一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮的制作方法

本发明涉及月球车轮的技术领域，特别是涉及一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮。

背景技术：

随着科技的日益发展，人类对太空月球探索的脚步也越来越快。月球土壤十分细腻，软，在月球采集标本时依靠的是无人月球车来完成工作，传统的月球车质量很大，在工作过程中很容易发生打滑，车轮下沉等导致工作失败。这样，就不可避免的带来很多问题。在以往的研究中发现，车轮直径、凸耳数量高度以及凸耳角度等对抑制月球车轮的下沉有很大的影响。因为，迫切需要一种可以在运动过程中改变直径、凸耳形态的月球车轮来解决月球车在工作过程中的失效问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮，以解决上述现有技术存在的问题，使月球车在工作时，通过改变车轮形态来适应不同的地理环境，避免发生车轮打滑、下沉过大等现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮，包括轮毂、轮胎和凸耳，所述轮毂包括轴套、伸缩杆机构和弧形轮圈，所述轴套上均匀设置有至少两个所述伸缩杆机构，所述伸缩杆机构的外端连接所述弧形轮圈，所述弧形轮圈为至少两个且均布于同一圆柱面上，所述弧形轮圈上设置有所述轮胎，所述轮胎内均布有若干个充气腔，每个所述充气腔内各设置有一气囊，每个所述气囊的上表面上连接一所述凸耳，所述凸耳嵌套于所述轮胎的外表面上，且所述凸耳设置有不同的形状。

优选的，所述充气腔位于所述轮胎的内侧，所述气囊的上表面上连接一顶柱，所述顶柱连接所述凸耳，所述轮胎内设置有与所述凸耳和所述顶柱分别相匹配的凹陷部。

优选的，所述轮胎为橡胶轮胎，所述气囊为硅胶气囊。

优选的，所述气囊为矩形气囊，且所述气囊的下表面上设置有一支撑块，所述支撑块的高度不大于所述充气腔的高度。

优选的，每个所述充气腔的侧壁上均设置一充气孔，所述充气孔用于穿设所述气囊与气泵连接的管路，所述管路上设置有电磁阀。

优选的，所述伸缩杆机构为伸缩气缸或电动伸缩杆，且所述伸缩杆机构及所述弧形轮圈均设置有三个，所述伸缩气缸与所述气泵连接，所述电动伸缩杆接电。

优选的，所述气泵、所述电磁阀和所述伸缩杆机构分别与一控制器电连接。

优选的，所述凸耳包括直凸耳和斜凸耳，所述直凸耳设置有两种高度，所述斜凸耳设置有两种相反的倾斜度，每种所述凸耳各自均布于所述轮胎的外表面上，相邻的所述凸耳不相同且间距相等。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明可在月球车工作过程中改变车轮的直径，车轮质量轻，可以减少车轮下沉量；可根据不同的工作环境选择性的改变凸耳数量、凸耳高度和凸耳角度，能够稳定的改变轮胎的直径和凸耳的形态，适应不同的工况条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可变直径及可变凸耳形态的月球车轮的结构示意图；

图2为本发明可变直径及可变凸耳形态的月球车轮中轮毂的结构示意图；

图3为本发明可变直径及可变凸耳形态的月球车轮充气腔与凸耳的连接结构示意图；

其中：1-轴套，2-轮胎，3-直凸耳，4-斜凸耳，5-弧形轮圈，6-伸缩杆机构，7-充气腔，8-顶柱，9-支撑块，10-充气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮，以解决现有技术存在的问题，使月球车在工作时，通过改变车轮形态来适应不同的地理环境，避免发生车轮打滑、下沉过大等现象。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示：本实施例提供了一种可变直径及可变凸耳形态的月球车轮，包括轮毂、轮胎2和凸耳，轮毂包括轴套1、伸缩杆机构6和弧形轮圈5，轴套1上均匀设置有至少两个伸缩杆机构6，伸缩杆机构6的外端连接弧形轮圈5，弧形轮圈5为至少两个且均布于同一圆柱面上，弧形轮圈5上设置有轮胎2，轮胎2内均布有若干个充气腔7，每个充气腔7内各设置有一气囊，每个气囊的上表面上连接一凸耳，凸耳嵌套于轮胎2的外表面上，且凸耳设置有不同的形状。本实施例的每片弧形轮圈5的圆心角为110°，弧形轮圈5固定在轮胎2内侧，随着伸缩杆变长，弧形轮圈5顶住轮胎2内侧，使得轮子在变径过程中保持圆形。

充气腔7位于轮胎2的内侧，气囊的上表面上连接一顶柱8，顶柱8连接凸耳，轮胎2内设置有与凸耳和顶柱8分别相匹配的凹陷部，本实施例的凸耳略高于凸耳的凹陷部。

轮胎2为橡胶轮胎，气囊为硅胶气囊。气囊为矩形气囊，且气囊的下表面上设置有一支撑块9，支撑块9的高度不大于充气腔7的高度。本实施例的气囊结构也可以替换为直接在充气腔7与凸耳连接部分设置一层很薄的硅胶层。给充气腔7或者气囊充气时，硅胶材质会发生膨胀，进而带动连接处的顶柱8及凸耳往上移动，实现改变凸耳的凸出高度的效果。在充气腔7底部或者气囊的下表面设置一长方体的支撑块9，支撑块9上部与硅胶材质不粘合，当充气腔7或者气囊不充气时，使轮子移动过程中凸耳受力不往里缩。每个充气腔7的侧壁上均设置一充气孔10，充气孔10用于穿设气囊与气泵连接的管路，管路上设置有电磁阀。

伸缩杆机构6为伸缩气缸或电动伸缩杆，且伸缩杆机构6及弧形轮圈5均设置有三个，伸缩气缸与气泵连接，电动伸缩杆接电。通过控制伸缩气缸的伸缩来控制轮子直径。外轮为橡胶材质，具有一定的弹性，在伸缩气缸的作用下可改变自身的直径。

凸耳包括直凸耳3和斜凸耳4，直凸耳3设置有两种高度，斜凸耳4设置有两种相反的倾斜度，每种凸耳各自均布于轮胎2的外表面上，相邻的凸耳不相同且间距相等。本实施例中共有四种凸耳：高直凸耳、低直凸耳、两种角度相反的斜凸耳4，两个斜凸耳4之间为直凸耳3，高直凸耳和低直凸耳等间隔设置。其中，低直凸耳与两种斜凸耳4的高度一样。

气泵、电磁阀和伸缩杆机构6分别与一控制器电连接，实现凸耳形态的自由变换和轮胎2半径的变化。

本实施例的可变直径及可变凸耳形态的月球车轮的具体工作模式如下：各个工作模式均是通过控制器控制各个管路上的电磁阀来实现。

第一种工作模式：仅高直凸耳下的充气腔7或者气囊充气，控制高直凸耳与月壤剪切力，增加月球车移动的牵引拉力。

第二种工作模式：高直凸耳和低直凸耳下的充气腔7或者气囊同时充气，低直凸耳往外伸长变化成与高直凸耳等高，凸耳数量的增加能够提升车轮的行驶性能。

第三种模式：高直凸耳和两种斜凸耳4下的充气腔7或者气囊同时充气，斜凸耳4往外伸长变化成与高直凸耳等高，斜凸耳4的角度不同能够增加车轮的转弯性能。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。