【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车轮相关，更具体地，涉及一种轮履复合式车轮及月球车。
技术介绍
1、月球表面松软、崎岖的地面环境严重制约着月面车辆系统的机动性、通过性。一方面，月面的崎岖和低重力特征使得车速难以进一步提高，apollo载人月球车车速也仅限于16km/h以内；另一方面，在广泛分布的随机坡、月球坑路面行驶时，松散的月壤条件使得车轮极易打滑，丧失驱动力。除此之外，月面极端高低温和真空环境使得传统的驱动方式面临巨大的考验，因此迫切需要开发一种适合在月面行走的同时满足牵引力需求的月球车移动系统构型。
2、轮式月球车具有高速、高效和控制简单、可靠性高等特点，但相对履带系统来说，承载能力和不同路面适应能力、通过能力稍差；履带式行走以其独有自我铺设路面的方式，行走机构牵引性能好，承载量大，非常适合在未知环境下使用，但行驶速度和灵活性受限。作为一类方案，申请号为cn201910430979.9的中国专利公开了一种月球载人巡视车，其行走装置包括齿轮、履带、齿轮驱动组件、滑板和多个安装架，其履带驱动的结构能够承受大重量的月球车并带动其在月球表面行走，但其在较为平整的月面上不能实现高速、高效的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种轮履复合式车轮及月球车，其结合了轮式行走机构及履带式行走机构的优点，可以满足在月面平坦地形行驶的快速性和极端崎岖地形的通过性和机动性。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种轮履复合式车轮，所述车轮
3、进一步地，所述支撑机构包括多个连接杆、多个惰轮及两个对称设置的支撑组件，两个所述支撑组件分别固定连接于车轮中心轴相背的两端；所述连接杆相背的两端分别转动地连接于两个所述支撑组件；多个所述惰轮分别设置在多个所述连接杆上。
4、进一步地，所述支撑组件包括侧轮毂及三个支撑部件，所述侧轮毂固定在所述车轮中心轴的一端，三个所述支撑部件的一端分别连接于所述侧轮毂，另一端通过所述连接杆与另一个所述支撑组件相连接；三个所述支撑部件绕所述侧轮毂的中心轴均匀排布。
5、进一步地，所述支撑部件包括两个支撑杆及两个支撑拨片，两个所述支撑杆的一端与所述侧轮毂的同一个部位形成转动连接，另一端分别与两个所述支撑拨片的一端转动连接，两个所述支撑拨片的另一端与履带驱动轮轴的同一部位形成转动连接，对应的所述履带驱动轮轴的另一端与对应的支撑部件的两个支撑拨片转动连接，即相对间隔设置的两个所述支撑部件的支撑拨片通过所述履带驱动轮轴转动连接，且所述履带驱动轮轴位于多个所述连接杆之间。
6、进一步地，所述变形驱动机构包括第一驱动电机、变形槽盘、作动柱套筒及作动柱推杆，所述第一驱动电机固定在所述车轮中心轴上，其输出轴通过齿轮与所述变形槽盘啮合连接；所述变形槽盘通过轴承转动的设置在车轮中心轴上；所述作动柱套筒固定在所述车轮中心轴上，所述作动柱推杆的一端套设在所述作动柱套筒内，另一端通过滑环连接于所述履带推动轮轴；所述作动柱套筒通过滑杆活动地连接于所述变形槽盘。
7、进一步地，所述变形槽盘朝向所述第一驱动电机的端面开设有凹槽，凹槽的槽壁形成有内齿轮，所述内齿轮与所述第一驱动电机的输出轴形成啮合连接；所述凹槽的底面设置有三个基于连续变曲率半径设计的滑槽；所述滑杆的一端伸入所述滑槽内，两者之间形成滑动连接。
8、进一步地，三个所述滑槽绕所述变形槽盘的中心轴均匀排布，且三个所述滑槽的形状相同，其相背两端之间的距离相等。
9、进一步地，所述履带驱动机构包括第二驱动电机、一对啮合的锥齿轮、履带驱动轮轴及履带驱动轮，每个所述履带驱动轴上间隔固定有两个所述履带驱动轮，两个所述锥齿轮中的一个固定在所述履带驱动轮轴上且位于所述滑环与一个所述履带驱动轮之间，另一个所述锥齿轮固定连接于所述第二驱动电机的输出轴；所述第二驱动电机固定在所述作动柱推杆上。
10、进一步地，所述履带驱动机构的数量为三个，三个所述履带驱动机构绕所述车轮的中心轴均匀排布。
11、本专利技术还提供了一种月球车，所述月球车包括车架及如上所述的轮履复合式车轮，所述车轮连接于所述车架。
12、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的轮履复合式车轮及月球车主要具有以下有益效果：
13、1.所述变形驱动机构、所述支撑机构及所述履带支撑机构均位于所述履带内，所述变形驱动机构通过驱动所述支撑机构动作来使得所述履带变形成圆形或者三角形，以使所述车轮处于轮式驱动模式或者履带驱动模式，这种结合的方式具备轮式和履带式行走机构的优点，圆形轮式行走机构具有灵活高度的特点，三角形履带模式行走机构在爬坡越障方面性能优异，能够有效地应对各种月面状况。
14、2.所述变形驱动机构、所述支撑机构及所述履带支撑机构均位于所述履带内，整体结构紧凑，体积小，灵活性较高。
15、3.所述变形槽盘采用纯机械驱动方式，可以提高驱动部件的服役安全性和稳定性。
16、4.三个所述滑槽的形状相同，其相背两端之间的距离相等，如此可以实现三个所述作动柱推杆同步外伸或者收缩。
17、5.配置所述轮履可重构复合式车轮的载人月球车在轮式驱动模式下，月面随机起伏地形可实现最高18km/h的车速，最大15°的爬坡度；履带驱动模式下稳定巡航速度12km/h，最大爬坡度25°。
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1.一种轮履复合式车轮，其特征在于：
2.如权利要求1所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑机构包括多个连接杆、多个惰轮及两个对称设置的支撑组件，两个所述支撑组件分别固定连接于车轮中心轴相背的两端；所述连接杆相背的两端分别转动地连接于两个所述支撑组件；多个所述惰轮分别设置在多个所述连接杆上。
3.如权利要求2所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑组件包括侧轮毂及三个支撑部件，所述侧轮毂固定在所述车轮中心轴的一端，三个所述支撑部件的一端分别连接于所述侧轮毂，另一端通过所述连接杆与另一个所述支撑组件相连接；三个所述支撑部件绕所述侧轮毂的中心轴均匀排布。
4.如权利要求3所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑部件包括两个支撑杆及两个支撑拨片，两个所述支撑杆的一端与所述侧轮毂的同一个部位形成转动连接，另一端分别与两个所述支撑拨片的一端转动连接，两个所述支撑拨片的另一端与履带驱动轮轴的同一部位形成转动连接，对应的所述履带驱动轮轴的另一端与对应的支撑部件的两个支撑拨片转动连接，即相对间隔设置的两个所述支撑部件的支撑拨片通过所述履带驱动轮轴转动连
5.如权利要求1-4任一项所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述变形驱动机构包括第一驱动电机、变形槽盘、作动柱套筒及作动柱推杆，所述第一驱动电机固定在所述车轮中心轴上，其输出轴通过齿轮与所述变形槽盘啮合连接；所述变形槽盘通过轴承转动的设置在车轮中心轴上；所述作动柱套筒固定在所述车轮中心轴上，所述作动柱推杆的一端套设在所述作动柱套筒内，另一端通过滑环连接于所述履带推动轮轴；所述作动柱套筒通过滑杆活动地连接于所述变形槽盘。
6.如权利要求5所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述变形槽盘朝向所述第一驱动电机的端面开设有凹槽，凹槽的槽壁形成有内齿轮，所述内齿轮与所述第一驱动电机的输出轴形成啮合连接；所述凹槽的底面设置有三个基于连续变曲率半径设计的滑槽；所述滑杆的一端伸入所述滑槽内，两者之间形成滑动连接。
7.如权利要求6所述的轮履复合式车轮，其特征在于：三个所述滑槽绕所述变形槽盘的中心轴均匀排布，且三个所述滑槽的形状相同，其相背两端之间的距离相等，三个所述滑槽两端的曲率中心均为所述变形槽盘的圆心。
8.如权利要求5所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述履带驱动机构包括第二驱动电机、一对啮合的锥齿轮、履带驱动轮轴及履带驱动轮，每个所述履带驱动轴上间隔固定有两个所述履带驱动轮，两个所述锥齿轮中的一个固定在所述履带驱动轮轴上且位于所述滑环与一个所述履带驱动轮之间，另一个所述锥齿轮固定连接于所述第二驱动电机的输出轴；所述第二驱动电机固定在所述作动柱推杆上。
9.如权利要求8所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述履带驱动机构的数量为三个，三个所述履带驱动机构绕所述车轮的中心轴均匀排布。
10.一种月球车，其特征在于：所述月球车包括车架及权利要求1-9任一项所述的轮履复合式车轮，所述车轮连接于所述车架。
...【技术特征摘要】
1.一种轮履复合式车轮，其特征在于：
2.如权利要求1所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑机构包括多个连接杆、多个惰轮及两个对称设置的支撑组件，两个所述支撑组件分别固定连接于车轮中心轴相背的两端；所述连接杆相背的两端分别转动地连接于两个所述支撑组件；多个所述惰轮分别设置在多个所述连接杆上。
3.如权利要求2所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑组件包括侧轮毂及三个支撑部件，所述侧轮毂固定在所述车轮中心轴的一端，三个所述支撑部件的一端分别连接于所述侧轮毂，另一端通过所述连接杆与另一个所述支撑组件相连接；三个所述支撑部件绕所述侧轮毂的中心轴均匀排布。
4.如权利要求3所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述支撑部件包括两个支撑杆及两个支撑拨片，两个所述支撑杆的一端与所述侧轮毂的同一个部位形成转动连接，另一端分别与两个所述支撑拨片的一端转动连接，两个所述支撑拨片的另一端与履带驱动轮轴的同一部位形成转动连接，对应的所述履带驱动轮轴的另一端与对应的支撑部件的两个支撑拨片转动连接，即相对间隔设置的两个所述支撑部件的支撑拨片通过所述履带驱动轮轴转动连接，且所述履带驱动轮轴位于多个所述连接杆之间。
5.如权利要求1-4任一项所述的轮履复合式车轮，其特征在于：所述变形驱动机构包括第一驱动电机、变形槽盘、作动柱套筒及作动柱推杆，所述第一驱动电机固定在所述车轮中心轴上，其输出轴通过齿轮与所述变形槽盘啮合连接；所述变形槽盘通过轴承转动的设置在车轮中心轴上；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴景铼，郜文豪，张凯迪，张云清，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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