沙地清沙作业专用越野轮辋结构设计

　　这款轮辋结构的设计初衷，是面向小型沙地清理作业场景的行走端适配需求，解决常规光面轮胎在松散沙质地面抓地力不足、容易陷车打滑的痛点。在实际作业场景中，小型沙面清理设备需要在颗粒松散、承载力弱的沙质地表持续行走，既要保证足够的接地比压分散能力，避免轮体下陷，又要在行进过程中通过轮面结构带起表层积沙，配合设备的清理作业模块完成沙面平整、积沙转移的工作。从功能特性来看，轮辋采用了周向均匀分布的块状凸齿结构，每一块凸齿都带有一定的倾斜角度，在轮体转动时，凸齿可以顺利切入沙层内部，获得足够的横向与纵向抓附力，避免设备在沙面起步、转向时出现打滑空转的问题；同时凸齿之间预留了足够的排沙间隙，轮体转动过程中嵌入齿缝的沙子可以在重力作用下自然脱落，不会出现积沙卡滞导致轮面摩擦力下降的情况。

　　设计阶段针对不同的加工与使用场景做了两个版本的结构区分，实心结构版本的轮辋整体没有镂空减重设计，结构刚度更高，打印成型过程中不需要添加额外支撑，适配PLA材质的熔融沉积成型加工，成型后结构稳定性好，适合日常低频次、轻载荷的沙面作业场景使用；带图案的镂空版本则在轮辐位置做了辐条式镂空设计，在保证整体结构强度满足使用要求的前提下，有效降低了轮体自身重量，转动惯量更小，设备行走时的动力损耗更低，适配碳纤维等高强度轻质材料的加工场景，适合需要长时间连续作业、对轮体自重有严格要求的设备使用。

　　从安装边界来看，轮辋中心的轮毂位置采用了标准的圆形定位孔设计，孔位周边做了均匀分布的辐条连接结构，既可以适配常规小型行走设备的驱动轴安装尺寸，也可以通过加装连接法兰的方式适配不同轴径的驱动输出端；轮辋的整体外径、凸齿突出高度都经过匹配计算，安装后不会和设备的底盘、轮拱位置产生运动干涉，轮体转动时的最大外轮廓边界清晰，方便设计人员在做整车布局时预留足够的运动空间。轮面的凸齿采用了等距均匀分布的布局，每一块凸齿的触沙面都做了小角度的倒角处理，既可以减少轮体切入沙层时的阻力，也能避免凸齿边缘应力集中导致的结构破损，在长时间接触沙粒磨损的情况下，凸齿的磨损量可以保持在均匀可控的范围内，延长轮体的整体使用寿命。

　　轮毂中心的定位凸台做了加厚处理，和驱动轴配合的接触面精度可以满足常规小型行走设备的传动要求，不会出现安装后轮体跳动、转动偏心的问题；轮辐部分的连接筋厚度经过受力校核，在承受设备整机重量以及沙面反向冲击力的情况下，不会出现结构变形或者断裂的情况。在实际应用中，这款轮辋除了适配小型沙地清理设备之外，也可以作为小型沙地行走机器人、沙面探测设备的行走轮使用，针对松散颗粒地面的行走适配性远优于常规的光滑面轮胎，不需要额外加装防滑履带结构就可以获得足够的抓地力，能够有效降低小型沙面作业设备的整体结构复杂度与制造成本。