本發(fā)明屬于月球車車輪結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，尤其涉及一種履帶式彈性月球車車輪。

背景技術(shù)：

1、太空探索是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要內(nèi)容。月球車作為探索月球的重要媒介和探索工具，其必須具有良好的月面移動(dòng)能力和運(yùn)載能力，而月球車車輪的性能直接決定了月球車整車的承載能力、移動(dòng)能力和穩(wěn)定性。

2、月球表面覆蓋有一層松軟的月壤風(fēng)化層，太陽(yáng)風(fēng)粒子輻射大，氣壓幾乎為零，還分布著各種不同地形包括高原、山谷、沙丘和隕石坑。月球表面的平均重力加速度相當(dāng)于地球表面重力加速度的1/6，月球大氣極其稀薄，因此太陽(yáng)幾乎是直接的照射在月球上。較低的重力加速度和崎嶇不平的路面導(dǎo)致月球車的行駛穩(wěn)定性降低。月球表面物質(zhì)熱容量和導(dǎo)熱率很低，很難保持來(lái)自太陽(yáng)輻射的熱量，所以月球表面溫差特別大，高達(dá)340℃(地球則為14℃)，由于月球表面溫差大，輻射強(qiáng)等極端環(huán)境，導(dǎo)致橡膠和充氣車輪難以適用。而月球車車輪需要具備良好的牽引通過(guò)性能、緩沖減振性能和防沉陷功能，才能保證月球車正常穩(wěn)定行駛。目前登陸月球的月球車車輪，通常是選用剛性車輪，其具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承載性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著緩沖性能差、平順性低等缺點(diǎn)，不適用載人月球車。因此，需要一種承載性好、牽引力較大、壽命長(zhǎng)、能適應(yīng)月球表面特殊地形的月球車車輪，使月球車在行走時(shí)，受重力載荷作用的影響產(chǎn)生彈性變形，起到緩沖和減小振動(dòng)的目的，同時(shí)，可以增大接地面積，進(jìn)而減小沉陷提高牽引性能，為月球車平順行駛提供保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決月球車剛性輪牽引性能差、緩沖性能差和平順性低的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種履帶式彈性月球車車輪，以提高月球車的承載性能、牽引力和爬坡能力。

2、一種履帶式彈性月球車車輪，包括輪轂、s型減震彈簧和履帶鏈板，其中輪轂為一體式、單側(cè)輪輻結(jié)構(gòu)，s型減震彈簧為兩側(cè)對(duì)稱的s型結(jié)構(gòu)，履帶鏈板由多片鏈板組合連接，單片鏈板為平面板狀且兩側(cè)上凸結(jié)構(gòu)；輪轂與輪軸連接；輪轂與履帶鏈板之間通過(guò)s型減震彈簧連接，s型減震彈簧一端通過(guò)螺絲均勻等距固定在輪轂上，s型減震彈簧另一端通過(guò)螺絲固定在履帶鏈板內(nèi)側(cè)。

3、進(jìn)一步的，所述履帶鏈板的材質(zhì)為sic顆粒與鈦纖維混雜增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。該鋁基復(fù)合材料強(qiáng)韌性高，耐磨性能好。

4、進(jìn)一步的，所述履帶鏈板采用鏈銷連接將多片鏈板組合連接。

5、進(jìn)一步的，所述鏈板連接后，上凸結(jié)構(gòu)形成輪刺。鏈板的平面板狀結(jié)構(gòu)能夠與月面具有較大的接觸面積。

6、進(jìn)一步的，所述履帶鏈板外表面上的螺絲設(shè)有螺絲套，可以防止螺絲頭部的磨損，同時(shí)能提高車輪的牽引力。

7、進(jìn)一步的，所述輪轂材質(zhì)為鎂合金材料，以便減輕車輪重量。

8、進(jìn)一步的，所述s型減震彈簧材質(zhì)為彈簧鋼材料，能夠增大曲面減振彈簧的彈性，提高車輪彈性變形效果；s型彈簧在壓縮變形過(guò)程中，不會(huì)由于變形不均勻而發(fā)生失穩(wěn)。

9、進(jìn)一步的，所述履帶鏈板周向布置。

10、本發(fā)明車輪工作原理及過(guò)程：

11、本發(fā)明提出的一種履帶式彈性月球車車輪，在通過(guò)隕石坑、石塊和松軟沙土等復(fù)雜路面時(shí)，平面履帶鏈板增大了與地面接觸面積，從而減小了壓強(qiáng)，減小車輪滑轉(zhuǎn)和沉陷，有效地提高車輪的運(yùn)動(dòng)性能；

12、月球車行駛于凹凸不平的月面上時(shí)，履帶鏈板發(fā)生凹陷，輪轂和履帶鏈板之間的s型減震彈簧受力產(chǎn)生彈性變形，吸收月球車的振動(dòng)和壓力，起到緩沖減振的作用，而且s型減震彈簧還能存儲(chǔ)能量，在輪面凹陷后，對(duì)履帶鏈板起到支撐回彈的作用，使履帶鏈板恢復(fù)原狀；

13、履帶鏈板采用分體式鏈板周向布置，單個(gè)鏈板的損壞不影響車輪整體的功能；

14、輪刺和履帶鏈板采用一體式上凸設(shè)計(jì)，能夠獲得沙土對(duì)車輪的推力，提高車輪的爬坡能力和越障能力；

15、均勻在履帶鏈板外表面上的螺絲套，能夠起到輪刺的作用，提高車輪的抓地能力和牽引力，另一方面起到保護(hù)螺絲的作用。

16、本發(fā)明有益效果：

17、本發(fā)明提供的一種月球車履帶式彈性車輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；車輪滑轉(zhuǎn)和沉陷減小，牽引性能好；對(duì)月球表面低重力、復(fù)雜路況適應(yīng)性強(qiáng)，能夠吸收相當(dāng)程度的震動(dòng)，起到良好的減振作用；抓地性強(qiáng)，有良好得越障性和爬坡性；能夠減小震動(dòng)沖擊，避免了剛性結(jié)構(gòu)因沖擊載荷造成損壞，采用耐磨鋁基復(fù)合材料作為鏈板，磨損程度小，可延長(zhǎng)車輪的使用壽命。

18、本發(fā)明履帶式彈性月球車車輪用于月球車在月球表面的行駛。

技術(shù)特征：

1.一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于該車輪包括輪轂(1)、s型減震彈簧(2)和履帶鏈板(3)，其中輪轂(1)為一體式、單側(cè)輪輻結(jié)構(gòu)，s型減震彈簧(2)為兩側(cè)對(duì)稱的s型結(jié)構(gòu)，履帶鏈板(3)由多片鏈板組合連接，單片鏈板為平面板狀且兩側(cè)上凸結(jié)構(gòu)；輪轂(1)與輪軸連接；輪轂(1)與履帶鏈板(3)之間通過(guò)s型減震彈簧(2)連接，多個(gè)s型減震彈簧(2)一端通過(guò)螺絲(4)均勻等距固定在輪轂(1)的圓周方向上，s型減震彈簧(2)另一端通過(guò)螺絲(4)固定在履帶鏈板(3)內(nèi)側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述履帶鏈板(3)的材質(zhì)為sic顆粒與鈦纖維混雜增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述履帶鏈板(3)采用鏈銷連接將多片鏈板組合連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述鏈板連接后，上凸結(jié)構(gòu)形成輪刺(5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述履帶鏈板(3)外表面上的螺絲(4)設(shè)有螺絲套。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述輪轂(1)材質(zhì)為鎂合金材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述s型減震彈簧(2)材質(zhì)為彈簧鋼材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述履帶鏈板(3)周向布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述輪轂(1)的直徑為250～1000mm，寬度為120～500mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種履帶式彈性月球車車輪，其特征在于所述s型減震彈簧(2)由底板將兩側(cè)對(duì)稱的s型結(jié)構(gòu)板連接。

技術(shù)總結(jié)
一種履帶式彈性月球車車輪，本發(fā)明屬于月球車車輪結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。本發(fā)明為了解決月球車剛性輪牽引性能差、緩沖性能差和平順性低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明車輪包括輪轂、S型減震彈簧和履帶鏈板，其中輪轂為一體式、單側(cè)輪輻結(jié)構(gòu)，S型減震彈簧為兩側(cè)對(duì)稱的S型結(jié)構(gòu)，履帶鏈板由多片鏈板組合連接，單片鏈板為平面板狀且兩側(cè)上凸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的一種月球車履帶式彈性車輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；車輪滑轉(zhuǎn)和沉陷減小，牽引性能好；對(duì)月球表面路況適應(yīng)性強(qiáng)，能夠吸收相當(dāng)程度的震動(dòng)，起到良好的減振作用；抓地性強(qiáng)，有良好得越障性和爬坡性；能夠減小震動(dòng)沖擊，避免了剛性結(jié)構(gòu)因沖擊載荷造成損壞。本發(fā)明履帶式彈性月球車車輪用于月球車在月球表面的行駛。

技術(shù)研發(fā)人員：康鵬超,杜亭亭,武高輝,王康,鞏雪鑒,陳明,倪文成,王儲(chǔ)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17