[发明专利]一种用于水下爬行机的永磁吸附式履带行走机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下爬行机技术领域，特别涉及一种用于水下爬行机的永磁吸附式履带行走机构。 

背景技术

水下爬行机可以广泛应用于水下焊接、水下维修、水下清污等作业。永磁吸附式履带行走机构可以使水下爬行机可靠地吸附于工件表面并平稳行走。这种行走机构必须具有足够大的磁吸附力和结构强度，以满足爬行机的负载要求，并且便于装配和更换。此外，这种行走机构必须具有耐蚀性，能够长期在水中工作。 

已知现有的一种水下永磁吸附式履带行走机构采用同步带结构，将永磁吸附单元用螺栓固定于同步带上。使用中发现，这种行走机构安装很不方便，且柔性的同步带与刚性的吸附单元之间难以实现可靠连接，行走和转向时经常出现螺栓弯曲，甚至磁块脱落的故障。 

另一种履带机构采用滚子链传动，将磁吸附单元焊接在两条滚子链之间，每隔若干个链节焊接一个吸附单元。这种机构的缺点是运动零件太多，性能不可靠，缺乏防锈性，在水下长时间工作时一旦链条腐蚀，很容易断裂。另外吸附单元的间距较大，不利于爬行机的稳定行走。 

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于水下爬行机的永磁吸附式履带行走机构，采用链条传动，但不使用标 准的滚子链，而是将磁吸附单元以销轴连接，实现链条的功能，这样运动零件数量大大减少，可以提高耐蚀性和可靠性。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案为： 

一种用于水下爬行机的永磁吸附式履带行走机构，由永磁吸附单元通过连接销两两连接组成，永磁吸附单元包括履带壳体3，履带壳体3中间设有隔板7，隔板7将履带壳体3分为左右两个室，每个室内安装一块保护板2和一个永磁体1，保护板2卡在履带外壳体3底部内侧的台阶上，两个室内的永磁体1磁极方向相反，永磁体1的上方设置有厄铁4，履带壳体的顶部安装有起保护作用的盖板5以及起导向作用的导向板6，盖板5以及导向板6分别固定在履带壳体3和厄铁4上，履带壳体3的前后设有相互配合的连接孔8，销轴9从连接孔8中穿过，永磁吸附单元的两侧设置有滚子10，滚子10和销轴9之间通过螺栓固定，构成连接销。 

本发明的优点为： 

1、可长期在水下工作，不会因生锈而失效。磁块表面镀镍，并且铝合金壳体和A3钢厄铁均采用发黑处理，所有螺栓均采用不锈钢材质，因此整个履带都不会因生锈而损坏； 

2、与滚子链和磁块焊接而成的履带相比，本发明显著减少了零件数量，特别是避免了滚子链上的细小零件，降低了出现故障的概率，在保证承载能力达到使用要求的前提下，简化了机构，可防止由于卷入杂物而造成损坏； 

3、与同步带方案相比，本发明的刚性履带提高了承载能力和可靠性，避免了同步带方案中磁块安装不可靠使得机器人转向时磁块容易脱落，以及相邻磁块之间相互吸引或排斥导致履带变形的问题； 

4、本发明设计的履带壳体具有优化的几何结构，在与前后销轴 连接的部位附近增加了加强筋，在保证相邻链节所需的转动角度的前提下，加强筋的形状尽可能填满剩余的空间，以获得最高的承载能力，经过有限元计算，优化后的履带壳体相比优化之前承载能力提高了两倍以上，从而在既不改变材料又不增加尺寸和重量的条件下大幅提高了履带的强度； 

5、本发明的履带安装和拆卸方便，可自由增加或减少履带链节数量，并且可以方便地更换损坏的链节； 

6、本发明相比以前的方案更有利于机器人转向，滚子链在转向时单薄的链板很容易在较大的横向力作用下变形损坏，同步带转向时带轮不能提供横向力，需要设置导向槽，横向力过大时导向槽易变形，而对于本发明，机器人转向时链轮的横向力作用在宽大的履带壳体上，即使吸附力很大也不至于损坏受力零件； 

7、吸附能力强，通过串联磁路增加了磁场强度，并且通过实验优化了吸附单元内部的磁块、厄铁和隔板的几何尺寸，以使吸附力达到最大值，满足了机器人的负载需要； 

8、相邻履带链节的间距较以前的方案更小，链节排列更紧密，因此机器人行走更平稳，有利于实施焊接等作业。 

附图说明

图1是本发明的履带板装配体，其中，图1a是主视图的剖视图、图1b是左视图的剖视图、图1c是顶视图、图1d是轴测图。 

图2是本发明的相邻履带板连接结构图，其中，图2a是主视图、图2b是左视图、图2c是俯视图、图2d是轴测图。 

图3是本发明的履带整体装配图，其中，图3a是主视图、图3b是左视图、图3c是俯视图。