CN208035832U - 一种火星车弹性车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火星车弹性车轮，包括轮毂、弧形弹性轮辐、轮面和过度变形保护机构，其中轮毂为圆柱状，一端与轮轴连接；轮毂与轮面之间通过弧形弹性轮辐连接，所述弧形弹性轮辐一端均匀等距固定于轮毂周圈，另一端固定于轮面内侧；所述的过度变形保护机构包括支杆和顶板，顶板由支杆支撑，固定在轮毂周圈，顶板位于轮毂与轮面之间；本实用新型结构简单，轮面可变形程度大，恢复性强，对火星表面低重力、复杂路况适应性强。

Description

一种火星车弹性车轮

技术领域

本实用新型涉及一种车轮，特别涉及一种火星车弹性车轮。

背景技术

火星基本上是沙漠行星，由风积地貌和风蚀地貌共同构成，其表面覆盖一层松散的风化层即火星壤，火星表面严重坑化，形貌特征多样，有高山、峡谷、凹坑、盾形火山、河床、平地等，起伏跌宕，变化很大。火星表面的岩石分布密度很大，覆盖率约为14～16％左右。而火星表面的平均重力加速度相当于地球表面重力加速度的38％，火星大气稀薄很难保持来自太阳辐射的热量，所以火星表面温差特别大，表面平均温度为-63℃(地球则为14℃)，较低的重力加速度和崎岖不平的路面导致巡视器的行驶稳定性降低。由于火星表面温差大，辐射强等极端环境，导致橡胶等弹性材料无法应用。而火星车车轮需要具备良好的牵引通过性能和缓冲减振性能，才能保证火星车行驶稳定。目前登陆火星的火星车车轮，通常是选用刚性车轮，刚性轮一般由轮穀、轮辐、轮缘组成，其具有强度高、结构简单，承载性好等优点，但也存在着牵引性能差、缓冲性能差、平顺性低等缺点。因此，需要一种弹性好、寿命长、能适应火星表面特殊地形的火星车车轮，使火星车在行走时，受重力载荷作用的影响产生弹性变形，增大接地面积，减小接地比压，进而减小沉陷提高牵引性能。

发明内容

本实用新型的目的是解决现阶段火星车车轮牵引性能差、缓冲性能差、平顺性低等问题，提供的一种火星车弹性车轮。

本实用新型提供的一种火星车弹性车轮，包括轮毂、弧形弹性轮辐、轮面和过度变形保护机构，其中轮毂为圆柱状，一端与轮轴连接；轮毂与轮面之间通过弧形弹性轮辐连接，所述弧形弹性轮辐一端均匀等距固定于轮毂周圈，另一端固定于轮面内侧；所述的过度变形保护机构包括支杆和顶板，顶板由支杆支撑，固定在轮毂周圈，顶板位于轮毂与轮面之间；

所述的弧形弹性轮辐设于轮毂首尾两端的周圈，在首尾两排弧形弹性轮辐之间还设有环形弹性轮辐，所述的环形弹性轮辐均匀等距固定于轮毂周圈，两端分别与轮毂外表面和轮面内表面相连；

所述的过度变形保护机构的顶板为弧形顶板，弧形顶板与轮面弧度相同；

所述的轮面为环形金属板轮面；

沿轮面外表面等距设有横向的轮刺，所述的轮刺为垂直于轮面的棱条；

本实用新型的工作原理和过程：

本实用新型的提供的一种火星车弹性车轮，在通过硬岩石、松软沙土等复杂路面时，轮面在火星车重力载荷作用下产生弹性变形，增大了轮面与地面接触面积，从而减小了压强，避免(避免改成减小)车轮滑转和沉陷，有效地提高车轮的运动性能；

火星车行驶于凹凸不平的地面上时，轮面发生凹陷，轮毂和轮面之间的弧形弹性轮辐和环形弹性轮辐受力产生弹性变形，吸收火星车的振动和压力，起到缓冲减振的作用，而且弧形弹性轮辐和环形弹性轮辐还能存储能量，在轮面凹陷后，对轮面起到支撑回弹的作用，将凹陷的轮面顶起，使轮面恢复原状；

均布在轮面表面的横向轮刺能够剪切破坏土壤，以获得土壤对车轮的推力，提高车轮的爬坡能力和越障能力；

如果轮面过度凹陷，超出弧形弹性轮辐和环形弹性轮辐的弹性限度，会导致轮面无法回弹恢复原状，因此轮毂与轮面之间的过度变形保护机构能够有效的保护车轮轮面的过度形变，即当轮面凹陷至过度变形保护机构的顶板时，顶板会支撑轮面防止继续凹陷，继而轮面在弧形弹性轮辐和环形弹性轮辐的支撑作用下恢复原状。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种火星车弹性车轮结构简单，安全可靠，轮面可变形程度大，恢复性强，具有优良的平顺性；对火星表面低重力、复杂路况适应性强，能够吸收相当程度的震动，起到良好的减振作用；抓地性强，有良好得越障性和爬坡性；能够减小刚性冲击，避免了刚性结构因冲击载荷造成损坏，磨损程度小，延长车轮的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型侧视结构示意图。

图3为本实用新型轮毂结构示意图。

1、轮毂 2、弧形弹性轮辐 3、轮面 4、过度变形保护机构 5、支杆 6、顶板 7、环形弹性轮辐 8、轮刺。

具体实施方式

请参阅图1、图2和图3所示，本实用新型提供的一种火星车弹性车轮，包括轮毂1、弧形弹性轮辐2、轮面3和过度变形保护机构4，所述轮毂1为圆柱状，一端与轮轴连接；轮毂1与轮面3之间通过弧形弹性轮辐2连接，所述弧形弹性轮辐2一端通过螺栓均匀等距固定于轮毂1周圈，另一端通过螺栓固定于轮面3内侧；所述的过度变形保护机构4包括支杆5和顶板6，顶板6由支杆5支撑，固定在轮毂1周圈，顶板6位于轮毂1与轮面3之间，所述的弧形弹性轮辐2为圆弧状，弧形弹性轮辐2为弹簧钢材料，从而增大弧形弹性轮辐2的弹性，提高车轮弹性变形效果，所述的过度变形保护机构4 为铝合金材料，以便减轻车轮重量；

所述的弧形弹性轮辐2设于轮毂1首尾两端的周圈，在首尾两排弧形弹性轮辐2之间还设有环形弹性轮辐7，所述的环形弹性轮辐7均匀等距固定于轮毂1周圈，两端分别通过螺栓与轮毂1外表面和轮面3内表面相连，所述的环形弹性轮辐7为环状，回弹能力更强，环形弹性轮辐7为弹簧钢材料，从而增大环形弹性轮辐7的弹性，提高车轮弹性变形效果，环形弹性轮辐7 为两排，分别设置在过度变形保护机构4两侧，环形弹性轮辐7的弹性更强，辅助弧形弹性轮辐2支撑轮面3；

所述的过度变形保护机构4的顶板6为弧形顶板，弧形顶板与轮面3弧度相同；

所述的轮面3为环形金属板轮面，可以产生弹性形变，并能及时恢复，轮面3为弹簧钢材料，从而增大轮面3的弹性；

沿轮面3外表面等距设有横向的轮刺8，所述的轮刺8为垂直于轮面3的棱条，轮刺8为铝合金材料，以便减轻车轮重量。

本实用新型的工作原理与过程：

请参阅图1、图2和图3所示，本实用新型的提供的一种火星车弹性车轮，在通过硬岩石、松软沙土等复杂路面时，轮面3在火星车重力载荷作用下产生弹性变形，增大了轮面3与地面接触面积，从而减小了压强，避免车轮滑转和沉陷，有效地提高车轮的运动性能；

火星车行驶于凹凸不平的地面上时，轮面3发生凹陷，轮毂1和轮面3 之间的弧形弹性轮辐2和环形弹性轮辐7受力产生弹性变形，吸收火星车的振动和压力，起到缓冲减振的作用，而且弧形弹性轮辐2和环形弹性轮辐7 还能存储能量，在轮面3凹陷后，对轮面3起到支撑回弹的作用，将凹陷的轮面3顶起，使轮面3恢复原状；

均布在轮面3表面的横向轮刺8能够剪切破坏土壤，以获得土壤对车轮的推力，提高车轮的爬坡能力和越障能力；

如果轮面3过度凹陷，超出弧形弹性轮辐2和环形弹性轮辐7的弹性限度，会导致轮面3无法回弹恢复原状，因此轮毂1与轮面3之间的过度变形保护机构4能够有效的保护车轮轮面3的过度形变，即当轮面3凹陷至过度变形保护机构4的顶板6时，顶板6会支撑轮面3防止继续凹陷，继而轮面3 在弧形弹性轮辐2和环形弹性轮辐7的支撑作用下恢复原状。

Claims (1)

1.一种火星车弹性车轮，包括轮毂(1)、弧形弹性轮辐(2)、轮面(3)和过度变形保护机构(4)，所述轮毂(1)为圆柱状，一端与轮轴连接；轮毂(1)与轮面(3)之间通过弧形弹性轮辐(2)连接，所述弧形弹性轮辐(2)一端通过螺栓均匀等距固定于轮毂(1)周圈，另一端通过螺栓固定于轮面(3)内侧；所述的过度变形保护机构(4)包括支杆(5)和顶板(6)，顶板(6)由支杆(5)支撑，固定在轮毂(1)周圈，顶板(6)位于轮毂(1)与轮面(3)之间，所述的弧形弹性轮辐(2)为圆弧状，弧形弹性轮辐(2)为弹簧钢材料，从而增大弧形弹性轮辐(2)的弹性，提高车轮弹性变形效果，所述的过度变形保护机构(4)为铝合金材料，以便减轻车轮重量；

所述的弧形弹性轮辐(2)设于轮毂(1)首尾两端的周圈，在首尾两排弧形弹性轮辐(2)之间还设有环形弹性轮辐(7)，所述的环形弹性轮辐(7)均匀等距固定于轮毂(1)周圈，两端分别通过螺栓与轮毂(1)外表面和轮面(3)内表面相连，所述的环形弹性轮辐(7)为环状，回弹能力更强，环形弹性轮辐(7)为弹簧钢材料，从而增大环形弹性轮辐(7)的弹性，提高车轮弹性变形效果，环形弹性轮辐(7)为两排，分别设置在过度变形保护机构(4)两侧，环形弹性轮辐(7)的弹性更强，辅助弧形弹性轮辐(2)支撑轮面(3)；

所述的过度变形保护机构(4)的顶板(6)为弧形顶板，弧形顶板与轮面(3)弧度相同；

所述的轮面(3)为环形金属板轮面，可以产生弹性形变，并能及时恢复，轮面(3)为弹簧钢材料，从而增大轮面(3)的弹性；

沿轮面(3)外表面等距设有横向的轮刺(8)，所述的轮刺(8)为垂直于轮面(3)的棱条，轮刺(8)为铝合金材料，以便减轻车轮重量。