可被动腿变形轮式机器人行走轮结构

该可变换车轮结构主要面向非结构化地形的轮式移动机器人场景，区别于传统固定轮廓的行走轮，可在平整硬质路面保持类圆形轮面的低滚动阻力特性，遇到碎石、台阶、沟壑等障碍时，依靠轮体内部的联动机构触发轮瓣展开，形成带支撑腿的异形轮轮廓，无需额外驱动源即可完成轮形切换，适配巡检、勘探、灾后搜救等需要兼顾平路移动效率与越障能力的机器人底盘。从结构设计逻辑来看，轮体采用多组周向分布的活动轮瓣作为外轮廓接触部件，轮瓣通过铰接支座与中心轮毂连接，内部设置齿条传动副与复位弹性元件，当轮体接触障碍受到径向冲击力超过阈值时，对应位置的轮瓣会绕铰接轴向外翻转展开，形成向外伸出的支撑腿结构，搭在障碍边缘提供额外的抓附点与支撑力，帮助轮体攀爬越过高度超过传统轮半径的障碍；当回到平整路面后，轮瓣受到的径向载荷回归均匀区间，弹性元件带动传动副复位，轮瓣收回贴合形成连续的圆形轮面，恢复平路行驶的低阻状态。安装边界上，该轮体的中心轮毂采用标准法兰接口，可匹配常规机器人底盘的驱动电机输出轴，轮体收拢状态下的外轮廓直径与同规格普通行走轮一致，可直接替换原有固定轮组无需改动底盘安装位；展开状态下轮瓣伸出的最大径向尺寸为收拢直径的1.4倍，设计时需预留底盘下方与侧方的活动间隙，避免轮瓣展开时与底盘框架、悬挂部件发生运动干涉。轮体内部的齿条传动采用分段啮合设计，单组轮瓣的动作不会干扰其余轮瓣的锁止状态，保证越障过程中其余接触地面的轮瓣仍保持刚性支撑，不会出现轮体塌陷的情况；铰接位置设置有耐磨衬套，可承受越障时的冲击载荷，减少长期往复转动带来的磨损量。实际应用中，该结构无需额外配置驱动电机与控制线路来完成轮形切换，相比主动变形轮可降低底盘的布线复杂度与控制难度，同时减少额外动力源带来的重量负载，提升移动机器人的续航表现；轮瓣的接触表面做了防滑纹理设计，在硬质光滑路面与松软泥土地面都能提供足够的抓地力，避免越障过程中出现打滑空转的问题。