CN101823443B - 电磁式移动平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁式移动平台，包括承载平台，所述承载平台的底部设有永磁铁，承载平台底面的右端设有万向轮，承载平台顶面的右端设有电源模块，承载平台顶面左端的两侧分别设有自驱动轮。本发明的有益效果为：结构简单紧凑，成本低；扭矩体积比大，可以以较小的体积实现较大的扭矩；较少相对运动件，适合各种恶劣环境，适合制作“三防”(防尘、防水、防振)设备平台；控制灵活方便，驱动和驱动控制模块合二为一，适合制作各种数控设备平台。

Description

电磁式移动平台

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其涉及一种电磁式移动平台。

背景技术

众所周知，在当今的世界中，人们为了完成各种工作，发明制造了各种移动载体，这些载体为了能够实现所需的运动，至少都要有一个动力装置提供基本运动的机构，最常用的就是电动机、内燃机，但这些结构都有一个共同的特点就是：结构比较复杂，成本比较高，容易出现故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁式移动平台，可以在铁磁性物体的表面自由移动，完成各种运动，以克服传统移动平台结构复杂，成本高，容易出故障的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种电磁式移动平台，包括承载平台，所述承载平台的底部设有永磁铁，承载平台底面的右端设有两个万向轮，承载平台顶面的右端设有电源模块，承载平台左端的两侧分别设有自驱动轮，自驱动轮包括由轻质非磁性材质制成的轮轴，轮轴的右端设有轮轴端盖，轮轴端盖通过螺钉固定于轮轴上，轮轴的右端靠近轮轴端盖处设有制动销，制动销上安装有复位弹簧，轮轴的轴肩与轮轴端盖之间装配有轮轴套，轮轴套与制动销顶部之间形成的空腔内设有制动闸皮，制动闸皮固定在制动销上，轮轴上靠近轴肩处设有滑环，轮轴套内壁左端与滑环对应的的凹槽内设有电刷，电刷始终与滑环接触，滑环通过穿过轮轴的电源引线与电源模块连接，轮轴套的外侧均匀分布有若干由软磁性材料制成的轮辐，每根轮辐上均缠绕一组轮辐线圈，轮辐的外端环形面上包裹有由耐磨材料制成的轮胎，轮辐的一侧设有驱动控制模块，驱动控制模块的顶端和底端分别固定于轮轴和轮轴套上，驱动控制模块由控制信号接收系统、单片机系统和放大电路构成。

所述电源模块为充电池组或将高压交流电转换成低压直流电的电源适配器，电源模块将电流分别传递给控制信号接收系统、单片机系统和放大电路，单片机系统由一个51系列8位单片机及相关电路组成，放大电路由多组电流放大器电路组成，控制信号接收系统由无线发射器接收系统构成。

本发明的有益效果为：结构简单紧凑，成本低；扭矩体积比大，可以以较小的体积实现较大的扭矩；较少相对运动件，适合各种恶劣环境，适合制作“三防”(防尘、防水、防振)设备平台；控制灵活方便，驱动和驱动控制模块合二为一，适合制作各种数控设备平台。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的电磁式移动平台的俯视图；图2是本发明实施例所述的电磁式移动平台的仰视图；图3是本发明实施例所述的电磁式移动平台的侧视图；图4是图1中自驱动轮的A-A侧剖视图；图5是图1中自驱动轮的B-B侧剖视图；图6是本发明的实施例所述的电磁式移动平台的电源及驱动控制模块的电路结构图。

图中：1、承载平台；2、永磁铁；3、万向轮；4、电源模块；5、自驱动轮；6、轮轴；7、轮轴端盖；8、制动销；9、复位弹簧；10、轮轴套；11、制动闸皮；12、滑环；13、电刷；14、电源引线；15、轮辐；16、轮辐线圈；17、轮胎；18、驱动控制模块；19、控制信号接收系统；20、单片机系统；21、放大电路。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明实施例所述的一种电磁式移动平台，包括承载平台1，所述承载平台1的底部设有永磁铁2，承载平台1底面的右端设有万向轮3，承载平台1顶面的右端设有电源模块4，承载平台1左端的两侧分别设有自驱动轮5，自驱动轮5包括由轻质非磁性材质制成的轮轴6，轮轴6的右端设有轮轴端盖7，轮轴端盖7通过螺钉固定于轮轴6上，轮轴6的右端靠近轮轴端盖7处设有制动销8，制动销8上安装有复位弹簧9，轮轴6的轴肩与轮轴端盖7之间装配有轮轴套10，轮轴套10与制动销8顶部之间形成的空腔内设有制动闸皮11，制动闸皮11固定在制动销8上，轮轴6上靠近轴肩处设有滑环12，轮轴套10内壁左端与滑环对应的凹槽内设有电刷13，电刷13始终与轮轴6上的滑环接触，滑环通过电源引线14与电源模块4连接，轮轴套10的外侧均匀分布有若干由软磁性材料制成的轮辐15，每根轮辐15上均缠绕一组轮辐线圈16，轮辐15的外端环形面上包裹有由耐磨材料制成的轮胎17，轮辐15的一侧设有驱动控制模块18，驱动控制模块18的顶端和底端分别固定于轮辐15和轮轴套10上，驱动控制模块18由控制信号接收系统19、单片机系统20和放大电路21构成；单片机系统20由一个51系列8位单片机及相关电路组成；放大电路21由多组电流放大器电路组成，控制信号接收系统19由无线发射器接收系统构成。

具体使用时，电源模块4提供的低压直流电通过电源引线14，以及位于轮轴6上的滑环12和位于轮轴套10上的电刷13提供给驱动控制模块18和绕在各个轮辐上的轮辐线圈16。

本发明的控制方式有以下几种：1、全手动控制：主要适用于完全不可预设的运行轨迹。操作者通过控制器，随时发出指令给控制信号接收系统19，控制信号接收系统19对接收到的信号解调以后输入到单片机系统20，单片机系统20根据控制信号输出驱动信号到放大电路21，放大电路21将驱动信号放大后输出给所需驱动的轮辐线圈16，以此控制本发明的每个自驱动轮5的每一步的前进、后退。电磁式移动平台完全依据操作者的即时控制命令运动。

2、自动运行方式：主要适用于完成预设的复杂的运行轨迹。首先将要实现的运行轨迹，以单片机指令形式输入到驱动控制模块18中的单片机系统20，工作时，操作者只需将本发明放置于起始位置，然后只需发出启动指令，该平台即可按照内置程序，自行运行，完成所需运动。

3、半制动方式：主要用于一些大部分为预设运动规律，特定部位需要进行人为调整的轨迹。此种运动也需要首先将预设运行的轨迹以单片机命令的形式输入到驱动控制模块18中的单片机系统20，大部分情况下按照预设运动轨迹运行，在运行过程中，控制信号接收系统19会时刻监测操作者指令，一旦接收到操作者指令，即刻中断自动运行方式，跳转到手动操作模式，按照操作者指令进行运行，直到操作者发出自动运行命令，重新恢复自动运行方式。

自驱动轮行进步幅及控制方式：根据自驱动轮5上轮辐15的数量N和轮胎的半径R可以确定该自驱动轮的基本行进步幅：当采用1-2-3-4-…..-1-号单个轮辐线圈依次通电的方式驱动时，步幅也就是两个相邻轮辐之间的圆周弧长即：2πR/N即整步；当采用1-1～2-2-2～3-…-n-n～n+1-…号的单双单方式依次为轮辐线圈通电时，步幅就是两个轮辐之间圆周弧长的一半即：πR/N即半步。实际操作时，可根据实际的精度及速度的需要选择行进步幅及控制方式。如果在坡度比较大，或者垂直的表面行进时，可以选择同时给多个轮辐通电的方式来提高扭矩及稳定性，如可以采取：1～3-2～4-3～5…n-1～n+1…的方式行进，而步幅依然是：2πR/N即整步；也可以采用：1～3-2～3-2～4…n-1～n+1-n～n+1…，而步幅为：πR/N即半步。

Claims (4)

1.一种电磁式移动平台，包括承载平台（1），其特征在于：所述承载平台（1）的底部靠近中间位置设有永磁铁（2），承载平台（1）底面的右端设有两个万向轮（3），承载平台（1）顶面的右端设有电源模块（4），承载平台（1）左端的两侧分别设有自驱动轮（5）；自驱动轮（5）包括由轻质非磁性材质制成的轮轴（6），轮轴（6）的右端设有轮轴端盖（7），轮轴（6）的右端靠近轮轴端盖（7）处设有制动销（8），制动销（8）上安装有复位弹簧（9），轮轴（6）的轴肩与轮轴端盖（7）之间装配有轮轴套（10），轮轴套（10）与制动销（8）顶部之间形成的空腔内设有制动闸皮（11），制动闸皮（11）固定在制动销（8）上，轮轴（6）上靠近轴肩处设有滑环（12），轮轴套（10）内壁左端与滑环对应的凹槽内设有电刷（13），电刷（13）始终与轮轴（6）上的滑环（12）接触，滑环（12）通过电源引线（14）与电源模块（4）连接，轮轴套（10）的外侧均匀分布有若干由软磁性材料制成的轮辐（15），每根轮辐（15）上均缠绕一组轮辐线圈（16），轮辐（15）的外端环形面上包裹有由耐磨材料制成的轮胎（17），轮辐（15）的一侧设有驱动控制模块（18）。

2.根据权利要求1所述的电磁式移动平台，其特征在于：轮辐（15）的一侧设有驱动控制模块（18），驱动控制模块（18）的顶端和底端分别固定于轮辐（15）和轮轴套（10）上，驱动控制模块（18）由控制信号接收系统（19）、单片机系统（20）和放大电路（21）构成；单片机系统（20）由一个51系列8位单片机组成；放大电路（21）由多组电流放大器电路组成，控制信号接收系统（19）由无线发射器接收系统构成；电源模块（4）将电流通过导线分别传递给控制信号接收系统（19）、单片机系统（20）和放大电路（21），放大电路（21）输出大电流到每个轮辐（15）上的轮辐线圈（16）。

3.根据权利要求1或2所述的电磁式移动平台，其特征在于：轮轴端盖（7）通过螺钉固定于轮轴（6）上。

4.根据权利要求1或2所述的电磁式移动平台，其特征在于：所述电源模块（4）为充电池组或可将高压交流电转换成低压直流电的电源适配器。

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