[实用新型]一种火星车的金属弹性仿生车轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适合特殊地形的探测车车轮，具体来说是一种的火星金属弹性车轮。

背景技术

现今我国对于火星的探测还处于初级阶段，受环境(地表沙丘、砾石遍布)、质量、强度、尺寸和结构等限制，目前火星巡视探测器主要以金属刚性车轮为主，但刚性车轮很难适应巡视探测器和星球开发车辆高速、载重、平稳、节能、长距离和全地形适性的发展趋势。弹性轮的研究在理论和技术上存在困难和挑战，因此，解决巡视探测器弹性车轮的理论、设计、优化、仿真及试验对我国深空巡视探测具有重要意义。

发明内容

本实用新型目的在于为火星探测器设计一种结构简单，能够吸能减震的新型金属弹性车轮，使其在火星复杂地表上仍然具有良好的通过性和平稳性，以便顺利完成探测任务。

本实用新型的设计理念以松塔为仿生原型，成熟的松塔在从树上掉落下来时，其纺锤形和多鳞片结构不仅能够起到良好的缓冲减震的作用还能在滚动时能够有效减少阻力，使松塔能够远离树根生根发芽。本实用新型的技术方案如下：

一种火星车的金属弹性仿生车轮，为圆轮形，其特征在于车轮的轮面沿轮的轴向由多个形状相同的轮片组成，轮片由曲面和正轮面构成，多个轮片组成的车轮呈圆锥与圆柱连接的半纺锤体形状，多个轮片的曲面在根部相连，既轮面圆锥顶部为一整体，轮片曲面3/4以上长度及正轮面之间形成条状开口，在每个轮片的曲面和正轮面上都有轮齿。

本实用新型的设计沿轴向截面的轮廓线条来源于松塔多鳞片构成的外轮廓，车轮总体来看类似于半纺锤体。本实用新型在承载时轮面会有部分变形，并且会通过变形对地面不平带来的不同作用力做出反应，增大与地面的接触面，

本实用新型的有益效果如下：

1)、轮胎横向截面的整体轮廓来源于松塔的外形结构，呈半纺锤形，很好完成缓冲减震，又保证了承载要求。

2)、轮片轮廓曲线提取于松塔鳞片，具有高减震缓冲效果。

3)、一体式多轮片的设计，轮片间无相对挤压，能够为车身提供良好的减震缓冲效果，增大对地接触面积，进一步保证探测器的安全运行。

4)、轮齿的设计，加强了车轮在沙地地表上的通过性，抗沉陷性，为探测任务的进行提供了基础保障。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的轮片立体图

图3为本实用新型的主视图。

图4为本实用新型的仰视图。

图例：1、轮片的曲面，2、轮齿，3、轮片的正轮面，4、轮片间条形开口5、轮面圆锥顶部，6、车轮与轴的安装孔。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型可由一体式圆锥形+圆柱体制成，在圆锥体及圆柱体上制出由12个轮片，12个轮片的曲面在根部相连，轮片曲面3/4以上长度及正轮面之间制出条状开口，轮片曲面1和正轮面3过度处呈圆弧过渡，减少应力集中。轮齿2通过螺丝固定在轮片的曲面1和和正轮面3上。当车轮滚动时，正轮面3是主要的接地面，多轮片共同分压，提供缓冲减震效果。当较大载荷作用时轮片曲面发生变形，对地接触面积增大，保证平稳运行。轮片之间条形开口5提供了轮片变形的空间。

轮片曲面1轮廓曲线y符合下述公式：

y＝0.0022x³+0.004x²+0.189x-0.0428

车轮高度A与宽度B满足

A:B＝30:25，

曲面1的宽度C与正轮面的宽度D满足

D:C＝19:22。

所述轮面材质为65Mn弹簧钢，65Mn弹簧钢具有良好的弹性，有助于变形的实现和恢复。轮齿材质为6082T6铝合金。