專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁式移動(dòng)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
眾所周知，在當(dāng)今的世界中，人們?yōu)榱送瓿筛鞣N工作，發(fā)明制造了各種移動(dòng)載體，這些載體為了能夠?qū)崿F(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)，至少都要有一個(gè)動(dòng)力裝置提供基本運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，最常 用的就是電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)，但這些結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本比較 高，容易出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)，可以在鐵磁性物體的表面自由移動(dòng)， 完成各種運(yùn)動(dòng)，以克服傳統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，容易出故障的不足。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)，包括承載平臺(tái)， 所述承載平臺(tái)的底部設(shè)有永磁鐵，承載平臺(tái)底面的右端設(shè)有兩個(gè)萬(wàn)向輪，承載平臺(tái)頂面的 右端設(shè)有電源模塊，承載平臺(tái)左端的兩側(cè)分別設(shè)有自驅(qū)動(dòng)輪，自驅(qū)動(dòng)輪包括由輕質(zhì)非磁性 材質(zhì)制成的輪軸，輪軸的右端設(shè)有輪軸端蓋，輪軸端蓋通過(guò)螺釘固定于輪軸上，輪軸的右端 靠近輪軸端蓋處設(shè)有制動(dòng)銷(xiāo)，制動(dòng)銷(xiāo)上安裝有復(fù)位彈簧，輪軸的軸肩與輪軸端蓋之間裝配 有輪軸套，輪軸套與制動(dòng)銷(xiāo)頂部之間形成的空腔內(nèi)設(shè)有制動(dòng)間皮，制動(dòng)間皮固定在制動(dòng)銷(xiāo) 上，輪軸上靠近軸肩處設(shè)有滑環(huán)，輪軸套內(nèi)壁左端與滑環(huán)對(duì)應(yīng)的的凹槽內(nèi)設(shè)有電刷，電刷始 終與滑環(huán)接觸，滑環(huán)通過(guò)穿過(guò)輪軸的電源引線與電源模塊連接，輪軸套的外側(cè)均勻分布有 若干由軟磁性材料制成的輪輻，每根輪輻上均纏繞一組輪輻線圈，輪輻的外端環(huán)形面上包 裹有由耐磨材料制成的輪胎，輪輻的一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制模塊，驅(qū)動(dòng)控制模塊的頂端和底端 分別固定于輪軸和輪軸套上，驅(qū)動(dòng)控制模塊由控制信號(hào)接收系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)和放大電路 構(gòu)成。所述電源模塊為充電池組或?qū)⒏邏航涣麟娹D(zhuǎn)換成低壓直流電的電源適配器，電源 模塊將電流分別傳遞給控制信號(hào)接收系統(tǒng)、單片機(jī)系統(tǒng)和放大電路，單片機(jī)系統(tǒng)由一個(gè)51 系列8位單片機(jī)及相關(guān)電路組成，放大電路由多組電流放大器電路組成，控制信號(hào)接收系 統(tǒng)由無(wú)線發(fā)射器接收系統(tǒng)構(gòu)成。本發(fā)明的有益效果為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本低；扭矩體積比大，可以以較小的體積 實(shí)現(xiàn)較大的扭矩；較少相對(duì)運(yùn)動(dòng)件，適合各種惡劣環(huán)境，適合制作“三防”(防塵、防水、防 振)設(shè)備平臺(tái)；控制靈活方便，驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)控制模塊合二為一，適合制作各種數(shù)控設(shè)備平臺(tái)。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)的俯視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)的仰視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)的側(cè)視圖；圖4是圖1中自驅(qū)動(dòng)輪的A-A側(cè)剖視圖；圖5是圖1中自驅(qū)動(dòng)輪的B-B側(cè)剖視圖；圖6是本發(fā)明 的實(shí)施例所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)的電源及驅(qū)動(dòng)控制模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。圖中1、承載平臺(tái)；2、永磁鐵；3、萬(wàn)向輪；4、電源模塊；5、自驅(qū)動(dòng)輪；6、輪軸；7、輪 軸端蓋；8、制動(dòng)銷(xiāo)；9、復(fù)位彈簧；10、輪軸套；11、制動(dòng)閘皮；12、滑環(huán)；13、電刷；14、電源引 線；15、輪輻；16、輪輻線圈；17、輪胎；18、驅(qū)動(dòng)控制模塊；19、控制信號(hào)接收系統(tǒng)；20、單片 機(jī)系統(tǒng)；21、放大電路。
具體實(shí)施例方式如圖1-6所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)，包括承載平臺(tái)1，所述承載平臺(tái)ι的底部設(shè)有永磁鐵2，承載平臺(tái)1底面的右端設(shè)有萬(wàn)向輪3，承載平臺(tái)1頂面的 右端設(shè)有電源模塊4，承載平臺(tái)1左端的兩側(cè)分別設(shè)有自驅(qū)動(dòng)輪5，自驅(qū)動(dòng)輪5包括由輕質(zhì) 非磁性材質(zhì)制成的輪軸6，輪軸6的右端設(shè)有輪軸端蓋7，輪軸端蓋7通過(guò)螺釘固定于輪軸 6上，輪軸6的右端靠近輪軸端蓋7處設(shè)有制動(dòng)銷(xiāo)8，制動(dòng)銷(xiāo)8上安裝有復(fù)位彈簧9，輪軸6 的軸肩與輪軸端蓋7之間裝配有輪軸套10，輪軸套10與制動(dòng)銷(xiāo)8頂部之間形成的空腔內(nèi)設(shè) 有制動(dòng)閘皮11，制動(dòng)閘皮11固定在制動(dòng)銷(xiāo)8上，輪軸6上靠近軸肩處設(shè)有滑環(huán)12，輪軸套 10內(nèi)壁左端與滑環(huán)對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)設(shè)有電刷13，電刷13始終與輪軸6上的滑環(huán)接觸，滑環(huán)通 過(guò)電源引線14與電源模塊4連接，輪軸套10的外側(cè)均勻分布有若干由軟磁性材料制成的 輪輻15，每根輪輻15上均纏繞一組輪輻線圈16，輪輻15的外端環(huán)形面上包裹有由耐磨材 料制成的輪胎17，輪輻15的一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制模塊18，驅(qū)動(dòng)控制模塊18的頂端和底端分 別固定于輪輻15和輪軸套10上，驅(qū)動(dòng)控制模塊18由控制信號(hào)接收系統(tǒng)19、單片機(jī)系統(tǒng)20 和放大電路21構(gòu)成；單片機(jī)系統(tǒng)20由一個(gè)51系列8位單片機(jī)及相關(guān)電路組成；放大電路 21由多組電流放大器電路組成，控制信號(hào)接收系統(tǒng)19由無(wú)線發(fā)射器接收系統(tǒng)構(gòu)成。具體使用時(shí)，電源模塊4提供的低壓直流電通過(guò)電源引線14，以及位于輪軸6上的 滑環(huán)12和位于輪軸套10上的電刷13提供給驅(qū)動(dòng)控制模塊18和繞在各個(gè)輪輻上的輪輻線 圈16。本發(fā)明的控制方式有以下幾種1、全手動(dòng)控制主要適用于完全不可預(yù)設(shè)的運(yùn)行 軌跡。操作者通過(guò)控制器，隨時(shí)發(fā)出指令給控制信號(hào)接收系統(tǒng)19，控制信號(hào)接收系統(tǒng)19對(duì) 接收到的信號(hào)解調(diào)以后輸入到單片機(jī)系統(tǒng)20，單片機(jī)系統(tǒng)20根據(jù)控制信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào) 到放大電路21，放大電路21將驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大后輸出給所需驅(qū)動(dòng)的輪輻線圈16，以此控制本 發(fā)明的每個(gè)自驅(qū)動(dòng)輪5的每一步的前進(jìn)、后退。電磁式移動(dòng)平臺(tái)完全依據(jù)操作者的即時(shí)控 制命令運(yùn)動(dòng)。2、自動(dòng)運(yùn)行方式主要適用于完成預(yù)設(shè)的復(fù)雜的運(yùn)行軌跡。首先將要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行 軌跡，以單片機(jī)指令形式輸入到驅(qū)動(dòng)控制模塊18中的單片機(jī)系統(tǒng)20，工作時(shí)，操作者只需 將本發(fā)明放置于起始位置，然后只需發(fā)出啟動(dòng)指令，該平臺(tái)即可按照內(nèi)置程序，自行運(yùn)行， 完成所需運(yùn)動(dòng)。3、半制動(dòng)方式主要用于一些大部分為預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，特定部位需要進(jìn)行人為調(diào) 整的軌跡。此種運(yùn)動(dòng)也需要首先將預(yù)設(shè)運(yùn)行的軌跡以單片機(jī)命令的形式輸入到驅(qū)動(dòng)控制模 塊18中的單片機(jī)系統(tǒng)20，大部分情況下按照預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中，控制信號(hào)接收系統(tǒng)19會(huì)時(shí)刻監(jiān)測(cè)操作者指令，一旦接收到操作者指令，即刻中斷自動(dòng)運(yùn)行方式，跳轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作模式，按照操作者指令進(jìn)行運(yùn)行，直到操作者發(fā)出自動(dòng)運(yùn)行命令，重新恢復(fù)自 動(dòng)運(yùn)行方式。 自驅(qū)動(dòng)輪行進(jìn)步幅及控制方式根據(jù)自驅(qū)動(dòng)輪5上輪輻15的數(shù)量N和輪胎的半 徑R可以確定該自驅(qū)動(dòng)輪的基本行進(jìn)步幅當(dāng)采用1-2-3-4-…..-1-號(hào)單個(gè)輪輻線圈依次 通電的方式驅(qū)動(dòng)時(shí)，步幅也就是兩個(gè)相鄰輪輻之間的圓周弧長(zhǎng)即2jiR/N即整步；當(dāng)采用 1-1 2-2-2 3——n-n n+l_…號(hào)的單雙單方式依次為輪輻線圈通電時(shí)，步幅就是兩個(gè) 輪輻之間圓周弧長(zhǎng)的一半即nR/N即半步。實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)實(shí)際的精度及速度的需要 選擇行進(jìn)步幅及控制方式。如果在坡度比較大，或者垂直的表面行進(jìn)時(shí)，可以選擇同時(shí)給多 個(gè)輪輻通電的方式來(lái)提高扭矩及穩(wěn)定性，如可以采取1 3-2 4-3 5···η-1 η+1…的 方式行進(jìn)，而步幅依然是2jiR/N即整步；也可以采用1 3-2 3-2 4···η-1 n+1-n η+1···，而步幅為jiR/N即半步。
權(quán)利要求
一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)，包括承載平臺(tái)(1)，其特征在于所述承載平臺(tái)(1)的底部靠近中間位置設(shè)有永磁鐵(2)，承載平臺(tái)(1)底面的右端設(shè)有兩個(gè)萬(wàn)向輪(3)，承載平臺(tái)(1)頂面的右端設(shè)有電源模塊(4)，承載平臺(tái)(1)左端的兩側(cè)分別設(shè)有自驅(qū)動(dòng)輪(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于自驅(qū)動(dòng)輪(5)包括由輕質(zhì)非 磁性材質(zhì)制成的輪軸(6)，輪軸(6)的右端設(shè)有輪軸端蓋(7)，輪軸(6)的右端靠近輪軸端 蓋(7)處設(shè)有制動(dòng)銷(xiāo)(8)，制動(dòng)銷(xiāo)(8)上安裝有復(fù)位彈簧(9)，輪軸(6)的軸肩與輪軸端蓋 (7)之間裝配有輪軸套(10)，輪軸套(10)與制動(dòng)銷(xiāo)(8)頂部之間形成的空腔內(nèi)設(shè)有制動(dòng)閘 皮(11)，制動(dòng)閘皮(11)固定在制動(dòng)銷(xiāo)(8)上，輪軸(6)上靠近軸肩處設(shè)有滑環(huán)(12)，輪軸 套(10)內(nèi)壁左端與滑環(huán)對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)設(shè)有電刷(13)，電刷(13)始終與輪軸(6)上的滑環(huán) (12)接觸，滑環(huán)(12)通過(guò)電源引線(14)與電源模塊⑷連接，輪軸套(10)的外側(cè)均勻分 布有若干由軟磁性材料制成的輪輻(15)，每根輪輻(15)上均纏繞一組輪輻線圈(16)，輪輻 (15)的外端環(huán)形面上包裹有由耐磨材料制成的輪胎(17)，輪輻(15)的一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)控制 模塊(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于輪輻(15)的一側(cè)設(shè)有驅(qū) 動(dòng)控制模塊(18)，驅(qū)動(dòng)控制模塊(18)的頂端和底端分別固定于輪輻(15)和輪軸套(10) 上，驅(qū)動(dòng)控制模塊(18)由控制信號(hào)接收系統(tǒng)(19)、單片機(jī)系統(tǒng)(20)和放大電路(21)構(gòu)成； 單片機(jī)系統(tǒng)(20)由一個(gè)51系列8位單片機(jī)組成；放大電路(21)由多組電流放大器電路組 成，控制信號(hào)接收系統(tǒng)(19)由無(wú)線發(fā)射器接收系統(tǒng)構(gòu)成；電源模塊(4)將電流通過(guò)導(dǎo)線分 別傳遞給控制信號(hào)接收系統(tǒng)(19)、單片機(jī)系統(tǒng)(20)和放大電路(21)，放大電路(21)輸出 大電流到每個(gè)輪輻(15)上的輪輻線圈(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于輪軸端蓋(7)通過(guò)螺釘 固定于輪軸(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁式移動(dòng)平臺(tái)，其特征在于所述電源模塊(4)為充 電池組或可將高壓交流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電的電源適配器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁式移動(dòng)平臺(tái)，包括承載平臺(tái)，所述承載平臺(tái)的底部設(shè)有永磁鐵，承載平臺(tái)底面的右端設(shè)有萬(wàn)向輪，承載平臺(tái)頂面的右端設(shè)有電源模塊，承載平臺(tái)頂面左端的兩側(cè)分別設(shè)有自驅(qū)動(dòng)輪。本發(fā)明的有益效果為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本低；扭矩體積比大，可以以較小的體積實(shí)現(xiàn)較大的扭矩；較少相對(duì)運(yùn)動(dòng)件，適合各種惡劣環(huán)境，適合制作“三防”(防塵、防水、防振)設(shè)備平臺(tái)；控制靈活方便，驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)控制模塊合二為一，適合制作各種數(shù)控設(shè)備平臺(tái)。
文檔編號(hào)B60L11/18GK101823443SQ20101018471
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者張紅偉 申請(qǐng)人:中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司