專利名稱：磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元的制作方法
技術領域：
本發明屬于爬壁機器或機器人技術領域，特別涉及一種磁吸附爬壁機器或機器人用的引磁式行走輪。
背景技術：
各種磁吸附爬壁機器或機器人作為非結構化環境下作業的移動載體，在船體、儲罐、管道、汽車、鍋爐、幕墻清洗、汽車、電站、機車等的施工中應用廣泛。
磁吸附爬壁機器必須具備壁面吸附和移動作業二個最基本的功能。吸附單元是爬壁機器的技術關鍵，它為機器提供吸附力，使其可靠吸附在壁面，并且要求要行走自如、轉向靈活，才能完成作業要求。其吸附力越大、移動行走阻力就越大，機器的移動作業能力就越差，目前以圓形磁鋼做滾動的輪系，有自行轉向靈活的優點，缺點是圓形磁鋼的強大磁場在兩個平面上，圓周磁力很小，所以負重輕，磁利用率低；以永磁履帶為行走機構的機器人，優點是吸附能力強，磁利用率高，但行走阻力大，動力要求大，速度不穩不勻，轉向極其困難；中國發明專利號02117079.7的一種磁吸附式爬壁機器人履帶，履帶行走時采取變磁的形式，解決了吸附能力強，行走均速，而阻力小的難題，但其不足是做轉向時由于整體履帶在保證吸附力的同時，轉向困難，機器人在工作時準確性和靈活性明顯不夠，其結構也比較復雜成本較高。以上三種磁吸附解決方案，都未能達到吸附能力強，移動性能好的效果。因此，市場急需一種吸附能力強，運動轉向阻力小，行走自如，轉向靈活，動力要求小，速度平穩，工作定位準確的爬壁機器人或機器用磁吸附輪系。

發明內容
本發明的目的是克服以上履帶式輪系的缺點，提供一種磁吸附能力超強，行走自如、轉向靈活，動力要求小，工作效率高的引磁式行走輪吸附單元。
本發明是通過如下技術方案實現的一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是它包括相間裝置在輪軸上的若干個圓環形導磁材料引磁輪和對應數量的圓環形永磁體，且兩側最外端為引磁輪，兩兩相鄰的永磁體同極性端將對應的引磁輪夾持在中間；所述引磁輪和永磁體的組合體的整體兩端通過鎖緊機構緊固在輪軸上所述的在圓環形引磁輪的輪面為滾花輪面或在輪面上布滿凸點。
本發明所述的磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，與已有技術相比，具有以下優點和有益效果采用引磁技術設計的引磁輪單元，磁力可調、組裝方便，具有強大的吸附力而滾動阻力極小。一只引磁輪單元是將若干塊周面滾花的鋼質引磁輪，把若干塊環形永久磁鋼用同極性方式夾在中間，使兩個同性磁場在引磁輪中起到相斥的作用，把永磁體的兩個端面磁場引到了滾花引磁輪的輪面上，滾花輪面上產生了兩個端面磁場相加的磁場，發生雙倍磁通量效應，磁力倍增；位于每組輪單元兩端的引磁輪只能得到一個永磁體單面的同等磁力。根據車載重量大小可隨時增減永磁體及引磁輪數量或改變永磁體磁通的大小，改變吸附力運用方便，靈活。永磁體及引磁輪中間穿有不導磁軸，防止了磁在內部短路，影響輪面磁力。


下面結合附圖及實施例進一步詳述本發明的結構。
附圖為本發明的結構示意圖。
圖中1、永磁體，2、引磁輪，3、螺母，4、輪軸，5、磁力線。
具體實施例方式
如附圖所示，若干只輪面滾花的圓環形鋼質引磁輪(2)把若干只外徑略小于引磁輪的圓環形永磁體(1)同極性方式夾在中間，兩個同極性磁場在引磁輪(2)中相斥，把永磁體(1)兩個端面的同極性磁場引到引磁輪(2)的滾花輪面上，在引磁輪面上產生了相當于永磁體(1)兩倍的磁場。而位于兩端的引磁輪只能得到一個永磁體的同等磁力。永磁體(1)與引磁輪(2)穿在軸(4)上，兩邊用螺母(3)鎖緊。在本實施例中為防止產生內部磁短路而影響引磁輪(2)的輪面磁力，軸(1)和螺母(3)均采用了不導磁的不銹鋼材料制作。永磁體(1)采用3只直徑為100mm、厚10mm汝鐵硼磁鋼，引磁輪(2)為4只直徑105mm、厚10mm、表面刻有花紋的鋼質輪組成一組吸附單元，經檢測其在有油、水、漆、銹等不同界面鋼板上，下拉力是40-80kg，吸附力60kg，滾動推力0.5kg，原地轉向扭力0.8kg，裝有8只輪系的機器人，在垂直的鋼板上負重350kg時，以起步每分3米速度行走，上、下、轉向平穩自如。
所述鎖緊機構也可以采用一端是凸肩結構，另一端是螺母的鎖緊機構。
權利要求
1.一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是它包括相間裝置在輪軸上的若干個圓環形導磁材料引磁輪和對應數量的圓環形永磁體，且兩側最外端為引磁輪，兩兩相鄰的永磁體同極性端將對應的引磁輪夾持在中間；所述引磁輪和永磁體的組合體的整體兩端通過鎖緊機構緊固在輪軸上。
2.根據權利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是圓環形引磁輪的輪面為滾花輪面或在輪面上布滿凸點。
3.根據權利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是所述的圓環形永磁體的外徑略小于引磁輪的外徑。
4.根據權利要求1所述的一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是所述的鎖緊機構或為二端均是螺母的鎖緊機構，或為一端是凸肩結構，另一端是螺母的鎖緊機構。
5.根據權利要求4所述的一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，其特征是所述輪軸和螺母采用非導磁材料。
全文摘要
本發明公開了一種磁吸附式爬壁機器用引磁式行走輪單元，它包括若干塊用導磁材料制作的圓環形引磁輪和若干塊圓環形永磁體，引磁輪和永磁體間隔設置，兩塊相鄰永磁體同極性夾持在引磁輪中間；間隔設置的若干引磁輪和永磁體裝在不導磁輪軸上并通過不導磁螺母緊固。它吸附力強，轉向行走靈活，解決了吸附力與行走阻力之間的矛盾。
文檔編號B62D57/024GK1702008SQ200510040579
公開日2005年11月30日 申請日期2005年6月14日 優先權日2005年6月14日
發明者胡廣懷, 楊利民 申請人:胡廣懷