CN106004239A - 柔性载人月球车车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性载人月球车车轮，轮毂通过轮辐与外围的轮辋连接，在所述轮辋的外围设有按圆周均匀分布的内齿，该内齿为“U”型，内齿的开口端与轮辋固定连接，在内齿封闭端的两个内角处设置内衬条，同一内齿内的两个内衬条和内齿封闭端的中部组成“C”型，在所述内齿所在圆周的外围设有外齿，该外齿为“W”型，所述外齿按圆周均匀分布，且外齿与内齿相固定。本发明设计合理、结构简单、安装与拆卸方便，车轮结构紧凑、质量轻且具有良好的抗震能力，不仅能够有效增大牵引力，提高载人月球车的平顺性，而且可以防止环境温度引起的热应力对车轮变形的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种载人月球车，特别是涉及一种柔性载人月球车的车轮。
背景技术
载人探月计划是国家科技发展水平和综合国力的具体体现。作为月面宇航员月面探测、运输有效科学载荷和采集样品以及长期居住的重要媒介和探测工具，载人月球车可以有效保障宇航员的安全和高效完成月面探测任务。为了满足这一性能，载人月球车必须具有良好的月面环境移动能力、载运能力以及完全保障能力等。其中，车轮的性能直接决定了整车的承载能力、移动能力和操作稳定性。
目前，无人月球车的车轮存在直径小、爬坡性能差、承载能力不强等技术问题。已成功实现月面载人行走的美国阿波罗LRV载人月球车的金属弹性筛网车轮采用中间凸起结构和人字形防滑块结合的方案设计，接触面积相对较小，在松软、滚滑等月面环境下提供的牵引力有限，且容易沉陷，影响载人月球车的操作稳定性和舒适性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性载人月球车车轮。
本发明技术方案如下：一种柔性载人月球车车轮，轮毂通过轮辐与外围的轮辋连接，其特征在于：在所述轮辋的外围设有按圆周均匀分布的内齿，该内齿为“U”型，内齿的开口端与轮辋固定连接，在内齿封闭端的两个内角处设置内衬条，同一内齿内的两个内衬条和内齿封闭端的中部组成“C”型，在所述内齿所在圆周的外围设有外齿，该外齿为“W”型，所述外齿按圆周均匀分布，且外齿与内齿相固定。
采用以上技术方案，轮毂用于放置轮毂电机驱动车轮行驶，轮辋通过轮辐与轮毂连接，用于支撑内齿和保证车轮的刚度及外形；轮辋外设CUW型结构保证车轮的承载能力，其中，C型刚性控制要素结构设计是为了保证车轮的刚性以提高车轮的承载能力，U型柔性控制要素结构设计是为了保证车轮的柔性以提高车轮的平顺性；W型结构设计的外齿位于内齿外侧以提高车轮的越障性能。
为了简化结构，方便拆装，使内齿安装快捷、牢靠性好，所述轮辋两端的外壁均一体形成有一圈裙边，所述内齿开口端的内表面与裙边相贴合，内齿通过螺钉与裙边相固定。
所述轮毂、轮辐和轮辋为一体结构，并通过钛合金材料制成，这样质量轻、比强度高、耐腐蚀性好。
作为优选，所述内衬条和内齿为一体结构，并由弹簧钢材料制成。
为了方便选材，确保性能，使安装与拆卸更方便，所述外齿由弹簧钢材料制成，外齿通过螺钉与内齿的封闭端连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、车轮结构更紧凑、质量更轻且具有良好的抗震能力。采用CU型柔性内齿衬条的结构设计结构紧凑且质量轻，可有效吸收来自复杂月面的冲击震动，改善了载人月球车的舒适性，降低了对载人月球车行驶过程中宇航员与科学设备的冲击。
2、车轮能够有效增大牵引力。采用W型外齿结构设计，在保证车轮柔性的同时，可有效增大车轮与月面的接触面积，从而增大车轮受到的牵引力，在满足载人月球车高效移动能力的同时，W型外齿的弹性变形还可以提高载人月球车的平顺性。
3、车轮对月面环境的温度适应能力强。采用CU型内齿衬条和W型外齿结构设计，可有效散热，并可以防止环境温度引起的热应力对车轮变形的影响。
4、设计合理、结构简单、安装与拆卸方便。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
图2是内齿及内衬条的结构示意图。
图3是轮毂、轮辐及轮辋的结构示意图。
图4是内外齿的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2、图3和图4所示，本发明由轮毂1、轮辐2、轮辋3、内齿4、内衬条5和外齿6等构成。其中，用于放置轮毂电机的轮毂1位于轮辋3的中心位置，轮毂1通过多条按圆周均匀分布的轮辐2与外围的轮辋3连接为一体，并优选通过钛合金材料制成。在轮辋3两端的外壁均一体形成有一圈裙边31，两个裙边31之间形成环槽。
如图1、图2、图3、图4所示，在轮辋3的外围设有按圆周均匀分布的内齿4，内齿4的数目根据实际需要确定，两相邻内齿4之间的距离相等。内齿4为“U”型，内齿4的开口朝向轮毂1，且内齿4开口端的内表面与裙边31相贴合，内齿4通过螺钉与裙边31相固定。当然，作为等同的替换，内齿4也可以采用焊接或其它等同的方式与轮辋3相固定。
如图1、图2、图3、图4所示，在内齿4封闭端的两个内角处设置内衬条5，内衬条5和内齿4为一体结构，并优选由弹簧钢材料制成。同一内齿4内的两个内衬条5和内齿4封闭端的中部组成“C”型。在内齿4所在圆周的外围设有外齿6，该外齿6为“W”型，并优选由弹簧钢材料制成，外齿6按圆周均匀分布，外齿6的数目根据实际需要确定，两相邻外齿6之间的距离相等。外齿6可以是整体式结构，也可以由多个分离的短条组成，外齿6通过螺钉与内齿4的封闭端连接。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种柔性载人月球车车轮，轮毂(1)通过轮辐(2)与外围的轮辋(3)连接，其特征在于：在所述轮辋(3)的外围设有按圆周均匀分布的内齿(4)，该内齿(4)为“U”型，内齿(4)的开口端与轮辋(3)固定连接，在内齿(4)封闭端的两个内角处设置内衬条(5)，同一内齿(4)内的两个内衬条(5)和内齿(4)封闭端的中部组成“C”型，在所述内齿(4)所在圆周的外围设有外齿(6)，该外齿(6)为“W”型，所述外齿(6)按圆周均匀分布，且外齿(6)与内齿(4)相固定。
2.如权利要求1所述的柔性载人月球车车轮，其特征在于：所述轮辋(3)两端的外壁均一体形成有一圈裙边(31)，所述内齿(4)开口端的内表面与裙边(31)相贴合，内齿(4)通过螺钉与裙边(31)相固定。
3.如权利要求1所述的柔性载人月球车车轮，其特征在于：所述轮毂(1)、轮辐(2)和轮辋(3)为一体结构，并通过钛合金材料制成。
4.如权利要求1或2或3所述的柔性载人月球车车轮，其特征在于：所述内衬条(5)和内齿(4)为一体结构，并由弹簧钢材料制成。
5.如权利要求4所述的柔性载人月球车车轮，其特征在于：所述外齿(6)由弹簧钢材料制成，外齿(6)通过螺钉与内齿(4)的封闭端连接。
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