带块状防滑胎纹的辐条式行走轮结构

　　这款行走轮结构的设计，最初是面向小型巡检AGV、教学竞赛机器人、轻型短途转运小车的行走端需求开展的，在实际工程应用中，这类小直径轮组常被部署在厂区室内巡检设备、实验室移动演示平台、小型服务类移动载具的底盘位置，承担整机重量承载、传递行走扭矩、缓冲路面小幅颠簸的核心作用。从结构拆分来看，整个轮组分为外圈胎体与内部轮毂两个核心部分，胎体表面采用等距分布的块状凸起防滑纹，胎纹块的侧边做了15度左右的拔模斜度，既可以在注塑或橡胶硫化成型时顺利脱模，也能在轮组接触硬质铺装路面、环氧地坪、短绒地毯等常见室内行走面时，通过胎纹块的形变增大接触摩擦力，避免轮组在启动、制动、小半径转向时出现打滑空转的问题，胎纹的沟槽深度控制在胎体总厚度的三分之一，既保证足够的抓地性能，也不会因为沟槽过深导致胎体整体刚性不足，长时间承载后出现胎纹过度磨损、胎体变形的问题。

　　内部轮毂采用三辐条式的支撑结构，辐条之间预留了大尺寸的镂空区域，一方面可以在满足结构强度的前提下尽可能降低轮组自身的转动惯量，让驱动端的动力输出响应更灵敏，减少小型驱动电机的启动负载，另一方面镂空区域也可以作为安装对位的辅助参照，在装配驱动轴时，操作人员可以透过镂空位置观察轴端的定位卡簧、平键的对位情况，降低装配对位的难度。轮毂中心的安装孔做了带定位卡槽的异形设计，区别于普通的圆形光孔，这种带卡槽的孔型可以和驱动轴端的凸起结构紧密配合，传递扭矩时不会出现轴与轮毂之间的相对转动，避免长期正反转切换后孔位磨损出现旷量，安装孔的轴向长度做了加厚处理，和驱动轴的配合长度达到轮毂总宽度的三分之二，保证轴与轮的连接刚性，避免轮组在承受侧向力时出现偏摆。在安装边界的设计上，轮组的轴向总宽度控制在适配小型底盘安装空间的范围内，轮毂外侧的安装端面和胎体侧面保持齐平，不会出现额外的凸起结构，在多轮并排布置的底盘结构中，可以尽可能缩小轮间的预留间隙，提升底盘的空间利用率，胎体的外径尺寸经过匹配计算，适配常规的小型直流减速电机输出转速，在电机额定转速下可以达到0.8-1.2m/s的常规行走速度，满足室内移动设备的行走速度需求。

　　设计过程中针对轮组的受力情况做了简化的受力仿真，在单轮承受5kg额定垂直载荷的情况下，辐条根部的最大应力远低于常用ABS或尼龙材料的屈服强度，胎体与轮毂的结合面做了周向的凹槽卡扣结构，避免胎体和轮毂在承受扭矩时出现相对滑动，不需要额外涂胶或者加装紧固件就可以保证两者的连接可靠性。在实际选型适配时，这类轮组不需要额外搭配独立的轮毂连接件，只需要将驱动轴插入中心安装孔，拧紧紧定螺钉就可以完成安装，维护更换时不需要拆解底盘其他结构，直接从轴端拔出轮组即可替换，对于需要快速迭代的竞赛机器人、小批量试制的移动设备来说，可以有效缩短装配和维护的时间。

　　胎面的块状纹路在经过小幅磨损后，仍然可以保持足够的接触面积，不会因为局部磨损就导致抓地性能大幅下降，适配室内环境中常见的细小灰尘、少量水渍的路面情况，不会因为路面有少量杂质就出现行走打滑的问题。轮毂的辐条结构在保证强度的同时，也预留了后续加装编码器码盘的空间，不需要额外修改轮毂结构就可以在轮组内侧安装测速码盘，满足移动设备的闭环行走速度控制需求，对于需要精准定位的AGV设备来说，这种结构预留可以减少额外的安装支架设计工作，降低整体底盘的结构复杂度。