專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是用于磁吸附爬壁機(jī)器人的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置。
背景技術(shù)：
磁吸附爬壁機(jī)器人是特種機(jī)器人的一種，是一種設(shè)計(jì)用來(lái)在惡劣、危險(xiǎn)、極限情況下、在導(dǎo)磁壁面上進(jìn)行特定作業(yè)如檢查、檢測(cè)、焊接、打磨等的一種自動(dòng)化機(jī)械裝置，越來(lái)越受到人們的重視。目前磁吸附爬壁機(jī)器人已在核工業(yè)、石化工業(yè)、建筑工業(yè)、消防部門(mén)、造船業(yè)等鐵磁性結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN101612731A，申請(qǐng)日為2009年7月23日，名稱(chēng)為爬壁機(jī)器人緊湊型主動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪裝置的發(fā)明專(zhuān)利，該技術(shù)公開(kāi)了一種爬壁機(jī)器人主動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪裝置，具體方案為支架筒套裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上，主動(dòng)輪支架固裝在支架筒的敞口端的端面上，主動(dòng)輪套裝在支架筒上，主動(dòng)輪的內(nèi)壁與支架筒的外壁之間設(shè)有兩個(gè)軸承，卡軸固裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，卡套套裝在卡軸上且與主動(dòng)輪固接，主動(dòng)帶輪固定安裝在卡套上。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，但不具備轉(zhuǎn)向和磁吸附功能。現(xiàn)有的磁吸附爬壁機(jī)器人也有相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)，申請(qǐng)日為2005年10月8日、申請(qǐng)?zhí)枮?00510086383. X、名稱(chēng)為“輪式非接觸磁吸附爬壁機(jī)器人”的發(fā)明專(zhuān)利，其技術(shù)方案為包括輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和永磁吸附裝置，輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括底盤(pán)、安裝在底盤(pán)上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪。所述驅(qū)動(dòng)輪對(duì)稱(chēng)布置，采用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，依靠驅(qū)動(dòng)輪的差速實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)磁壁面上的轉(zhuǎn)向；永磁吸附裝置安裝在所述底盤(pán)上，所述永磁吸附裝置和導(dǎo)磁壁面間是非接觸的，磁能利用率高，吸附能力強(qiáng)。上述專(zhuān)利特點(diǎn)是吸附力大，但是由于所有的驅(qū)動(dòng)輪都是不能相對(duì)車(chē)體轉(zhuǎn)向的圓柱輪，轉(zhuǎn)向阻力大，轉(zhuǎn)向靈活性差。又如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮镃N200620021023. 1，申請(qǐng)日為2006_6_14，名稱(chēng)為全方位隨動(dòng)磁輪式四驅(qū)作業(yè)車(chē)的發(fā)明專(zhuān)利，其技術(shù)方案為四驅(qū)作業(yè)車(chē)采用雙磁鐵輪組吸附在工件上，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與四個(gè)磁鐵輪組直聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)行走目的；隨動(dòng)磁鐵輪架通過(guò)隨動(dòng)軸與隨動(dòng)軸承聯(lián)在一起，前萬(wàn)向隨動(dòng)磁鐵輪組件和后萬(wàn)向隨動(dòng)磁鐵輪件分別固定在尾板上；轉(zhuǎn)向軸通過(guò)轉(zhuǎn)向軸承與車(chē)板聯(lián)在一起，再用同步輪和同步帶將它們與可控轉(zhuǎn)向電機(jī)上同步輪聯(lián)在一起，從而達(dá)到360°原地轉(zhuǎn)向。上述專(zhuān)利的萬(wàn)向輪裝置的原理為使用兩根正交的輪軸達(dá)到萬(wàn)向移動(dòng)目的，不足之處是需要控制的部件較多，需要至少2個(gè)電機(jī)，并且造成整體架構(gòu)較大。綜上所述，現(xiàn)有的磁吸附爬壁機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)輪的不足中主要有車(chē)輪只能繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即只能沿與軸正交方向滾動(dòng)，當(dāng)車(chē)輪具有軸向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)存在打滑現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)靈活性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)于磁吸附爬壁機(jī)器人的輪式移動(dòng)裝置在結(jié)構(gòu)不夠緊湊，運(yùn)動(dòng)不夠靈活等方面性能的不足之處，設(shè)計(jì)一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置，包括環(huán)形永磁體，其特征在于所述的環(huán)形永磁體兩側(cè)設(shè)置有萬(wàn)向輪，所述環(huán)形永磁體以及萬(wàn)向輪為同軸放置，所述萬(wàn)向輪包括有依次設(shè)置的輪轂、輥?zhàn)虞S、輥?zhàn)?、套筒；所述環(huán)形永磁體為軸向充磁的環(huán)形永磁體，兩側(cè)的萬(wàn)向輪的輪轂為導(dǎo)磁輪轂，所述導(dǎo)磁輪轂與中央的環(huán)形永磁體構(gòu)成磁路。所述萬(wàn)向輪的具體結(jié)構(gòu)為輪轂周?chē)植加锌衫@自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?，輥?zhàn)虞S經(jīng) 安裝孔安裝在輪轂上，輥?zhàn)虞S穿過(guò)輥?zhàn)?，輥?zhàn)油ㄟ^(guò)兩側(cè)的軸肩和套筒定位，所述軸肩為輥?zhàn)觾蓚?cè)被削平的部位，輥?zhàn)虞S線(xiàn)與輪轂軸線(xiàn)正交，所述輥?zhàn)訛榉菍?dǎo)磁輥?zhàn)?，所述輥?zhàn)訛榧忓N狀，兩側(cè)的萬(wàn)向輪的空間布置需要定位。所述定位是指中間軸的兩側(cè)的正方形相互成偏角45度，從而兩側(cè)的萬(wàn)向輪通過(guò)中間軸定位時(shí)也會(huì)相互偏轉(zhuǎn)45度，達(dá)到當(dāng)一側(cè)的萬(wàn)向輪輥?zhàn)与x開(kāi)地面時(shí)，另外一側(cè)的萬(wàn)向輪輥?zhàn)优c地面保持接觸的連續(xù)接觸狀態(tài)，兩萬(wàn)向輪的輥?zhàn)右黄鸾M成連續(xù)的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)。所述輥?zhàn)油饩夁€包覆一層聚氨酯層。所述輥?zhàn)犹捉釉谳佔(zhàn)虞S上，輥?zhàn)訑?shù)量為多個(gè)，各輥?zhàn)娱g設(shè)置有套筒。所述導(dǎo)磁輪轂為鐵硅系合金輪轂，鐵鋁系合金輪轂，鐵鈷系合金輪轂或鎳系合金輪轂。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I、當(dāng)磁吸附萬(wàn)向輪裝置繞車(chē)輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩側(cè)輥?zhàn)咏M成的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)能實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向輪的滾動(dòng)；當(dāng)磁吸附萬(wàn)向輪裝置有沿軸向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，萬(wàn)向輪與地面接觸的輥?zhàn)訉⒗@自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得車(chē)輪仍保持純滾動(dòng)狀態(tài)。2、本實(shí)用新型是在一個(gè)大輪子周?chē)怪狈较蛏暇鶆蚍植既舾尚≥喿樱筝喿佑呻姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，小輪子可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人在大輪子垂直方向側(cè)滑時(shí)為滑動(dòng)摩擦，萬(wàn)向輪提供一個(gè)沿著輪所在的分布圓切向方向的扭矩，實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向移動(dòng)目的。3、本實(shí)用新型中間加上了永磁鐵，中間軸對(duì)兩側(cè)萬(wàn)向輪的特殊定位。4、本實(shí)用新型保持純滾動(dòng)沿車(chē)輪軸向運(yùn)動(dòng)，能減小摩擦，方便轉(zhuǎn)向，往各個(gè)方向移動(dòng)時(shí)更靈活。5、本實(shí)用新型的裝配更容易定位(中間軸用于定位)，更方便，而且本專(zhuān)利的與地面的接觸為連續(xù)式。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的磁路示意圖。圖3是本實(shí)用新型的爆炸視圖。附圖中環(huán)形永磁體I，萬(wàn)向輪2，中間軸3，輪轂4，輥?zhàn)虞S5，輥?zhàn)?，套筒7。
具體實(shí)施方式
[0027]一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置包括環(huán)形永磁體，所述的環(huán)形永磁體兩側(cè)設(shè)置有萬(wàn)向輪，所述環(huán)形永磁體以及萬(wàn)向輪為同軸放置，所述萬(wàn)向輪包括有依次設(shè)置的輪轂、輥?zhàn)虞S、輥?zhàn)?、套筒；所述環(huán)形永磁體為軸向充磁的環(huán)形永磁體，兩側(cè)的萬(wàn)向輪的輪轂為導(dǎo)磁輪轂，所述導(dǎo)磁輪轂與中央的環(huán)形永磁體構(gòu)成磁路。所述萬(wàn)向輪的具體結(jié)構(gòu)為輪轂周?chē)植加锌衫@自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)樱佔(zhàn)虞S經(jīng)安裝孔安裝在輪轂上，輥?zhàn)虞S穿過(guò)輥?zhàn)樱佔(zhàn)油ㄟ^(guò)兩側(cè)的軸肩和套筒定位，所述軸肩為輥?zhàn)觾蓚?cè)被削平的部位，輥?zhàn)虞S線(xiàn)與輪轂軸線(xiàn)正交，所述輥?zhàn)訛榉菍?dǎo)磁輥?zhàn)?，所述輥?zhàn)訛榧忓N狀，兩側(cè)的萬(wàn)向輪的空間布置需要定位。所述定位是指中間軸的兩側(cè)的正方形相互成偏角45度，從而兩側(cè)的萬(wàn)向輪通過(guò)中間軸定位時(shí)也會(huì)相互偏轉(zhuǎn)45度，達(dá)到當(dāng)一側(cè)的萬(wàn)向輪輥?zhàn)与x開(kāi)地面時(shí)，另外一側(cè)的萬(wàn)向輪輥?zhàn)优c地面保持接觸的連續(xù)接觸狀態(tài)，兩萬(wàn)向輪的輥?zhàn)右黄鸾M成連續(xù)的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)。所述輥?zhàn)油饩夁€包覆一層聚氨酯層。所述輥?zhàn)犹捉釉谳佔(zhàn)虞S上，輥?zhàn)訑?shù)量為多個(gè)，各輥?zhàn)娱g設(shè)置有套筒。所述導(dǎo)磁輪轂為鐵硅系合金輪轂、鐵鋁系合金輪轂、鐵鈷系合金輪轂或鎳系合金輪轂。如圖I和圖2所示，為磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置的一種具體實(shí)施方 式，包括同軸放置的中央的環(huán)形永磁體I、兩側(cè)的萬(wàn)向輪2及中間軸3。環(huán)形永磁體I軸向充磁，萬(wàn)向輪2的輪轂4采用導(dǎo)磁性材料制造，與環(huán)形永磁體I 一起構(gòu)成磁回路，磁路示意圖如圖2中的虛線(xiàn)所示。萬(wàn)向輪2的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，4根輥?zhàn)虞S5經(jīng)安裝孔安裝在輪轂4上，輥?zhàn)虞S5穿過(guò)輥?zhàn)?，輥?zhàn)?通過(guò)兩側(cè)的軸肩和套筒7定位。輥?zhàn)?采用非導(dǎo)磁性材料制造，外形輪廓為紡錘狀，在外緣還包覆一層較薄的聚氨酯層，提高承載能力和減緩惡劣環(huán)境的影響。兩側(cè)的萬(wàn)向輪2的空間布置需要特殊定位，滿(mǎn)足兩側(cè)輥?zhàn)? —起組成連續(xù)的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)的要求。這種特殊定位由中間軸3來(lái)實(shí)現(xiàn)，中間軸3結(jié)構(gòu)為中間圓柱，兩側(cè)是正方向截面的棱柱，輪轂4中間則為對(duì)應(yīng)的正方向截面的軸孔。磁吸附萬(wàn)向輪裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊，能承受較大負(fù)載，車(chē)輪在全方位移動(dòng)方式下能保持純滾動(dòng)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，包括環(huán)形永磁體(I)，其特征在于所述的環(huán)形永磁體(I)兩側(cè)設(shè)置有萬(wàn)向輪(2)，所述環(huán)形永磁體(I)以及萬(wàn)向輪(2)為同軸放置，所述萬(wàn)向輪(2)包括有依次設(shè)置的輪轂(4)、輥?zhàn)虞S(5)、輥?zhàn)?6)、套筒(7); 所述環(huán)形永磁體(I)為軸向充磁的環(huán)形永磁體(1)，兩側(cè)的萬(wàn)向輪(2)的輪轂(4)為導(dǎo)磁輪轂(4)，所述導(dǎo)磁 輪轂(4)與中央的環(huán)形永磁體(I)構(gòu)成磁路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，其特征在于所述萬(wàn)向輪(2)的具體結(jié)構(gòu)為輪轂(4)周?chē)植加锌衫@自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)?6)，輥?zhàn)虞S(5 )經(jīng)安裝孔安裝在輪轂(4 )上，輥?zhàn)虞S(5 )穿過(guò)輥?zhàn)?6 )，輥?zhàn)?6 )通過(guò)兩側(cè)的軸肩和套筒(7)定位，所述軸肩為輥?zhàn)?6)兩側(cè)被削平的部位，輥?zhàn)虞S(5)線(xiàn)與輪轂(4)軸線(xiàn)正交，所述輥?zhàn)?6)為非導(dǎo)磁輥?zhàn)?，所述輥?zhàn)?6)為紡錘狀，兩側(cè)的萬(wàn)向輪(2)的空間布置需要定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，其特征在于所述定位是指中間軸(3)的兩側(cè)的正方形相互成偏角45度，從而兩側(cè)的萬(wàn)向輪(2)通過(guò)中間軸(3)定位時(shí)也會(huì)相互偏轉(zhuǎn)45度,兩萬(wàn)向輪(2)的棍子(6) —起組成連續(xù)的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，其特征在于所述輥?zhàn)?6)外緣還包覆一層聚氨酯層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，其特征在于所述輥?zhàn)?6)套接在輥?zhàn)虞S(5)上，輥?zhàn)?6)數(shù)量為多個(gè)，各輥?zhàn)?6)間設(shè)置有套筒(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪(2)裝置，其特征在于所述導(dǎo)磁輪轂(4)為鐵硅系合金輪轂、鐵鋁系合金輪轂、鐵鈷系合金輪轂或鎳系合金輪轂。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)是用于磁吸附爬壁機(jī)器人的一種用于磁吸附爬壁機(jī)器人的磁吸附萬(wàn)向輪裝置,包括環(huán)形永磁體，所述的環(huán)形永磁體兩側(cè)設(shè)置有萬(wàn)向輪，所述環(huán)形永磁體以及萬(wàn)向輪為同軸放置，所述萬(wàn)向輪包括有依次設(shè)置的輪轂、輥?zhàn)虞S、輥?zhàn)印⑻淄?；環(huán)形永磁體為軸向充磁的環(huán)形永磁體，兩側(cè)的萬(wàn)向輪的輪轂為導(dǎo)磁輪轂，所述導(dǎo)磁輪轂與中央的環(huán)形永磁體構(gòu)成磁路。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)磁吸附萬(wàn)向輪裝置繞車(chē)輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩側(cè)輥?zhàn)咏M成的圓弧狀包絡(luò)線(xiàn)能實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向輪的滾動(dòng)；當(dāng)磁吸附萬(wàn)向輪裝置有沿軸向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，萬(wàn)向輪與地面接觸的輥?zhàn)訉⒗@自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得車(chē)輪仍保持純滾動(dòng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)B62D57/024GK202686558SQ201220266198
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者蔡仁宇, 桂仲成, 陳博翁, 張帆, 栗園園, 金之鉑, 徐進(jìn)峰 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司