一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112172407A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011073725.5(22)申请日2020.10.09(71)申请人湖南科技大学地址411201湖南省湘潭市雨湖区石马头2号(72)发明人陈哲吾汪国胜袁加乾郭勇戴巨川(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人杨采良(51)Int.Cl.B60B9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图10页(54)发明名称一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮(57)摘要本发明公开了一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，包括轮毂、调整环、刚性支撑杆、弹性支撑架、金属丝网、交错连接棘爪，调整环通过驱动元件安装在轮毂上，能够调整各刚性支撑杆的相对位置，改变弹性支撑架的初始形状，所述轮毂包括可拆分的左轮毂和右轮毂两部分，轮毂中心位置与轮轴连接，轮毂外缘位置与弹性支撑架、调整环相连接；本发明通过调整弹性支撑架的初始形状，实现了机械弹性车轮的截面形状和承载刚度的改变，进而改变了车轮与地面的接触面积和行驶性能，提高了机械弹性车轮对不同地面环境的适应能力，扩大了机械弹性车轮的应用范围。CN112172407ACN112172407A权利要求书1/1页1.一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，包括轮毂(1)、调整环(2)、刚性支撑杆(3)、弹性支撑架(4)、金属丝网(5)、交错连接棘爪(6)，调整环(2)通过驱动元件(201)安装在轮毂(1)上，能够调整各刚性支撑杆(3)的相对位置，改变弹性支撑架(4)的初始形状，所述轮毂(1)包括可拆分的左轮毂(101)和右轮毂(102)两部分，轮毂(1)中心位置与轮轴连接，轮毂(1)外缘位置与弹性支撑架(4)、调整环(2)相连接；所述调整环(2)为两个，两个调整环(2)并排布置安装在轮毂(1)外缘中间位置，两个调整环(2)分别通过刚性支撑杆(3)与弹性支撑架(4)相连，所述刚性支撑杆(3)一端连接到调整环(2)上，另一端通过转接块(301)连接到弹性支撑架(4)上；所述交错连接棘爪(6)具有多个交错设置的棘爪片，交错连接棘爪(6)通过铆钉与弹性支撑架(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，所述驱动元件(201)具有自锁结构能够实现自锁能力。3.根据权利要求1或2所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，所述刚性支撑杆(3)与调整环(2)、转接块(301)之间的连接为铰链活动连接。4.根据权利要求1或2所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，所述弹性支撑架(4)为具有中间支撑(401)的U形弹片(402)，U形弹片(402)两端固定连接到轮毂(1)上。5.根据权利要求4所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，在U形弹片(402)与中间支撑(401)之间布置圆形弹片(403)。6.根据权利要求4所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，所述交错连接棘爪(6)与弹性支撑架(4)之间的连接为可活动连接。7.根据权利要求1或2所述的一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮，其特征在于，所述金属丝网(5)套装在弹性支撑架(4)外部。2CN112172407A说明书1/4页一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮技术领域[0001]本发明涉及车轮，具体是一种可变截面可变刚度的机械弹性车轮。背景技术[0002]轮式移动系统是人类进行深空星球巡视探测的主要平台工具,在深空星球探测任务中都起着重要作用。由于深空环境的限制，普通的充气橡胶轮胎难以应用，目前星球探测移动系统主要以金属刚性车轮和机械弹性车轮为主。月球和火星等深空星球的表面地形地貌环境主要是两种：一种是表面覆盖了一层松软风化层的松软土壤地面环境；另一种为岩石直接裸露在外的坚实裸岩地面环境。两种地面环境的承载能力和附着能力差异非常大，普通的刚性车轮和弹性车轮难以同时适应这两种地面环境的使用需求。[0003]因此人们尝试对星球探测车辆的车轮结构进行改进，中国专利文献CN200910071829X，提供了《探测车弹性可自动伸缩变直径车轮》，通过改变车轮直径大小提高了星球探测车辆在多种不同地面环境下的行驶能力；通过将中国专利文献CN2018204908230，提供了《一种半步行式星球车金属弹性车轮》，通过将步行机械结构与弹性车轮结构相结合，提高了车轮的通过性和环境适应性。[0004]但是，这些技术方案仍然存在不足，只能适应速度较低的轻型无人探测车辆，对速度较高、重量较重的载人星球探测车辆就不能适应，导致这些方案在载人星球探测车辆上缺乏实用价值。[0005]对于星球探测车辆而言，有必要在坚实裸岩地面与松软土壤地面