深空探测用带轴齿面行星车轮结构设计

该轮组结构面向地外天体表面探测移动场景设计，主要适配小型无人探测漫游车的行走系统，可在低重力、高粗糙度的月壤、模拟火星壤等松散颗粒地表环境下稳定作业，承担探测设备的承载、行走、越障核心功能，是深空探测移动平台行走系统的核心执行部件。从功能特性来看，该轮组采用外胎面、轮毂壳体、内置轴承、中心传动轴的分层集成结构，外轮面设计有沿周向均匀排布的纵向凸棱防滑结构，凸棱采用等间距渐变高度设计，轮缘处凸棱高度略低于轮面中部，既能够在松散沙土路面增大轮面与介质的嵌合摩擦力，降低松软路面的滑转率，避免探测车在爬坡越障时出现陷车打滑问题，又能在硬质岩石接触面减少凸棱的局部应力集中，降低硬质路面行驶带来的胎面异常磨损。轮体内部采用中空腔体设计，在保证轮体整体结构刚度的前提下大幅降低轮组自重，适配深空探测任务对载荷重量的严苛控制要求，中空腔体内可预留走线空间，方便轮边驱动电机、转速传感器等元器件的线路布设，减少外部走线带来的剐蹭损坏风险。中心传动轴通过双轴承结构与轮毂壳体连接，轴承采用过盈配合方式分别定位在轮毂中心的台阶孔与轴肩位置，可同时承受径向承载载荷与行驶过程中产生的轴向窜动力，保证轮体转动过程中的同轴度，减少高速转动时的偏摆抖动问题。从设计思路来看，该轮组采用模块化集成设计思路，将轮面防滑结构、轮毂承载结构、转动支撑结构、动力连接轴整合为独立总成部件，安装时仅需将中心轴两端与探测车的悬架摆臂固定座对接，即可完成轮组的装配，无需额外组装分散的轴承、密封件等小零件，可大幅提升探测车的总装效率，也便于后续地面试验过程中的快速拆换维护。在安装边界设计上，轮体外径、轴向宽度均匹配小型探测漫游车的轮距与底盘离地间隙要求，中心传动轴的轴径、轴端固定位尺寸适配常规小型轮边驱动单元的输出接口，轮体转动过程中与悬架、底盘护板的安全间隙经过校核，在最大越障高度下不会出现运动干涉问题，轮缘处的圆角过渡设计可避免轮体剐蹭星体表面凸起岩石时出现应力集中开裂的问题，整体结构兼顾了轻量化、可靠性与易装配性，能够满足深空探测任务对行走部件的严苛性能要求。