本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于磁吸附爬壁機器人的磁吸附舵輪。

背景技術(shù)：

爬壁機器人作為移動機器人的一類，具有可在導(dǎo)磁性壁面上靈活爬行，攜帶工具完成一定任務(wù)的特點，爬壁機器人可代替人工執(zhí)行簡單重復(fù)、危險性高、勞動強度大的任務(wù)，尤其在船舶、石化等領(lǐng)域的日常維護作業(yè)中，爬壁機器人發(fā)揮了極大作用；然而現(xiàn)有爬壁機器人普遍存在穩(wěn)定性欠佳、運動靈活性較差等缺點，要想提高機器人爬壁穩(wěn)定性，就需要增大機器人磁吸附單元的吸附力，傳統(tǒng)增大磁吸附力的方法普遍單純增加永磁體數(shù)量，從而造成磁吸附單元整體重量較重，影響了機器人爬行靈活性，此時在不降低機器人吸附力性能前提下，減輕吸附單元重量就顯得極為重要；

經(jīng)專利檢索，發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮椋篊N 202686556，申請日為2013.01.03的中國專利涉及一種爬壁機器人新型滾動轉(zhuǎn)向磁輪，該發(fā)明裝配比較繁瑣，從結(jié)構(gòu)上看，該專利結(jié)構(gòu)存在設(shè)計缺陷，須知永磁體均為脆性材料且對鋼輪存在巨大作用力，裝配難度較大，如定位圓柱面配合過緊，裝配過程中不易定位且易發(fā)生永磁體破碎現(xiàn)象，如定位圓柱面配合較松，兩塊鋼輪的同軸度不易保證，同時轉(zhuǎn)向時依靠輪子上的多個小輪很難實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，在裝配和維護方面很多不利也沒有考慮，小輪與金屬壁面轉(zhuǎn)彎過程中易造成磕碰、劃傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種用于磁吸附爬壁機器人的磁吸附舵輪，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種用于磁吸附爬壁機器人的磁吸附舵輪，包括第一螺栓、第二螺栓、輪體外側(cè)橡膠、外側(cè)支撐板和內(nèi)側(cè)人字形支撐架，所述外側(cè)支撐板的上端面和軸座的底部轉(zhuǎn)動連接，且軸座為中空結(jié)構(gòu)，所述軸座的內(nèi)腔中插接有長軸，且長軸上套接有第二軸承；

所述外側(cè)支撐板的側(cè)壁上設(shè)有開關(guān)，且開關(guān)和對應(yīng)的電源電性連接，所述外側(cè)支撐板兩側(cè)壁均開設(shè)有方形孔，且兩個方形孔之間設(shè)有磁輪驅(qū)動軸，所述磁輪驅(qū)動軸的兩端設(shè)有與方形孔匹配固定卡接的方形塊，磁輪驅(qū)動軸中間為圓柱結(jié)構(gòu)，磁輪驅(qū)動軸貫穿經(jīng)過輪體外殼，兩個所述方形塊靠近外側(cè)支撐板內(nèi)側(cè)的一端設(shè)有第一軸承，且兩個第一軸承均與磁輪驅(qū)動軸之間轉(zhuǎn)動連接，所述第一軸承和輪體外殼轉(zhuǎn)動連接，輪體外殼的外側(cè)套接有輪體外殼蓋，輪體外殼蓋外側(cè)套接有輪體外側(cè)橡膠；

所述輪體外殼為中空結(jié)構(gòu)，且輪體外殼的內(nèi)腔安置有扇形永磁體、內(nèi)側(cè)人字形支撐架、鐵芯和線圈，扇形永磁體和鐵芯連接，所述線圈纏繞在鐵芯上，且線圈和開關(guān)電性連接，所述扇形永磁體通過第一螺栓和第二螺栓與內(nèi)側(cè)人字形支撐架的一端連接，所述內(nèi)側(cè)人字形支撐架的另一端和磁輪驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動連接。

優(yōu)選的，所述第二軸承有兩個，且兩個第二軸承同軸設(shè)置。

優(yōu)選的，所述鐵芯和線圈均有兩個，鐵芯為兩個對稱設(shè)置的扇形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述軸座通過底部設(shè)有的圓形凸起和外側(cè)支撐板上端面匹配開設(shè)的凹槽轉(zhuǎn)動卡接。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)還包含發(fā)電機、環(huán)形摩擦凸起和摩擦轉(zhuǎn)盤，發(fā)電機的外側(cè)壁通過三角架與外側(cè)支撐板的上端面固定連接，發(fā)電機上的轉(zhuǎn)軸與摩擦轉(zhuǎn)盤連接，在軸座的外側(cè)壁套接有環(huán)形摩擦凸起，且環(huán)形摩擦凸起與摩擦轉(zhuǎn)盤貼合接觸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：此用于磁吸附爬壁機器人的磁吸附舵輪結(jié)構(gòu)簡單，本實用新型旨在提出一種與現(xiàn)有磁吸附裝置相比，重量更輕、吸附力更大、轉(zhuǎn)彎更靈活、維護更方便的懸磁吸附轉(zhuǎn)向裝置，克服爬壁機器人穩(wěn)定性與靈活性這一對矛盾，實現(xiàn)爬壁機器人在導(dǎo)磁性壁面上的靈活轉(zhuǎn)彎；該裝置采用鐘擺式結(jié)構(gòu)，采用扇形永磁體、鐵芯和線圈組合結(jié)構(gòu)，將扇形永磁體懸掛在磁輪驅(qū)動軸上并能繞該驅(qū)動軸擺動，一方面減輕了磁吸附單元的整體重量，另一方面避免永磁體與導(dǎo)磁性壁面直接接觸，彌補了永磁體易碎，強度低的缺陷；轉(zhuǎn)向時軸承轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向性能和支撐情況良好，其中，電源通過開關(guān)將電流通入到線圈中，使得纏繞有線圈的鐵芯帶有磁性，增強吸附力，以保證實現(xiàn)爬壁機器人在導(dǎo)磁性壁面上的更加靈活且平穩(wěn)的轉(zhuǎn)彎；該裝置基于最大限度提高永磁體磁感線利用率的原則，對永磁體結(jié)構(gòu)進行合理優(yōu)化，拋棄傳統(tǒng)的環(huán)形永磁體結(jié)構(gòu)，采用扇形擺新型結(jié)構(gòu)，不僅降低了成本，且裝配過程簡便，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于實現(xiàn)拆卸與維護。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的A-A結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為人字形支撐架與扇形永磁體裝配示意圖；

圖4是本實用新型另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的A-A結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：1第一螺栓、2第二螺栓、3輪體外側(cè)橡膠、4輪體外殼、5外側(cè)支撐板、6第一軸承、7扇形永磁體、8輪體外殼蓋、9磁輪驅(qū)動軸、10軸端固定螺釘、11內(nèi)側(cè)人字形支撐架、12開關(guān)、13軸座、14第二軸承、15長軸、16鐵芯、17線圈、18發(fā)電機、19環(huán)形摩擦凸起、20摩擦轉(zhuǎn)盤。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-5，本實用新型提供一種技術(shù)方案：

一種用于磁吸附爬壁機器人的磁吸附舵輪，包括第一螺栓1、第二螺栓2、輪體外側(cè)橡膠3、外側(cè)支撐板5和內(nèi)側(cè)人字形支撐架11，外側(cè)支撐板5的上端面和軸座13的底部轉(zhuǎn)動連接，軸座13通過底部設(shè)有的圓形凸起和外側(cè)支撐板5上端面匹配開設(shè)的凹槽轉(zhuǎn)動卡接，且軸座13為中空結(jié)構(gòu)，軸座13的內(nèi)腔中插接有長軸15，且長軸15上套接有第二軸承14，第二軸承14有兩個，且兩個第二軸承14同軸設(shè)置，爬壁機器人轉(zhuǎn)彎時候需要更穩(wěn)定的吸附的力，此時，該裝置通過開關(guān)12控制外接電源的接通，開關(guān)12將電流通入到線圈17中，使得纏繞有線圈17的鐵芯16帶有磁性，增強吸附力，以保證實現(xiàn)爬壁機器人在導(dǎo)磁性壁面上的更加靈活且平穩(wěn)的轉(zhuǎn)彎；或者，所述結(jié)構(gòu)還包含發(fā)電機18、環(huán)形摩擦凸起19和摩擦轉(zhuǎn)盤20，發(fā)電機18的外側(cè)壁通過三角架與外側(cè)支撐板5的上端面固定連接，摩擦轉(zhuǎn)盤20與發(fā)電機18上的轉(zhuǎn)軸連接，在軸座13的外側(cè)壁套接有環(huán)形摩擦凸起19，且環(huán)形摩擦凸起19與摩擦轉(zhuǎn)盤20貼合接觸，即在軸座13轉(zhuǎn)動的時候，通過環(huán)形摩擦凸起19帶動摩擦轉(zhuǎn)盤20轉(zhuǎn)動，摩擦轉(zhuǎn)盤20帶動發(fā)電機18轉(zhuǎn)動發(fā)電，此時，發(fā)電機18通過開關(guān)12將電流通入到線圈17中，使得纏繞有線圈17的鐵芯16帶有磁性，增強吸附力，以保證實現(xiàn)爬壁機器人在導(dǎo)磁性壁面上的更加靈活且平穩(wěn)的轉(zhuǎn)彎。

外側(cè)支撐板5的側(cè)壁上設(shè)有開關(guān)12，且開關(guān)12和電源電性連接，外側(cè)支撐板5兩側(cè)壁均開設(shè)有方形孔，且兩個方形孔之間設(shè)有磁輪驅(qū)動軸9，磁輪驅(qū)動軸9的兩端設(shè)有與方形孔匹配固定卡接的方形塊，磁輪驅(qū)動軸9中間為圓柱結(jié)構(gòu)，磁輪驅(qū)動軸9貫穿經(jīng)過輪體外殼4，兩個方形塊靠近外側(cè)支撐板5內(nèi)側(cè)的一端設(shè)有第一軸承6，且兩個第一軸承6均與磁輪驅(qū)動軸9之間轉(zhuǎn)動連接，第一軸承6和輪體外殼4轉(zhuǎn)動連接，輪體外殼4的外側(cè)套接有輪體外殼蓋8，輪體外殼蓋8外側(cè)套接有輪體外側(cè)橡膠3，增大磁輪與導(dǎo)磁性壁面的摩擦系數(shù)，防止爬壁機器人在移動轉(zhuǎn)向過程中打滑，輪體外殼4橫截面為“工”字豎起形結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)支撐板為可拆卸的活動擋板，卸掉兩側(cè)支撐板后，其中間軸為外圓內(nèi)方的結(jié)構(gòu)，該外圓內(nèi)方軸中的外圓部分用來懸掛扇形永磁體7擺錘，內(nèi)方部分用來配合擋板方形孔，驅(qū)動磁輪轉(zhuǎn)動。

輪體外殼4為中空結(jié)構(gòu)，且輪體外殼4的內(nèi)腔安置有扇形永磁體7、內(nèi)側(cè)人字形支撐架11、鐵芯16和線圈17，扇形永磁體7和鐵芯16連接，線圈17纏繞在鐵芯16上，且線圈17和開關(guān)12電性連接，鐵芯16和線圈17均有兩個，鐵芯16為兩個對稱設(shè)置的扇形結(jié)構(gòu)，扇形永磁體7通過第一螺栓1和第二螺栓2與內(nèi)側(cè)人字形支撐架11的一端連接，內(nèi)側(cè)人字形支撐架11的另一端和磁輪驅(qū)動軸9轉(zhuǎn)動連接。經(jīng)過對永磁體磁感線和結(jié)構(gòu)的改進優(yōu)化，將扇形永磁體7和鐵芯16均設(shè)計為扇形可擺動結(jié)構(gòu)，將其懸掛在磁輪驅(qū)動軸9上，軸可通過第一軸承6繞該驅(qū)動輪輪體外殼4中心轉(zhuǎn)動。這樣，不僅減輕了磁輪總體重量還有效的提高了永磁體磁能的利用率。

扇形永磁體7為半圓環(huán)扇形形狀，其由強磁性材料，如釹鐵硼制備而成，用來提供產(chǎn)生吸附力的強磁環(huán)境，扇形永磁體7為扇形釹鐵硼永磁體，人字形支撐架11下部為兩對稱安裝孔與扇形釹鐵硼永磁體左側(cè)固定孔和扇形釹鐵硼永磁體右側(cè)固定孔相對應(yīng)，通過第一螺栓1、第二螺栓2將兩個內(nèi)側(cè)人字形支撐架11與扇形永磁體7固定在一起。輪體外殼4外凹形圓曲面上包覆有輪體外側(cè)橡膠3以增加其與壁面的摩擦力，壁面破壞劃傷金屬壁面，輪體外殼4與輪體外殼蓋8通過若干螺釘連接成一體，從而實現(xiàn)在運動過程中輪體外殼4與輪體外殼蓋8一體繞兩第一軸承6做圓周運動，而使磁輪驅(qū)動軸9不運動，與其相連的內(nèi)側(cè)人字形支撐架11和扇形永磁體7也將在輪體外殼4運動過程中保持不動。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。