农业作业机器人防滑驱动行走轮结构

　　这款轮体结构主要面向小型农业作业机器人的行走驱动场景设计，适配田间垄间作业、大棚内巡检、小型植保作业等非硬化路面的行走需求，区别于普通AGV的光面或浅纹路脚轮，该轮体针对农田表层松软土壤、残留秸秆、地膜碎片等复杂地面工况做了针对性的结构优化，能够在低附着力的农田表层提供足够的抓地力，避免轮体打滑导致的行走路径偏移、作业定位失准问题。从结构设计逻辑来看，轮体外圈采用连续的斜向齿状凸起纹路，齿形做了一定的倾角设计，并非垂直于轮面的直齿，这种设计一方面能够在接触松软土壤时让齿部顺利嵌入表层土，增大接触摩擦力，另一方面斜向排布的齿形在轮体滚动过程中可以减少带土量，避免泥土卡入齿缝造成轮体实际直径变化、影响行走精度，齿根位置做了圆弧过渡处理，避免应力集中导致的齿部断裂，同时也能减少秸秆、杂草缠绕在齿根位置的概率。

　　轮体的辐条部分采用了放射状的镂空支撑结构，并非实心轮盘设计，这种设计首先能够有效降低轮体自身重量，减少行走驱动电机的负载，降低机器人整机的功耗，延长田间作业的续航时长；其次镂空结构在轮体沾附泥土后，转动过程中泥土可以从镂空间隙脱落，减少轮体积泥造成的重量额外增加。轮体中心的安装孔做了同轴度公差约束，适配常规的小型驱动电机输出轴，安装孔周边做了加厚的凸台结构，用来提升轴孔配合位置的结构强度，避免轮体受到侧向冲击力时轴孔位置开裂，凸台端面预留了紧定螺钉的配合平面，安装时可以通过紧定螺钉将轮体与驱动轴锁死，防止长时间正反转切换过程中轮体与轴之间出现相对滑动，影响行走控制精度。

　　从安装边界来看，轮体的宽度控制在适配小型农业机器人底盘轮距的范围内，不会超出底盘侧边的防护边界，避免作业过程中轮体刮蹭到作物植株；轮体的外径尺寸匹配常规小型农业机器人的底盘离地间隙要求，能够跨过田间常见的小土块、作物残茬，不会出现底盘托底的情况。在实际应用中，这款轮体不需要额外加装防滑履带结构，单轮即可提供足够的抓地力，能够降低机器人行走机构的整体复杂度，减少后期维护的工作量，对比同尺寸的橡胶充气轮，这款一体式结构的轮体不存在爆胎、漏气的风险，在田间遇到尖锐的作物秸秆、碎石块时不会出现轮体破损失效的问题，耐用性更适配农业作业的复杂工况；对比实心橡胶轮，这款硬质结构轮体的纹路深度更大，在松软土壤上的抓地表现更优，不会出现橡胶轮纹路被泥土填满后打滑的问题。

　　设计过程中针对轮体的受力做了对应优化，辐条的排布角度兼顾了径向承重与抗扭转需求，当机器人搭载作业设备在坡地行走时，辐条结构能够均匀分散轮体受到的径向压力与驱动扭矩，不会出现局部应力过大导致的辐条断裂问题，轮体的边缘做了小角度的倒角处理，避免轮体侧边碰到坚硬物体时出现崩边的情况。