[实用新型]一种轮式悬磁吸附装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种轮式悬磁吸附装置，该装置可应用于爬壁机器人领域。本发明主要针对现有爬壁机器人爬行稳定性欠佳、运动灵活性较差等问题，通过对传统轮式永磁吸附装置的结构和磁感线的双重改进优化，设计出了一种轮式悬磁吸附装置。该装置中的永磁体像摆钟摆锤一样悬挂在磁轮驱动轴上并可绕该驱动轴摆动，为爬壁机器人提供稳定可靠吸附力的同时，不影响机器人在导磁性壁面上的灵活爬行。

背景技术

爬壁机器人作为移动机器人的一种，因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，所以自爬壁机器人问世以来，就受到世界各国学者的广泛关注。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。

发明内容

针对上述技术不足，本实用新型克服了现有磁吸附技术中吸附力与吸附单元重量的矛盾，提出了一种轮式悬磁吸附装置。本发明基于轻量化原则和最大限度利用磁能的原则，将永磁体设计成扇形可摆动结构。该扇形永磁体像摆钟摆锤一样悬挂在磁轮驱动轴上并可绕该驱动轴摆动。在增大磁吸附力的同时，并未增加磁吸附单元的整体重量，从而在保证机器人爬行稳定性的前提下也兼顾其转向运动灵活性。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案

一种轮式悬磁吸附装置，该轮式悬磁吸附装置由轮体外壳101、扇形钕铁硼永磁体摆锤105、挂摆件103与109、轮体外侧橡胶102构成，所述轮体外壳101横截面为“日”字形结构，其外侧挡板为可拆卸挡板，卸掉外侧挡板后的轮体外壳为侧置的“山”字形结构，其中间轴为外圆内方的中空结构，该外圆内方轴的外圆用来悬挂扇形钕铁硼永磁体摆锤105，内方孔用来配合方形驱动轴，驱动磁轮转动；所述扇形钕铁硼永磁体摆锤105侧视结构为“凸”字形结构，正视结构为碗状“凹”字形结构，在其上部分布置有两个左右对称的通孔110与111，用来将扇形永磁体摆锤105与挂摆件103、摆件109固定在一起；所述轮体外侧橡胶102包覆在轮体外壳101外圆柱面上，用于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出现打滑现象。

一种轮式悬磁吸附装置，所述挂摆件103与109正视结构和侧视结构均为“凸”字形结构，挂摆件103与109上布置有两个左右对称的螺纹孔，用来将扇形钕铁硼永磁体摆锤105和挂摆件103与109固定在一起；挂摆件103与109顶部有一通孔，该通孔设置有深沟球轴承104、深沟球轴承108，用来实现挂摆件103与109绕磁轮驱动轴转动。

一种轮式悬磁吸附装置，所述两挂摆件103与109分别夹在扇形永磁体摆锤105前后两上半部分，螺钉穿过挂摆件103与109上的螺纹孔和扇形钕铁硼永磁体105上的通孔110与111将三者固定拧紧；三者再通过固定在两个挂摆件上的深沟球轴承104与108悬挂在轮体外壳101内部磁轮驱动轴上，在磁轮转动状态，用于实现扇形钕铁硼永磁体摆锤105和挂摆件103与109绕磁轮驱动轴的转动。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

（1）在保证磁吸附力的前提下，减轻磁吸附单元重量极为重要。该装置基于最大限度提高永磁体磁感线利用率的原则，对永磁体结构合理优化，将永磁体设计为扇形可摆动结构，不仅降低了该装置整体重量且还降低了成本。

（2）扇形永磁体悬挂在磁轮壳体内部，避免了扇形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。

(3) 该钟摆式悬磁吸附装置重量轻，体积小且装配过程简单，易于实现拆卸与维护。

附图说明

图1是本实用新型轮式悬磁装置外观轴测图；

图2是本实用新型轮式悬磁装置右视图；

图3是本实用新型轮式悬磁装置左视图；

图4是本实用新型挂摆件与扇形钕铁硼永磁体装配示意图；

图5是本实用新型轮式悬磁装置剖面图；