CN102501913A - 跨障机器人轮臂结合式车轮结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及跨障机器人车轮结构，具体涉及一种适用于变压器内部故障检测的跨障机器人轮臂结合式车轮结构。该结构由轴心连接四个结构相同的轮臂组合而成；每个轮臂分为前臂和上臂两部分，两者通过关节装置连接，上臂固定在轴心上；前臂的末端安装磁性装置，该磁性装置的内圈为永磁铁，外圈为电磁铁；利用永磁铁提供主吸附力，利用磁力将机器人吸附在油箱壁上，电感线圈电磁效应提供反向磁力与永磁铁的主磁力抵消，实现脱离，使机器人能够移动，利用电磁感应原理为电磁铁引电，从而实现爬壁和越障运行2个目标。

Description

跨障机器人轮臂结合式车轮结构

技术领域

本发明涉及跨障机器人车轮结构，具体涉及一种适用于变压器内部故障检测的跨障机器人轮臂结合式车轮结构。

背景技术

电力变压器发生铁芯多点接地、绕组变形、局部放电等故障时，通常需要停电检修。检修前为了准确判断故障类型、故障位置，经常需要放干变压器中的绝缘油，再人工经变压器上设置的人孔进入到变压器内部进行勘察。工作量很大且容易由于人工进入带来污染。因此需要研制一种微型遥控机器人，使其能够携带摄像头进入变压器，查找故障部位。

为了能够从各种角度观测查找故障点，该机器人应能够在油箱壁上行走，并且能够跨越障碍。

发明内容

本发明提出了一种轮式与臂式结合，永磁体与电磁体结合，利用电磁感应原理为电磁铁引电的跨障机器人车轮结构，从而实现在铁质壁面上的攀爬和障碍跨越。

本发明通过以下技术方案来实现：

通过轴连接安装在跨障机器人车体上，该车轮结构由轴心连接四个结构相同的轮臂组合而成；每个轮臂分为前臂和上臂两部分，两者通过关节装置连接，上臂固定在轴心上；前臂的末端安装磁性装置，该磁性装置的内圈为永磁铁，外圈为电磁铁；轴心位置安装与电磁铁连接的微型变压器副边线圈，在车体上与车轮结构的轴心相对应的位置设置微型变压器原边线圈；轴心的四周与每条轮臂对应的位置处分别装有一个光电控制开关，在车体上，紧靠车轮结构与车体连接轴的位置设置发光二极管，该发光二极管到连接轴中心线的距离与各光电控制开关到连接轴中心线的距离相等。

所述关节装置内设置复位弹簧。

所述前臂与上臂之间的夹角为135°；每两个相邻的上臂之间夹角为90°。

所述轴心内安装与电磁铁连接的微型变压器副边线圈和微型变压器原边线圈。

本发明的有益效果为：

采用轮式与臂式结合的车轮结构，利用永磁铁提供主吸附力(利用磁力将机器人吸附在油箱壁上)，电感线圈电磁效应提供反向磁力与永磁铁的主磁力抵消，实现脱离(使机器人能够移动)，利用电磁感应原理为电磁铁引电，从而实现爬壁和越障运行2个目标。

车轮采用磁吸付设计，可以在垂直，倒置的平面上作业。

车轮采用轮式与臂式结合的结构，通过障碍能力强。

利用该车轮组合制作成的小型机器人进入变压器内部进行故障检测，代替人工检查，检测时不需要放光变压油，有效降低人员风险，并降低检修成本。

附图说明

图1是车轮结构示意图。

图2是轮臂零件拆分示意图。

图3是电磁铁与永磁铁示意图。

图4是电磁感应引电装置(车体部分)示意图。

图5是跨障原理示意图。

图中标号：

1-轴心；2-轮臂；3-磁性装置；4-关节装置；5-微型变压器副边线圈；6-光电控制开关；7-复位弹簧；8-前臂；9-上臂；10-永磁铁；11-电磁铁；12-微型变压器原边线圈；13-发光二极管；14-障碍物。

具体实施方式

本发明提供了一种跨障机器人轮臂结合式车轮结构，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1是车轮结构示意图。车轮由轴心1连接四个结构相同的轮臂2组合而成；每个轮臂2的底部装有磁性装置3，实现轮臂2与变压器内表面的吸附与脱离。

图2是轮臂零件拆分示意图。每条轮臂2由前臂8和上臂9组成，中间有一个关节装置4相连。上臂9固定在轴心1上，每两个相邻的上臂9之间成90°夹角。关节装置4中装有复位弹簧7，自然状态下，上臂9与前臂8成135°夹角，复位弹簧7处于不受力状态；每当轮臂2底部磁性装置3与铁质路面接触并吸附，并且继续前行的过程中，前臂8与上臂9的夹角由135°增大到225°，复位弹簧7被拉伸；当轮臂2与铁质路面脱离吸附后，弹簧7恢复到自然状态，从而带动前臂8实现顺时针90度的摆动，恢复到原来与上臂9成135°夹角的状态。

图3是电磁铁与永磁铁示意图。磁性装置3分为内外两层，内层为永磁铁11，固定安装在轮臂2的末端，外层为电磁铁11。

图4是电磁感应引电装置(车体部分)示意图。本品使用的电磁感应引电装置类似一个微型变压器。轴心1位置安装与电磁铁11连接的微型变压器副边线圈5，在车体上与车轮结构的轴心1相对应的位置设置微型变压器原边线圈12。在车体上，紧靠车轮结构与车体连接轴的位置设置发光二极管13，该发光二极管到连接轴中心线的距离与各光电控制开关6到连接轴中心线的距离相等。车轮轴心1四周与每条轮臂2对应的位置处分别装有一个光电控制开关6。车轮在前进的过程中，当某条轮臂2处于与铁质路面将要脱离接触的位置，与之对应的光电控制开关6恰好与车体上的发光二级管13相对，从而使开关打开，该轮臂2上的电磁铁11通电，产生的反磁力与永磁铁10的主磁力抵消，实现了轮臂2的脱离。

图5是跨障原理示意图。车轮在铁质路面上前行时，利用永磁铁10提供主吸附力(利用磁力将车轮吸附在铁质路面上)，电感线圈(微型变压器原边线圈12、微型变压器副边线圈5)电磁效应提供反向磁力实现脱离(使车轮能够移动)，遇到障碍物时，前一个臂跨过障碍，之前吸附在箱壁上的臂电磁铁11通电脱离吸附，通过关节装置4中的弹簧7，实现前臂8顺时针90°的摆动，为下一次的吸附做好准备。进而本发明在铁质路面上稳定地行走和跨障。

Claims (4)

1.跨障机器人轮臂结合式车轮结构，通过轴连接安装在跨障机器人车体上，其特征在于，该车轮结构由轴心(1)连接四个结构相同的轮臂(2)组合而成；每个轮臂(2)分为前臂(8)和上臂(9)两部分，两者通过关节装置(4)连接，上臂(9)固定在轴心(1)上；前臂(8)的末端安装磁性装置(3)，该磁性装置(3)的内圈为永磁铁(10)，外圈为电磁铁(11)；轴心(1)位置安装与电磁铁(11)连接的微型变压器副边线圈(5)，在车体上与车轮结构的轴心(1)相对应的位置设置微型变压器原边线圈(12)；轴心(1)的四周与每条轮臂(2)对应的位置处分别装有一个光电控制开关(6)，在车体上，紧靠车轮结构与车体连接轴的位置设置发光二极管(13)，该发光二极管到连接轴中心线的距离与各光电控制开关(6)到连接轴中心线的距离相等。

2.根据权利要求1所述的跨障机器人轮臂结合式车轮结构，其特征在于，所述关节装置(4)内设置复位弹簧(7)。

3.根据权利要求1所述的跨障机器人轮臂结合式车轮结构，其特征在于，所述前臂(8)与上臂(9)之间的夹角为135°；每两个相邻的上臂(9)之间夹角为90°。

4.根据权利要求1所述的跨障机器人轮臂结合式车轮结构，其特征在于，所述光电控制开关(6)为对射式光电控制开关。

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