[发明专利]一种火星车弹性车轮

说明书

本发明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；本发明结构简单，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。

技术领域

本发明涉及一种车轮，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

本发明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。

本发明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；

本发明的工作原理和过程：

本发明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。

本发明的有益效果：