一种履带式弹性月球车车轮

本发明属于月球车车轮结构领域，尤其涉及一种履带式弹性月球车车轮。

背景技术：

1、太空探索是衡量一个国家科技发展水平和综合国力的重要内容。月球车作为探索月球的重要媒介和探索工具，其必须具有良好的月面移动能力和运载能力，而月球车车轮的性能直接决定了月球车整车的承载能力、移动能力和稳定性。

2、月球表面覆盖有一层松软的月壤风化层，太阳风粒子辐射大，气压几乎为零，还分布着各种不同地形包括高原、山谷、沙丘和陨石坑。月球表面的平均重力加速度相当于地球表面重力加速度的1/6，月球大气极其稀薄，因此太阳几乎是直接的照射在月球上。较低的重力加速度和崎岖不平的路面导致月球车的行驶稳定性降低。月球表面物质热容量和导热率很低，很难保持来自太阳辐射的热量，所以月球表面温差特别大，高达340℃(地球则为14℃)，由于月球表面温差大，辐射强等极端环境，导致橡胶和充气车轮难以适用。而月球车车轮需要具备良好的牵引通过性能、缓冲减振性能和防沉陷功能，才能保证月球车正常稳定行驶。目前登陆月球的月球车车轮，通常是选用刚性车轮，其具有强度高、结构简单，承载性好等优点，但也存在着缓冲性能差、平顺性低等缺点，不适用载人月球车。因此，需要一种承载性好、牵引力较大、寿命长、能适应月球表面特殊地形的月球车车轮，使月球车在行走时，受重力载荷作用的影响产生弹性变形，起到缓冲和减小振动的目的，同时，可以增大接地面积，进而减小沉陷提高牵引性能，为月球车平顺行驶提供保障。

技术实现思路

1、本发明为了解决月球车刚性轮牵引性能差、缓冲性能差和平顺性低的技术问题，而提供一种履带式弹性月球车车轮，以提高月球车的承载性能、牵引力和爬坡能力。

2、一种履带式弹性月球车车轮，包括轮毂、s型减震弹簧和履带链板，其中轮毂为一体式、单侧轮辐结构，s型减震弹簧为两侧对称的s型结构，履带链板由多片链板组合连接，单片链板为平面板状且两侧上凸结构；轮毂与轮轴连接；轮毂与履带链板之间通过s型减震弹簧连接，s型减震弹簧一端通过螺丝均匀等距固定在轮毂上，s型减震弹簧另一端通过螺丝固定在履带链板内侧。

3、进一步的，所述履带链板的材质为sic颗粒与钛纤维混杂增强的铝基复合材料。该铝基复合材料强韧性高，耐磨性能好。

4、进一步的，所述履带链板采用链销连接将多片链板组合连接。

5、进一步的，所述链板连接后，上凸结构形成轮刺。链板的平面板状结构能够与月面具有较大的接触面积。

6、进一步的，所述履带链板外表面上的螺丝设有螺丝套，可以防止螺丝头部的磨损，同时能提高车轮的牵引力。

7、进一步的，所述轮毂材质为镁合金材料，以便减轻车轮重量。

8、进一步的，所述s型减震弹簧材质为弹簧钢材料，能够增大曲面减振弹簧的弹性，提高车轮弹性变形效果；s型弹簧在压缩变形过程中，不会由于变形不均匀而发生失稳。

9、进一步的，所述履带链板周向布置。

10、本发明车轮工作原理及过程：

11、本发明提出的一种履带式弹性月球车车轮，在通过陨石坑、石块和松软沙土等复杂路面时，平面履带链板增大了与地面接触面积，从而减小了压强，减小车轮滑转和沉陷，有效地提高车轮的运动性能；

12、月球车行驶于凹凸不平的月面上时，履带链板发生凹陷，轮毂和履带链板之间的s型减震弹簧受力产生弹性变形，吸收月球车的振动和压力，起到缓冲减振的作用，而且s型减震弹簧还能存储能量，在轮面凹陷后，对履带链板起到支撑回弹的作用，使履带链板恢复原状；

13、履带链板采用分体式链板周向布置，单个链板的损坏不影响车轮整体的功能；

14、轮刺和履带链板采用一体式上凸设计，能够获得沙土对车轮的推力，提高车轮的爬坡能力和越障能力；

15、均匀在履带链板外表面上的螺丝套，能够起到轮刺的作用，提高车轮的抓地能力和牵引力，另一方面起到保护螺丝的作用。

16、本发明有益效果：

17、本发明提供的一种月球车履带式弹性车轮结构简单，安全可靠；车轮滑转和沉陷减小，牵引性能好；对月球表面低重力、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；能够减小震动冲击，避免了刚性结构因冲击载荷造成损坏，采用耐磨铝基复合材料作为链板，磨损程度小，可延长车轮的使用寿命。

18、本发明履带式弹性月球车车轮用于月球车在月球表面的行驶。

技术特征：

1.一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于该车轮包括轮毂(1)、s型减震弹簧(2)和履带链板(3)，其中轮毂(1)为一体式、单侧轮辐结构，s型减震弹簧(2)为两侧对称的s型结构，履带链板(3)由多片链板组合连接，单片链板为平面板状且两侧上凸结构；轮毂(1)与轮轴连接；轮毂(1)与履带链板(3)之间通过s型减震弹簧(2)连接，多个s型减震弹簧(2)一端通过螺丝(4)均匀等距固定在轮毂(1)的圆周方向上，s型减震弹簧(2)另一端通过螺丝(4)固定在履带链板(3)内侧。

2.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述履带链板(3)的材质为sic颗粒与钛纤维混杂增强的铝基复合材料。

3.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述履带链板(3)采用链销连接将多片链板组合连接。

4.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述链板连接后，上凸结构形成轮刺(5)。

5.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述履带链板(3)外表面上的螺丝(4)设有螺丝套。

6.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述轮毂(1)材质为镁合金材料。

7.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述s型减震弹簧(2)材质为弹簧钢材料。

8.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述履带链板(3)周向布置。

9.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述轮毂(1)的直径为250～1000mm，宽度为120～500mm。

10.根据权利要求1所述的一种履带式弹性月球车车轮，其特征在于所述s型减震弹簧(2)由底板将两侧对称的s型结构板连接。

技术总结一种履带式弹性月球车车轮，本发明属于月球车车轮结构领域。本发明为了解决月球车刚性轮牵引性能差、缓冲性能差和平顺性低的技术问题。本发明车轮包括轮毂、S型减震弹簧和履带链板，其中轮毂为一体式、单侧轮辐结构，S型减震弹簧为两侧对称的S型结构，履带链板由多片链板组合连接，单片链板为平面板状且两侧上凸结构。本发明提供的一种月球车履带式弹性车轮结构简单，安全可靠；车轮滑转和沉陷减小，牵引性能好；对月球表面路况适应性强，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；能够减小震动冲击，避免了刚性结构因冲击载荷造成损坏。本发明履带式弹性月球车车轮用于月球车在月球表面的行驶。技术研发人员：康鹏超,杜亭亭,武高辉,王康,巩雪鉴,陈明,倪文成,王储受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/17