包括一加强棘爪。

8.如权利要求7所述的高性能筛网车轮，其特征在于，所述棘爪通过铆钉与所述轮圈铆接。

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