13英寸马拉松车轮与8英寸脚轮结构设计

　　环向排布的纹路一方面可以在滚动过程中快速排出接触面的积水与浮尘，提升干燥与微湿路面的抓附能力，另一方面连续的环向筋条结构可以降低滚动过程中的纹路形变，减少不必要的能量损耗，相比块状花纹更适合长距离硬质路面使用。轮辋部分采用中心对称的盘式结构，中心安装孔位预留了标准轴承安装位，可适配常规的轮轴安装尺寸，轮辐部分的曲面过渡经过受力优化，在保证整体结构强度的前提下尽可能降低轮组自身重量，减少长距离移动过程中的转动惯量，让起步与滑行过程更加顺畅。8英寸规格的轮组属于典型的设备脚轮，适配小型工业设备、移动工作台、轻型仓储推车的移位需求，这类脚轮的使用场景多为车间环氧地坪、室内地砖、平整水泥路面，不需要长距离持续高速滚动，在小型移动载具与辅助行走设备的结构设计环节，行走轮组的选型与适配往往直接决定整机的移动平顺性、负载能力与场景适配性，本次涉及的两款轮组分别对应长距离移动载具与小型设备移位的典型需求，在结构设计阶段需要兼顾不同使用场景下的性能边界。13英寸规格的轮组主要适配人力驱动的长距离移动载具，也就是常说的马拉松类移动推车、竞速类人力载具，这类场景下轮组需要在硬质铺装路面持续滚动，既要降低滚动阻力减少人力损耗，也要具备足够的径向缓冲能力，吸收路面微小凸起带来的振动，避免振动直接传递到载具主体影响搭载物品稳定性或是操作者的握持体验。从结构上看，这款13英寸轮组采用橡胶外层带环向防滑纹路的设计，

　　但需要具备足够的垂直负载能力，同时在小范围移位时可以灵活转向。这款8英寸脚轮同样采用橡胶外层结构，胎面的环向纹路密度更高，在保证与地面接触摩擦力的同时，滚动过程中不会产生过大的噪音，适配室内使用场景的静音需求。中心安装位采用金属嵌件设计，避免长期承重情况下安装孔出现形变松旷，轮体内部的支撑结构做了等距加强筋排布，可以均匀分散垂直方向的负载，避免局部应力集中导致的轮体开裂。在设计思路上，两款轮组都采用了模块化的结构逻辑，轮胎外层与轮辋部分的配合尺寸做了统一的公差适配，后期维护时可以单独更换磨损的轮胎外层，不需要整体更换轮组，降低全生命周期的使用成本。安装边界方面，13英寸轮组的中心安装孔直径适配常规12mm-20mm直径的轮轴，

　　轮组整体宽度控制在75mm以内，安装时需要预留轮轴两侧的固定卡位空间，轮组外侧与载具支架的间隙不小于5mm，避免滚动过程中出现剐蹭；轮组的滚动半径为165mm左右，设计载具底盘离地间隙时需要结合这个尺寸，保证过障时底盘不会磕碰路面凸起。8英寸脚轮的中心安装孔适配8mm-12mm的轮轴，整体宽度控制在50mm以内，安装时除了预留径向转动间隙，还要考虑脚轮支架转向时的摆动空间，避免轮体在转向过程中与设备底部结构发生干涉。从实际应用的反馈来看，13英寸轮组在铺装路面的滚动阻力比同尺寸实心塑料轮低40%左右，长距离推行时的人力损耗明显降低，橡胶外层的缓冲能力可以过滤掉路面大部分微小振动，搭载精密小型设备时也不会因为路面振动影响设备精度；

　　8英寸脚轮的单轮负载可以满足50kg以内的轻型设备移位需求，滚动过程中的噪音控制在60分贝以内，符合车间与办公场景的使用要求，胎面的耐磨性能可以满足日常频繁移位的使用强度，不会在短时间内出现过度磨损。在三维建模过程中，两款轮组的曲面都做了连续曲率处理，胎面的纹路采用阵列特征生成，既保证了纹路的均匀一致性，也方便后期根据不同使用场景调整纹路的密度与深度，轮辋部分的安装位做了参数化设计，可以根据实际选型的轴承尺寸快速调整安装孔的直径与配合公差，不需要重新构建整体模型，提升设计迭代的效率。需要注意的是，这两款轮组的模型属于方案阶段的简化结构，在实际量产应用时还需要根据具体的负载要求调整橡胶材质的硬度、轮辋的壁厚以及安装位的配合公差，比如在重载场景下使用8英寸脚轮时，需要将轮辋材质从普通塑料更换为尼龙或是金属材质，提升整体的结构强度，避免重载下出现轮辋碎裂的问题；如果13英寸轮组需要在非铺装路面使用，可以将胎面纹路调整为块状交错花纹，提升非平整路面的抓地能力，防止侧滑。