[发明专利]径向伸缩式车轮机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种星球探测车用径向伸缩式车轮机构，适用于非结构化 地形环境。

背景技术

车轮是星球探测车直接与星球表面接触的部件，不仅承载探测车的整 体重量，产生牵引力，反馈必要的地形信息，而且影响着探测车的运动性 能、转向灵活性能及适应地形的能力。为保证车轮能够在星球表面上正常 行驶，要求车轮直径足够大，这是保证星球探测车越障性能的必要条件。 但在发射时由于受到运载工具有效载荷舱空间有限的约束，要求车轮几何 尺寸尽可能小。因此，要求星球探测车用车轮的径向尺寸应具有伸缩功能。

发明内容

本发明一种径向伸缩式车轮机构，保证了星球探测车用车轮在发射过 程中折叠为体积最小状态，节省运载空间；在星球表面着陆执行探测任务 时，则可根据星球表面的实际地形状况展开，车轮径向尺寸增至最大，保 证星球探测车的越障性能与地形适应性。

本发明所采用的技术方案如下：

径向伸缩式车轮机构主要包括轮缘、连接有驱动机构的轮毂、以及与 轮毂连接的用于支撑轮缘的连杆；

所述的轮缘由间隔设置的至少三个内缘块和至少三个外缘块拼成，具 体数目根据车轮的折展比、承载能力等要求综合考虑确定，相邻的内缘块 和外缘块之间通过“X型杆链”连接；

轮缘和轮毂之间设有与外缘块数量相同且位置分别相应的固定滑道 以及可沿固定滑道移动的滑块，固定滑道沿轮毂径向布置；

所述的“X型杆链”为铰接在一共同点形成“X型”的两根辐条，其 中：

第一辐条的两端分别为末端二和末端三，第二辐条的两端分别为末端 一和末端四；

末端一与外缘块铰接；

末端二与内缘块铰接；

末端三与滑块铰接，该滑块所在的固定滑道与末端一铰接的外缘块位 置相应；

相邻的“X型杆链”中的末端四相互铰接，且相邻的“X型杆链”中 的末端二相互铰接，使相邻的“X型杆链”围成一四边形；

所述的连杆的数量与滑块的数量相同，连杆一端铰接在轮毂外缘，另 一端与其相应的滑块铰接。

所述的内缘块和外缘块均匀分布。

所述的固定滑道设置在与之对应的外缘块的对称轴上。

轮缘展开时，相邻的内缘块和外缘块相互搭接。

滑块和轮毂上分别设置挤压式弹簧锁定装置，有效保证了车轮驱动功 能实现的可靠性。

所述的四边形的各边长度关系为：与内缘块铰接的两相邻边相等，远 离内缘块的两相邻边相等。

本发明的工作原理是：由驱动机构驱动轮毂转动实现滑块的径向移 动，保证滑块和轮缘之间的X型杆链机构展开，从而使车轮径向尺寸扩大， 实现车轮的径向展开。当转至轮毂径向线与连杆共线位置时，滑块和轮毂 上的挤压式弹簧锁定装置由储能弹簧推动，将连杆两端铰链锁定。此时轮 毂、连杆、径向滑块、X型杆链构成一体化的车轮结构，车轮处于完全展 开锁定状态。电机将继续驱动车轮转动以实现行驶功能。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1、均布联动曲柄滑块机 构和X型杆链机构组合设计有效地保证了较大折展比；2、车轮的折展、 行驶功能可以仅需一个电机驱动，实现了车轮的折展、驱动、传动的一体 化，结构紧凑，充分利用了轮体空间；3、实现车轮折展功能的均布联动 曲柄滑块机构、X型杆链机构的具体设置数目可根据车轮的刚度、强度设 计要求确定，以满足整车的载荷要求；4、挤压式弹簧锁定装置结构简单， 能确保径向伸缩式车轮一次性折展的冗余可靠度；5、应用范围广，除可 安装在星球探测车上外，还可作为其它非结构化地形中的行走机构。

附图说明

图1为径向伸缩式车轮机构的折展构型图；

图2为径向伸缩式车轮机构的折叠状态图；

图3为径向伸缩式车轮机构的完全展开状态图；

图4为图3的A-A向剖视图。

具体实施方式

结合图1、2、3和4说明本发明实施方式。

径向伸缩式车轮机构主要包括轮缘1、连接有电机的轮毂5、以及与 轮毂5连接的用于支撑轮缘1的连杆4。

轮缘1由均匀间隔设置的三个内缘块和三个外缘块拼成，相邻的内缘 块和外缘块之间通过“X型杆链”连接；