[发明专利]一种轮式爬壁机器人

权利要求书

1.一种轮式爬壁机器人，其特征在于，包括机架、万向轮、第一吸附轮、第二吸附轮、第一外转子电机和第二外转子电机；

所述万向轮、第一吸附轮和第二吸附轮分别安装在所述机架的下方且呈三角布置，所述万向轮位于所述第一吸附轮和所述第二吸附轮之间；

所述第一吸附轮和所述第二吸附轮均包括球轮、固定轴、轴套、固定框架、转动框架、第一线圈绕组、第一永磁阵列、第二线圈绕组和第二永磁阵列；所述球轮通过轴承与所述固定轴转动连接，所述轴套可转动地套接在所述固定轴上，所述轴套的径向两端分别固设有连接轴，所述连接轴的轴线与所述固定轴的轴线垂直相交的交点与所述球轮的球心重合，所述转动框架可转动地连接在所述连接轴上且位于所述球轮内，所述固定框架固定连接在所述固定轴上且位于所述转动框架内，所述第一线圈绕组固定在所述固定框架的下端内侧，所述第二线圈绕组固定在所述固定框架的上端外侧，所述第一永磁阵列固定在所述转动框架的下端内侧且与所述第一线圈绕组相对，所述第二永磁阵列固定在所述固定框架的上端内侧且与所述第二线圈绕组相对，所述第一永磁阵列呈圆弧状且所述第一永磁阵列的中心圆弧线所在的平面与所述连接轴的轴线重合，所述第二永磁阵列呈圆弧状且所述第二永磁阵列的中心圆弧线所在的平面与所述固定轴的轴线重合；当所述第一线圈绕组通电时，所述第一永磁阵列能绕所述连接轴左右摆动，当所述第二线圈绕组通电时，所述第二永磁阵列能绕所述固定轴前后摆动；

所述第一外转子电机固定在所述机架上，所述第一吸附轮的球轮与所述第一外转子电机的外转子固定连接，所述第一吸附轮的固定轴与所述第一外转子电机的内定子或所述机架固定连接；

所述第二外转子电机固定在所述机架上，所述第二吸附轮的球轮与所述第二外转子电机的外转子固定连接，所述第二吸附轮的固定轴与所述第二外转子电机的内电子或所述机架固定连接。

2.根据权利要求1所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述第一永磁阵列和所述第二永磁列阵均由外至内依次设有外层阵列、中层阵列和内层阵列，所述外层阵列和所述内层阵列均为用于加强所述球轮的球面一侧磁场强度的哈尔巴赫阵列，所述中层阵列为周向交替阵列，且在相邻的两个永磁体之间布置有导磁体。

3.根据权利要求1所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述转动框架的外侧面与所述球轮的内侧面之间设有气隙。

4.根据权利要求1所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述第一线圈绕组与所述第一永磁列阵之间以及所述第二线圈绕组与所述第二永磁阵列之间均设有气隙。

5.根据权利要求1所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述第一永磁阵列绕所述固定轴前后摆动的角度范围和所述第二永磁阵列绕所述固定轴前后摆动的角度范围均为0度～45度。

6.根据权利要求1所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述球轮为刚性球轮。

7.根据权利要求6所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述球轮的材质为导磁材料。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述球轮的表面设有多个环形槽，多个所述环形槽沿所述固定轴的轴线方向间隔布置。

9.根据权利要求8所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述环形槽嵌置有柔性载体，所述柔性载体内填充有磁流体。

10.根据权利要求9所述的轮式爬壁机器人，其特征在于，所述柔性载体为柔性密封管，所述磁流体为铁磁流体。