发明内容

本发明提供一种轮履自主切换星球车的车轮，解决现有轮履复合车轮轮式和履带式独立设计、占用空间大及车轮转向存在干涉的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种轮履自主切换星球车车轮，包括轮履切换机构和轮履驱动机构，轮履切换机构包括可切换成车轮或履带的环形带体、切换太阳轮及切换行星轮组件，切换行星轮组件包括切换行星轮及切换支撑组件，切换太阳轮与切换行星轮啮合传动连接，切换行星轮驱动切换支撑组件以使环形带体呈车轮状态或履带状态；

轮履驱动机构，包括驱动太阳轮及驱动移动组件，驱动移动组件包括驱动行星轮、传动带及驱动行星轮牵引组件，切换太阳轮和驱动太阳轮的动力同轴输入，驱动太阳轮与驱动行星轮通过环设在二者之间的传动带传动连接，且驱动行星轮通过传动带与环形带体贴合抵接进行传动，以带动车轮或履带移动；驱动行星轮牵引组件与切换支撑组件连接，另一端以带动驱动行星轮在车轮状态和履带状态切换。

本发明的有益效果是：改变传统轮履行星车车轮轮式和履带式单独设计的设计方式，通过设计切换行星轮驱动切换支撑组件以使环形带体呈车轮状态或履带状态，环形带体可在轮式和履带式之间自主切换，同时切换太阳轮和驱动太阳轮的动力同轴输入，驱动太阳轮与驱动行星轮通过环设在二者之间的传动带传动连接，且驱动行星轮通过传动带与环形带体贴合抵接进行传动，可以实现环形带体在轮履切换过程中，始终处于啮合传动状态，保持移动连续无冲击。

进一步，切换支撑组件可以包括花瓣支撑杆、变形伸缩杆及支撑花瓣，支撑花瓣为具有两等分的弧形段且铰接连接且对应外凸弧面可与环形带体内侧面贴合抵接；变形伸缩杆的外端与支撑花瓣的铰接点连接；花瓣支撑杆为两个以上且其外端与对应的弧形段中部铰接；切换太阳轮旋转驱动花瓣支撑杆另一端沿穿过切换太阳轮中心点的径向方向移动，且驱动变形伸缩杆另一端沿穿过切换太阳轮中心点的径向方向伸缩；变形伸缩杆另一端对应切换太阳轮直径的两端为切换至车轮状态和履带状态的锁止位点。

轮履切换原理说明：

在轮式移动形态下，变形伸缩杆处于与切换太阳轮最近位置，支撑花瓣形成一个圆形，支撑环形带体，花瓣支撑杆和变形伸缩杆均处于锁止位点，环形带体不会在支撑花瓣的作用下转动；切换为履带构型时，切换太阳轮转动，带动切换行星轮转动180°，变形伸缩杆处于与切换太阳轮最远位置，该位置也为锁止位点，变形伸缩杆在受力状态下无法驱动切换行星轮转动，变形伸缩杆在切换行星轮作用下向外伸出，支撑花瓣在花瓣支撑杆牵引下向内收缩，从而将环形带体变形为三角形结构，实现轮履转换。

采用上述进一步的有益效果是：设计两个锁止位点，环形带体可在轮式和履带式之间自主切换，同时可具备轮式和履带式两种行驶功能，利用履带移动方式，解决星球车在轨松软地面车轮易沉陷、爬坡能力弱的难题；利用轮式移动方式，发挥星球车在支撑能力强的地面移动高效率和高速度的优点。

进一步，驱动行星轮牵引组件可以包括牵引固定轮、牵引绳及连杆，牵引固定轮布置在驱动太阳轮和驱动行星轮之间；牵引绳一端与牵引固定轮固定，另一端与驱动行星轮的轮轴铰接；连杆一端与变形伸缩杆连接，另一端在变形伸缩杆伸缩变形的过程中驱动牵引绳带动驱动行星轮沿弧形轨迹移动以形成车轮状态或履带状态。

进一步，还可以包括驱动移动组件还包括张紧轮，张紧轮和牵引固定轮均处于驱动太阳轮与驱动行星轮的公切线上且位于二者之间，张紧轮靠近驱动太阳轮布置，牵引固定轮靠近驱动行星轮的一侧布置。

驱动原理说明：

在轮式移动方式下，驱动太阳轮转动，在传动带传动下，带动驱动行星轮转动，由驱动行星轮带动环形带体转动，从而实现车轮转动。此时张紧轮将传动带撑开张紧，切换为履带移动方式时，变形伸缩杆将环形带体顶出，同时在牵引绳的作用下，拉动驱动行星轮沿行星轮导轨运动，也向外伸出，并始终保持驱动行星轮与环形带体的啮合状态，转动驱动行星轮向外摆动过程中，与张紧轮位置发生变化，保持传动带始终处于张紧状态，但又不会限制驱动行星轮向外摆动，履带运动切换完成后，驱动行星轮到达履带三角形的三个角，依然驱动环形带体转动。

进一步，环形带体可以为橡胶材质的皮带轮或者金属履带结构。

进一步，切换行星轮组件和驱动移动组件成组布置且布置数量可以为三组以上，且沿着环形带体内侧均匀布置。

采用上述进一步的有益效果是：切换行星轮组件可以采用三组以上且沿环形带体内侧均匀布置，可以实现一个驱动源同时驱动三个以上的位置变形，实现轮履自主切换；驱动移动组件可以采用三组以上且沿环形带体内侧均匀布置，可以实现一个驱动太阳轮同时驱动三个以上的驱动行星轮，保证环形带体多点均匀受力，传动更加均匀。