CN105015264A - 一种适应火星地形环境的车轮 - Google Patents

Abstract

本发明的一种适应火星地形环境的车轮，包括轮体、车轮驱动接口、辐条、驱动机构、轮辋、棘爪；车轮驱动接口是连接轮体与驱动机构的部分，分别设计了与辐条和驱动机构之间的连接接口；车轮驱动接口与辐条之间通过螺钉、螺母连接；辐条采用刚性辐条，安装在车轮一侧，将驱动机构布置在轮辋内部，辐条与轮辋之间通过螺钉、螺母连接；棘爪与轮辋之间通过螺钉、螺母连接。该车轮结构外形优美，加工简单，结构紧凑，火星表面通过性高，强度高，能够承受火星巡视器重量，并能承受一定量的扭矩。

Description

一种适应火星地形环境的车轮

技术领域

本发明涉及一种适应火星地形环境的车轮，该车轮能够提供强大的驱动力，承载能力强, 适合在火星表面行走。 

  

背景技术

车轮是星球巡视器的重要组成部分，需要承载巡视器的全部重量，具备足够的强度。 

火星表面地形地貌复杂，有沙漠、冰川堆积物、山地等，要适应各种地形，车轮在火星表面运动时必须具备很强的通过性，以往车轮的大小和特征不能很好地适应火星地表环境，需要针对火星特殊的表面特性设计专门的车轮。 

因此，业界需要一种适应火星地形环境的车轮，实现在火星表面的前进、后退、转向、制动、爬坡、过坑、脱困等功能。 

  

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种能够提供强大的牵引力，承载能力强；同时转向阻力小，转向效率高的适应火星地形环境的车轮。 

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种适应火星地形环境的车轮，包括轮体、车轮驱动接口、辐条、驱动机构、轮辋、棘爪；所述车轮驱动接口是连接轮体与驱动机构的部分，分别设计了与车轮辐条和驱动机构之间的连接接口；车轮驱动接口与辐条之间通过螺钉、螺母连接；辐条采用刚性辐条，安装在车轮一侧，方便将驱动机构布置在轮辋内部，使结构更紧凑；辐条与轮辋之间通过螺钉、螺母连接；棘爪与轮辋之间通过螺钉、螺母连接。 

作为本发明的一种优选，轮辋采用鼓形轮面，由于轮面为鼓形，巡视器在转向过程中转向阻力小；轮面材料为铝合金，在保证足够强度的情况下，减轻了轮辋的质量。轮面边缘直径为320mm，轮面中间直径为356.5mm，鼓面厚度为3mm。 

进一步，棘爪采用线切割加工，按鼓形曲线预弯成型，这种形状有助于提高土壤的剪切应力，从而提高车轮在前进过程中抓地力，提高车轮的牵引力。 

本发明与现有技术相比的有益效果是： 

1、在火星表面通过性强，能够提供强大的牵引力，承载能力强；

2、转向阻力小，转向效率高；

3、鼓形的非弹性轮面设计能够减小前进阻力；

4、棘爪能够提高巡视器的牵引力，有效传递驱动机构提供的动力；

5、车轮结构外形优美，零件加工简单，装配简便，材料利用率高，大大降低生产成本。

  

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显： 

图1是本发明适应火星地形环境的车轮的结构示意图；

图2是本发明的轮辋外形图；

图3是本发明的棘爪结构示意图；

图4是本发明的辐条外形图；

图5是本发明的驱动机构外形图；

图6是本发明的驱动机构连接示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。 

  

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出 

之实施例的限制。

如图1所示，本发明实施例的适应火星地形环境的车轮，包括轮体、车轮驱动接口1、辐条2、驱动机构、轮辋3、棘爪4；为提高车轮的越障高度，本发明使用大直径车轮，轮辋选择鼓形轮面，轮面边缘直径为320mm，轮面中间直径为356.5mm，鼓面厚度为3mm，材料选择铝合金。轮面为非弹性面，在与地面接触过程中不产生变形，使得前进过程中运动阻力较小。材料选择轻质铝合金，在保证足够强度的情况下，减轻了轮辋3的质量。由于轮面为鼓形，巡视器在转向过程中转向阻力小，轮辋3的外形如图2所示。 

为了使巡视器前进过程中获得更大的牵引力，特别设计了棘爪4的形状，这种形状有助于提高土壤的剪切应力，从而提高车轮在前进过程中抓地力，提高车轮的牵引力。棘爪4通过线切割加工成型后，按鼓形曲线预弯成型，方便后续安装，棘爪4与轮辋3之间通过螺钉、螺母连接，棘爪4的外形如图3所示。 

如图4所示，火星车具有6只车轮，每只车轮配备8根辐条2，中心对称安装。为了减小巡视器横向尺寸，车轮的辐条2设计成刚性辐条，并安装在车轮一侧，辐条还必须能够承受火星车重力在车轮处引起的弯矩；将驱动机构布置在轮辋3内部，在保证足够支撑强度的情况下，使巡视器驱动机构的布置更加紧凑，辐条2与轮辋3之间通过螺钉、螺母连接。此种辐条质量轻，强度高，体积小，接口简单，能够给予驱动机构更大的安装包络。 

结合图5、图6，车轮驱动接口1是连接车轮与驱动机构的部分，分别设计了与辐条2和驱动机构之间的连接接口，设计简洁明了，外观优美。车轮驱动接口1与辐条2之间通过螺钉、螺母连接，车轮驱动接口1外形如图5所示。 

以上实施例仅用于举例说明本发明的内容，除上述实施方式外，本发明还有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种适应火星地形环境的车轮，其特征在于，包括轮体、车轮驱动接口、辐条、驱动机构、轮辋、棘爪；

所述车轮驱动接口是连接轮体与驱动机构的部分，分别设计了与辐条和驱动机构之间的连接接口；车轮驱动接口与辐条之间通过螺钉、螺母连接；

所述辐条采用刚性辐条，安装在车轮一侧，将驱动机构布置在轮辋内部，辐条与轮辋之间通过螺钉、螺母连接；

所述棘爪与轮辋之间通过螺钉、螺母连接。

2.如权利要求1所述的适应火星地形环境的车轮，其特征在于，所述轮辋采用鼓形轮面。

3.如权利要求2所述的适应火星地形环境的车轮，其特征在于，所述鼓形轮面材料为铝合金，轮面边缘直径为320mm，轮面中间直径为356.5mm，鼓面厚度为3mm。

4.如权利要求1所述的适应火星地形环境的车轮，其特征在于，所述棘爪采用线切割加工，按鼓形曲线预弯成型。

5.如权利要求1所述的适应火星地形环境的车轮，其特征在于，采用8根辐条，中心对称安装。