申请/专利权人：洛阳圣瑞智能机器人有限公司

申请日：2017-03-24

公开（公告）日：2023-03-17

公开（公告）号：CN106828650B

主分类号：B62D57/024

分类号：B62D57/024;B60B19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.17#授权;2017.08.25#实质审查的生效;2017.06.13#公开

摘要：本发明公开了一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，包括第一螺栓、第二螺栓、轮体外侧橡胶、外侧支撑板和内侧人字形支撑架，所述外侧支撑板的上端面和轴座的底部转动连接，且轴座为中空结构，所述轴座的内腔中插接有长轴，且长轴上套接有第二轴承，所述轴座的外侧壁套接有环形摩擦凸起，且环形摩擦凸起与摩擦转盘贴合接触，此用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮结构简单，本发明旨在提出一种与现有磁吸附装置相比，重量更轻、吸附力更大、转弯更灵活、维护更方便的悬磁吸附转向装置，克服爬壁机器人稳定性与灵活性这一对矛盾，实现爬壁机器人在导磁性壁面上的灵活转弯。

主权项：1.一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，包括第一螺栓（1）、第二螺栓（2）、轮体外侧橡胶（3）、外侧支撑板（5）和内侧人字形支撑架（11），其特征在于：所述外侧支撑板（5）的上端面和轴座（13）的底部转动连接，且轴座（13）为中空结构，所述轴座（13）的内腔中插接有长轴（15），且长轴（15）上套接有第二轴承（14）；所述外侧支撑板（5）的侧壁上设有开关（12），且开关（12）和电源电性连接，所述外侧支撑板（5）两侧壁均开设有方形孔，且两个方形孔之间设有磁轮驱动轴（9），所述磁轮驱动轴（9）的两端设有与方形孔匹配固定卡接的方形块，磁轮驱动轴（9）中间为圆柱结构，磁轮驱动轴（9）贯穿经过轮体外壳（4），两个所述方形块靠近外侧支撑板（5）内侧的一端设有第一轴承（6），且两个第一轴承（6）均与磁轮驱动轴（9）之间转动连接，所述第一轴承（6）和轮体外壳（4）转动连接，轮体外壳（4）的外侧套接有轮体外壳盖（8），轮体外壳盖（8）外侧套接有轮体外侧橡胶（3）；所述轮体外壳（4）为中空结构，且轮体外壳（4）的内腔安置有扇形永磁体（7）、内侧人字形支撑架（11）、铁芯（16）和线圈（17），扇形永磁体（7）和铁芯（16）连接，所述线圈（17）缠绕在铁芯（16）上，且线圈（17）和开关（12）电性连接，所述扇形永磁体（7）通过第一螺栓（1）和第二螺栓（2）与内侧人字形支撑架（11）的一端连接，所述内侧人字形支撑架（11）的另一端和磁轮驱动轴（9）转动连接；所述第二轴承（14）有两个，且两个第二轴承（14）同轴设置；所述铁芯（16）和线圈（17）均有两个，铁芯（16）为两个对称设置的扇形结构。

全文数据：一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮技术领域[0001]本发明涉及机器人技术领域，具体为一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮。背景技术[0002]爬壁机器人作为移动机器人的一类，具有可在导磁性壁面上灵活爬行，携带工具完成一定任务的特点，爬壁机器人可代替人工执行简单重复、危险性高、劳动强度大的任务，尤其在船舶、石化等领域的日常维护作业中，爬壁机器人发挥了极大作用;然而现有爬壁机器人普遍存在稳定性欠佳、运动灵活性较差等缺点，要想提高机器人爬壁稳定性，就需要增大机器人磁吸附单元的吸附力，传统增大磁吸附力的方法普遍单纯增加永磁体数量，从而造成磁吸附单元整体重量较重，影响了机器人爬行灵活性，此时在不降低机器人吸附力性能前提下，减轻吸附单元重量就显得极为重要；经专利检索，发现申请号为:CN202686556，申请日为2013•01•03的中国专利涉及一种爬壁机器人新型滚动转向磁轮，该发明装配比较繁琐，从结构上看，该专利结构存在设计缺陷，须知永磁体均为脆性材料且对钢轮存在巨大作用力，装配难度较大，如定位圆柱面配合过紧，装配过程中不易定位且易发生永磁体破碎现象，如定位圆柱面配合较松，两块钢轮的同轴度不易保证，同时转向时依靠轮子上的多个小轮很难实现转弯，在装配和维护方面很多不利也没有考虑，小轮与金属壁面转弯过程中易造成磕碰、划伤。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，以解决上述背景技术中提出的问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，包括第一螺栓、第二螺栓、轮体外侧橡胶、外侧支撑板和内侧人字形支撑架，所述外侧支撑板的上端面和轴座的底部转动连接，且轴座为中空结构，所述轴座的内腔中插接有长轴，且长轴上套接有第二轴承；所述外侧支撑板的侧壁上设有开关，且开关和对应的电源电性连接，所述外侧支撑板两侧壁均开设有方形孔，且两个方形孔之间设有磁轮驱动轴，所述磁轮驱动轴的两端设有与方形孔匹配固定卡接的方形块，磁轮驱动轴中间为圆柱结构，磁轮驱动轴贯穿经过轮体外壳，两个所述方形块靠近外侧支撑板内侧的一端设有第一轴承，且两个第一轴承均与磁轮驱动轴之间转动连接，所述第一轴承和轮体外壳转动连接，轮体外壳的外侧套接有轮体外壳盖，轮体外壳盖外侧套接有轮体外侧橡胶；所述轮体外壳为中空结构，且轮体外壳的内腔安置有扇形永磁体、内侧人字形支撑架、铁芯和线圈，扇形永磁体和铁芯连接，所述线圈缠绕在铁芯上，且线圈和开关电性连接，所述扇形永磁体通过第一螺栓和第二螺栓与内侧人字形支撑架的一端连接，所述内侧人字形支撑架的另一端和磁轮驱动轴转动连接。[0005]优选的，所述第二轴承有两个，且两个第二轴承同轴设置。[0006]优选的，所述铁芯和线圈均有两个，铁芯为两个对称设置的扇形结构。[0007]优选的，所述轴座通过底部设有的圆形凸起和外侧支撑板上端面匹配开设的凹槽转动卡接。[0008]优选的，所述结构还包含发电机、环形摩擦凸起和摩擦转盘，发电机的外侧壁通过三角架与外侧支撑板的上端面固定连接，发电机上的转轴与摩擦转盘连接，在轴座的外侧壁套接有环形摩擦凸起，且环形摩擦凸起与摩擦转盘贴合接触。[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:此用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮结构简单，本发明旨在提出一种与现有磁吸附装置相比，重量更轻、吸附力更大、转弯更灵活、维护更方便的悬磁吸附转向装置，克服爬壁机器人稳定性与灵活性这一对矛盾，实现爬壁机器人在导磁性壁面上的灵活转弯;该装置采用钟摆式结构，采用扇形永磁体、铁芯和线圈组合结构，将扇形永磁体悬挂在磁轮驱动轴上并能绕该驱动轴摆动，一方面减轻了磁吸附单元的整体重量，另一方面避免永磁体与导磁性壁面直接接触，弥补了永磁体易碎，强度低的缺陷;转向时轴承转动，转向性能和支撑情况良好，其中，电源通过开关将电流通入到线圈中，使得缠绕有线圈的铁芯带有磁性，增强吸附力，以保证实现爬壁机器人在导磁性壁面上的更加灵活且平稳的转弯;该装置基于最大限度提高永磁体磁感线利用率的原则，对永磁体结构进行合理优化，抛弃传统的环形永磁体结构，采用扇形摆新型结构，不仅降低了成本，且装配过程简便，结构简单紧凑，易于实现拆卸与维护。附图说明[0010]图1为本发明结构示意图；图2为图1的A-A结构剖视图；图3为人字形支撑架与扇形永磁体装配示意图；图4是本发明另一结构示意图；图5为图4的A-A结构剖视图。[0011]图中：1第一螺栓、2第二螺栓、3轮体外侧橡胶、4轮体外壳、5外侧支撑板、6第一轴承、7扇形永磁体、8轮体外壳盖、9磁轮驱动轴、10轴端固定螺钉、11内侧人字形支撑架、12开关、13轴座、14第二轴承、15长轴、16铁芯、17线圈、18发电机、19环形摩擦凸起、20摩擦转盘。具体实施方式[0012]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0013]请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，包括第一螺栓1、第二螺栓2、轮体外侧橡胶3、外侧支撑板5和内侧人字形支撑架11，外侧支撑板5的上端面和轴座13的底部转动连接，轴座13通过底部设有的圆形凸起和外侧支撑板5上端面匹配开设的凹槽转动卡接，且轴座13为中空结构，轴座13的内腔中插接有长轴15,且长轴15上套接有第二轴承14,第二轴承14有两个，且两个第二轴承14同轴设置，爬壁机器人转弯时候需要更稳定的吸附的力，此时，该装置通过开关12控制外接电源的接通，开关12将电流通入到线圈17中，使得缠绕有线圈17的铁芯16带有磁性，增强吸附力，以保证实现爬壁机器人在导磁性壁面上的更加灵活且平稳的转弯；或者，所述结构还包含发电机18、环形摩擦凸起19和摩擦转盘2〇,发电机18的外侧壁通过三角架与外侧支撑板5的上端面固定连接，摩擦转盘2〇与发电机is上的转轴连接，在轴座13的外侧壁套接有环形摩擦凸起19,且环形摩擦凸起I9与摩擦转盘20贴合接触，即在轴座13转动的时候，通过环形摩擦凸起19带动摩擦转盘2〇转动，摩擦转盘20带动发电机18转动发电，此时，发电机1S通过开关12将电流通入到线圈17中，使得缠绕有线圈17的铁芯16带有磁性，增强吸附力，以保证实现爬壁机器人在导磁性壁面上的更加灵活且平稳的转弯。[0014]外侧支撑板5的侧壁上设有开关12,且开关12和电源电性连接，外侧支撑板5两侧壁均开设有方形孔，且两个方形孔之间设有磁轮驱动轴9,磁轮驱动轴9的两端设有与方形孔匹配固定卡接的方形块，磁轮驱动轴9中间为圆柱结构，磁轮驱动轴9贯穿经过轮体外壳4，两个方形块靠近外侧支撑板5内侧的一端设有第一轴承6，且两个第一轴承6均与磁轮驱动轴9之间转动连接，第一轴承6和轮体外壳4转动连接，轮体外壳4的外侧套接有轮体外壳盖8，轮体外壳盖8外侧套接有轮体外侧橡胶3，增大磁轮与导磁性壁面的摩擦系数，防止爬壁机器人在移动转向过程中打滑，轮体外壳4横截面为“工”字竖起形结构，其两侧支撑板为可拆卸的活动挡板，卸掉两侧支撑板后，其中间轴为外圆内方的结构，该外圆内方轴中的外圆部分用来悬挂扇形永磁体7摆锤，内方部分用来配合挡板方形孔，驱动磁轮转动。[0015]轮体外壳4为中空结构，且轮体外壳4的内腔安置有扇形永磁体7、内侧人字形支撑架11、铁芯16和线圈17,扇形永磁体7和铁芯16连接，线圈17缠绕在铁芯16上，且线圈17和开关12电性连接，铁芯16和线圈17均有两个，铁芯16为两个对称设置的扇形结构，扇形永磁体7通过第一螺栓1和第二螺栓2与内侧人字形支撑架11的一端连接，内侧人字形支撑架11的另一端和磁轮驱动轴9转动连接。经过对永磁体磁感线和结构的改进优化，将扇形永磁体7和铁芯16均设计为扇形可摆动结构，将其悬挂在磁轮驱动轴9上，轴可通过第一轴承6绕该驱动轮轮体外壳4中心转动。这样，不仅减轻了磁轮总体重量还有效的提高了永磁体磁能的利用率。[0016]扇形永磁体7为半圆环扇形形状，其由强磁性材料，如钕铁硼制备而成，用来提供产生吸附力的强磁环境，扇形永磁体7为扇形钕铁硼永磁体，人字形支撑架11下部为两对称安装孔与扇形钕铁硼永磁体左侧固定孔和扇形钕铁硼永磁体右侧固定孔相对应，通过第一螺栓1、第二螺栓2将两个内侧人字形支撑架11与扇形永磁体7固定在一起。轮体外壳4外凹形圆曲面上包覆有轮体外侧橡胶3以增加其与壁面的摩擦力，壁面破坏划伤金属壁面，轮体外壳4与轮体外壳盖8通过若干螺钉连接成一体，从而实现在运动过程中轮体外壳4与轮体外壳盖8—体绕两第一轴承6做圆周运动，而使磁轮驱动轴9不运动，与其相连的内侧人字形支撑架11和扇形永磁体7也将在轮体外壳4运动过程中保持不动。[0017]尽管己经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，包括第一螺栓（1、第二螺栓2、轮体外侧橡胶⑶、外侧支撑板⑸和内侧人字形支撑架1D，其特征在于:所述外侧支撑板⑸的上端面和轴座（13的底部转动连接，且轴座（13为中空结构，所述轴座（1¾的内腔中插接有长轴（15，且长轴（15上套接有第二轴承（14;所述外侧支撑板5的侧壁上设有开关12，且开关（12和电源电性连接，所述外侧支撑板5两侧壁均开设有方形孔，且两个方形孔之间设有磁轮驱动轴9，所述磁轮驱动轴9的两端设有与方形孔匹配固定卡接的方形块，磁轮驱动轴9中间为圆柱结构，磁轮驱动轴9贯穿经过轮体外壳4，两个所述方形块靠近外侧支撑板5内侧的一端设有第一轴承6，且两个第一轴承6均与磁轮驱动轴9之间转动连接，所述第一轴承6和轮体外壳4转动连接，轮体外壳4的外侧套接有轮体外壳盖8，轮体外壳盖8外侧套接有轮体外侧橡胶3;所述轮体外壳4为中空结构，且轮体外壳4的内腔安置有扇形永磁体7、内侧人字形支撑架（11、铁芯（16和线圈（17，扇形永磁体7和铁芯（I6连接，所述线圈（I7缠绕在铁芯（16上，且线圈（17和开关（12电性连接，所述扇形永磁体7通过第一螺栓（1和第二螺栓2与内侧人字形支撑架（11的一端连接，所述内侧人字形支撑架（11的另一端和磁轮驱动轴9转动连接。2.根据权利要求1所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，其特征在于:所述第二轴承14有两个，且两个第二轴承14同轴设置。3.根据权利要求1所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，其特征在于:所述铁芯（16和线圈（17均有两个，铁芯16为两个对称设置的扇形结构。4.根据权利要求1所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，其特征在于:所述轴座13通过底部设有的圆形凸起和外侧支撑板5上端面匹配开设的凹槽转动卡接。5.根据权利要求1所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮，其特征在于:还包含发电机（18、环形摩擦凸起（19和摩擦转盘20，发电机（18的外侧壁通过三角架与外侧支撑板5的上端面固定连接，发电机（18上的转轴与摩擦转盘20连接，在轴座（13的外侧壁套接有环形摩擦凸起（19，且环形摩擦凸起（19与摩擦转盘20贴合接触。

百度查询： 洛阳圣瑞智能机器人有限公司 一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附舵轮

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD