漫游探测车专用轻量化轮毂轮辐结构

　　该行走轮结构主要面向小型地面漫游探测设备的行走系统设计，适配非结构化复杂地形的通行需求，常见于户外探测作业、小型无人巡检平台、科研类竞赛漫游车的行走端执行部件，可在砂石、硬质土路、轻度起伏的复杂路面下提供稳定的抓附能力，避免轮体打滑导致的行进失准。从结构拆分来看，整个轮体分为轮毂承载段与外层轮辐接触段两个核心部分，轮毂段承担与轮轴的连接载荷，需要传递行走驱动扭矩，同时承受设备自重带来的径向载荷，以及越障过程中产生的冲击载荷，因此在结构设计上优先保证连接位的刚度，中心预留标准轴系安装位，配套锁紧结构可直接与常规驱动输出轴对接，安装边界适配市面上多数小型直流减速电机的输出轴尺寸，无需额外定制转接法兰即可完成装配，降低整机的装配调试成本。

　　外层轮辐接触段直接与地面接触，需要兼顾抓地力与形变缓冲能力，非光滑的外表面做了连续的凹凸胎纹设计，胎纹的排布方向与轮体转动方向匹配，在硬质路面滚动时可通过胎纹边缘切入地面细微凹凸处提升牵引力，在轻度松软路面上也能通过增大接触面积降低接地比压，减少轮体陷滞的概率。轮辐内部采用了辐条式镂空支撑结构，相邻辐条之间做了均匀的弧度过渡，没有尖锐的应力集中角，既可以在轮体受到径向冲击时通过辐条的微小形变吸收部分冲击能量，减少冲击载荷直接传递到轴系与驱动端，又能最大程度去除非承载区域的多余材料，降低整个轮体的转动惯量，让驱动端的动力响应更灵敏，同时减少整机的行走端自重。在设计迭代过程中，首先针对轮毂与轮辐的连接强度做了多轮校核，

　　连接区域采用整圈贴合的焊接固定方式，避免局部连接导致的受力不均，在反复启停、急转、越障冲击的工况下，连接位不会出现开裂脱开的问题。其次针对轮体的形位公差做了严格控制，整个轮体的径向跳动量控制在小范围区间内，高速滚动时不会出现明显的偏心振动，保证行走过程的平稳性，不会因为轮体偏心导致传感器采集的数据出现偏差，适配搭载精密探测传感器的漫游平台使用需求。安装尺寸上，轮体的整体外径适配小型漫游车的底盘离地间隙要求，轮体宽度兼顾接地稳定性与转向灵活性，不会因为过宽导致转向阻力过大，也不会因为过窄导致侧倾稳定性不足。中心安装孔的同轴度与端面垂直度都按照机械装配的通用公差要求设计，装配后轮体端面与驱动轴轴线保持垂直，避免运行过程中出现偏磨。

　　从实际使用场景出发，该轮体结构既可以用于科研教学场景下的漫游机器人实训平台，也可以用于户外小型巡检无人车的行走轮替换，还可以适配各类竞赛类漫游车的行走系统改装，相比常规的实心轮结构，在同等承载能力下重量更轻，缓冲性能更好，相比充气轮结构，不存在爆胎、漏气的维护问题，环境适应性更强，在温差变化较大、存在尖锐碎石的作业环境下也能稳定工作，无需频繁维护更换。结构设计过程中充分考虑了增材制造的工艺特性，所有支撑结构都做了自支撑角度优化，打印过程中无需添加大量额外支撑，减少后期处理的工作量，同时保证成型后的结构强度，不同功能段采用不同性能的材料匹配，承载段用高强度复合材料保证刚性，接触段用柔性耐磨材料保证抓地力与缓冲性能，两种材料通过焊接工艺形成可靠连接，不会在长期交变载荷下出现分层脱落的问题。