專利名稱：磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于爬壁機(jī)器或機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磁吸附爬壁機(jī)器或機(jī)器人用的引磁式行走輪。
背景技術(shù)：
各種磁吸附爬壁機(jī)器或機(jī)器人作為非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下作業(yè)的移動(dòng)載體，在船體、儲(chǔ)罐、管道、汽車、鍋爐、幕墻清洗、汽車、電站、機(jī)車等的施工中應(yīng)用廣泛。
磁吸附爬壁機(jī)器必須具備壁面吸附和移動(dòng)作業(yè)二個(gè)最基本的功能。吸附單元是爬壁機(jī)器的技術(shù)關(guān)鍵，它為機(jī)器提供吸附力，使其可靠吸附在壁面，并且要求要行走自如、轉(zhuǎn)向靈活，才能完成作業(yè)要求。其吸附力越大、移動(dòng)行走阻力就越大，機(jī)器的移動(dòng)作業(yè)能力就越差，目前以圓形磁鋼做滾動(dòng)的輪系，有自行轉(zhuǎn)向靈活的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是圓形磁鋼的強(qiáng)大磁場(chǎng)在兩個(gè)平面上，圓周磁力很小，所以負(fù)重輕，磁利用率低；以永磁履帶為行走機(jī)構(gòu)的機(jī)器人，優(yōu)點(diǎn)是吸附能力強(qiáng)，磁利用率高，但行走阻力大，動(dòng)力要求大，速度不穩(wěn)不勻，轉(zhuǎn)向極其困難；中國(guó)發(fā)明專利號(hào)02117079.7的一種磁吸附式爬壁機(jī)器人履帶，履帶行走時(shí)采取變磁的形式，解決了吸附能力強(qiáng)，行走均速，而阻力小的難題，但其不足是做轉(zhuǎn)向時(shí)由于整體履帶在保證吸附力的同時(shí)，轉(zhuǎn)向困難，機(jī)器人在工作時(shí)準(zhǔn)確性和靈活性明顯不夠，其結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜成本較高。以上三種磁吸附解決方案，都未能達(dá)到吸附能力強(qiáng)，移動(dòng)性能好的效果。因此，市場(chǎng)急需一種吸附能力強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向阻力小，行走自如，轉(zhuǎn)向靈活，動(dòng)力要求小，速度平穩(wěn)，工作定位準(zhǔn)確的爬壁機(jī)器人或機(jī)器用磁吸附輪系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服以上履帶式輪系的缺點(diǎn)，提供一種磁吸附能力超強(qiáng)，行走自如、轉(zhuǎn)向靈活，動(dòng)力要求小，工作效率高的引磁式行走輪吸附單元。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是它包括相間裝置在輪軸上的若干個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)磁材料引磁輪和對(duì)應(yīng)數(shù)量的圓環(huán)形永磁體，且兩側(cè)最外端為引磁輪，兩兩相鄰的永磁體同極性端將對(duì)應(yīng)的引磁輪夾持在中間；所述引磁輪和永磁體的組合體的整體兩端通過鎖緊機(jī)構(gòu)緊固在輪軸上所述的在圓環(huán)形引磁輪的輪面為滾花輪面或在輪面上布滿凸點(diǎn)。
本發(fā)明所述的磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果采用引磁技術(shù)設(shè)計(jì)的引磁輪單元，磁力可調(diào)、組裝方便，具有強(qiáng)大的吸附力而滾動(dòng)阻力極小。一只引磁輪單元是將若干塊周面滾花的鋼質(zhì)引磁輪，把若干塊環(huán)形永久磁鋼用同極性方式夾在中間，使兩個(gè)同性磁場(chǎng)在引磁輪中起到相斥的作用，把永磁體的兩個(gè)端面磁場(chǎng)引到了滾花引磁輪的輪面上，滾花輪面上產(chǎn)生了兩個(gè)端面磁場(chǎng)相加的磁場(chǎng)，發(fā)生雙倍磁通量效應(yīng)，磁力倍增；位于每組輪單元兩端的引磁輪只能得到一個(gè)永磁體單面的同等磁力。根據(jù)車載重量大小可隨時(shí)增減永磁體及引磁輪數(shù)量或改變永磁體磁通的大小，改變吸附力運(yùn)用方便，靈活。永磁體及引磁輪中間穿有不導(dǎo)磁軸，防止了磁在內(nèi)部短路，影響輪面磁力。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、永磁體，2、引磁輪，3、螺母，4、輪軸，5、磁力線。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示，若干只輪面滾花的圓環(huán)形鋼質(zhì)引磁輪(2)把若干只外徑略小于引磁輪的圓環(huán)形永磁體(1)同極性方式夾在中間，兩個(gè)同極性磁場(chǎng)在引磁輪(2)中相斥，把永磁體(1)兩個(gè)端面的同極性磁場(chǎng)引到引磁輪(2)的滾花輪面上，在引磁輪面上產(chǎn)生了相當(dāng)于永磁體(1)兩倍的磁場(chǎng)。而位于兩端的引磁輪只能得到一個(gè)永磁體的同等磁力。永磁體(1)與引磁輪(2)穿在軸(4)上，兩邊用螺母(3)鎖緊。在本實(shí)施例中為防止產(chǎn)生內(nèi)部磁短路而影響引磁輪(2)的輪面磁力，軸(1)和螺母(3)均采用了不導(dǎo)磁的不銹鋼材料制作。永磁體(1)采用3只直徑為100mm、厚10mm汝鐵硼磁鋼，引磁輪(2)為4只直徑105mm、厚10mm、表面刻有花紋的鋼質(zhì)輪組成一組吸附單元，經(jīng)檢測(cè)其在有油、水、漆、銹等不同界面鋼板上，下拉力是40-80kg，吸附力60kg，滾動(dòng)推力0.5kg，原地轉(zhuǎn)向扭力0.8kg，裝有8只輪系的機(jī)器人，在垂直的鋼板上負(fù)重350kg時(shí)，以起步每分3米速度行走，上、下、轉(zhuǎn)向平穩(wěn)自如。
所述鎖緊機(jī)構(gòu)也可以采用一端是凸肩結(jié)構(gòu)，另一端是螺母的鎖緊機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是它包括相間裝置在輪軸上的若干個(gè)圓環(huán)形導(dǎo)磁材料引磁輪和對(duì)應(yīng)數(shù)量的圓環(huán)形永磁體，且兩側(cè)最外端為引磁輪，兩兩相鄰的永磁體同極性端將對(duì)應(yīng)的引磁輪夾持在中間；所述引磁輪和永磁體的組合體的整體兩端通過鎖緊機(jī)構(gòu)緊固在輪軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是圓環(huán)形引磁輪的輪面為滾花輪面或在輪面上布滿凸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是所述的圓環(huán)形永磁體的外徑略小于引磁輪的外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是所述的鎖緊機(jī)構(gòu)或?yàn)槎司锹菽傅逆i緊機(jī)構(gòu)，或?yàn)橐欢耸峭辜缃Y(jié)構(gòu)，另一端是螺母的鎖緊機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，其特征是所述輪軸和螺母采用非導(dǎo)磁材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁吸附式爬壁機(jī)器用引磁式行走輪單元，它包括若干塊用導(dǎo)磁材料制作的圓環(huán)形引磁輪和若干塊圓環(huán)形永磁體，引磁輪和永磁體間隔設(shè)置，兩塊相鄰永磁體同極性夾持在引磁輪中間；間隔設(shè)置的若干引磁輪和永磁體裝在不導(dǎo)磁輪軸上并通過不導(dǎo)磁螺母緊固。它吸附力強(qiáng)，轉(zhuǎn)向行走靈活，解決了吸附力與行走阻力之間的矛盾。
文檔編號(hào)B62D57/024GK1702008SQ200510040579
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日
發(fā)明者胡廣懷, 楊利民 申請(qǐng)人:胡廣懷