CN102673673A - 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 - Google Patents
一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102673673A CN102673673A CN2012101855826A CN201210185582A CN102673673A CN 102673673 A CN102673673 A CN 102673673A CN 2012101855826 A CN2012101855826 A CN 2012101855826A CN 201210185582 A CN201210185582 A CN 201210185582A CN 102673673 A CN102673673 A CN 102673673A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wheel
- roller
- wheel hub
- magnet
- permanent magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明属于机器人技术领域，具体来说是用于磁吸附爬壁机器人的一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置,包括环形永磁体，所述的环形永磁体两侧设置有全方位轮，所述全方位轮包括有依次设置的第一轮毂、辊子、套筒、辊子轴、第二轮毂；全方位轮的结构为：在轮毂的外缘设置有可绕自身轴线旋转的辊子，辊子均匀分布于轮毂周围，辊子轴线与轮毂轴线正交，两侧的全方位轮交错布置，使得一侧全方位轮的辊子的轴向投影位于另一侧全方位轮的两个辊子中间。本发明优点当车轮具有沿车轮轴向的运动趋势时两侧全方位轮与地面接触的辊子绕自身轴线转动，使得车轮仍然保持纯滚动状态，提高车轮运动的灵活性。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体来说是用于磁吸附爬壁机器人的一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置。
背景技术
磁吸附爬壁机器人是特种机器人的一种，是一种设计用来在恶劣、危险、极限情况下、在导磁壁面上进行特定作业如检查、检测、焊接、打磨等的一种自动化机械装置，越来越受到人们的重视。目前磁吸附爬壁机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等铁磁性结构的生产施工中得到了广泛的应用。
经文献检索发现，中国专利公开号为CN101612731A，申请日为2009年7月23日，发明名称为：爬壁机器人紧凑型主动驱动轮装置的发明专利，该技术公开了一种爬壁机器人主动驱动轮装置，具体方案为：支架筒套装在驱动电机上，主动轮支架固装在支架筒的敞口端的端面上，主动轮套装在支架筒上，主动轮的内壁与支架筒的外壁之间设有两个轴承，卡轴固装在驱动电机的输出轴上，卡套套装在卡轴上且与主动轮固接，主动带轮固定安装在卡套上。该装置结构紧凑，但不具备转向和磁吸附功能。
现有的磁吸附爬壁机器人也有相关专利的申请，申请日为2005年10月8日、申请号为200510086383.X、名称为“轮式非接触磁吸附爬壁机器人”的发明专利，其技术方案为：包括轮式移动机构和永磁吸附装置，轮式移动机构包括底盘、安装在底盘上的驱动机构、由驱动机构驱动的驱动轮。所述驱动轮对称布置，采用差动驱动方式，依靠驱动轮的差速实现在导磁壁面上的转向；永磁吸附装置安装在所述底盘上，所述永磁吸附装置和导磁壁面间是非接触的，磁能利用率高，吸附能力强。上述专利特点是吸附力大，但是由于所有的驱动轮都是不能相对车体转向的圆柱轮，转向阻力大，转向灵活性差。
又如专利申请号为CN200620021023.1，申请日为2006-6-14，名称为全方位随动磁轮式四驱作业车的发明专利，其技术方案为：四驱作业车采用双磁铁轮组吸附在工件上，四个驱动电机与四个磁铁轮组直联，以实现行走目的；随动磁铁轮架通过随动轴与随动轴承联在一起，前万向随动磁铁轮组件和后万向随动磁铁轮件分别固定在尾板上；转向轴通过转向轴承与车板联在一起，再用同步轮和同步带将它们与可控转向电机上同步轮联在一起，从而达到360°原地转向。
对比文件仅仅是普通的万向滚动轮与磁铁的简单结合, 不足之处包括，体积大、转向灵活性差。综上所述，现有的磁吸附爬壁机器人的驱动轮的不足中主要有：车轮只能绕轮轴转动，即只能沿与轴正交方向滚动，当车轮具有轴向运动趋势时存在打滑现象，运动灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术在磁吸附爬壁机器人车轮运动灵活性方面性能的不足之处，设计一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置。
本发明的技术方案是：
一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置，包括环形永磁体，其特征在于：所述的环形永磁体两侧设置有全方位轮，所述全方位轮包括有依次设置的第一轮毂、辊子、套筒、辊子轴、第二轮毂；
所述全方位轮的结构为：在轮毂的外缘设置有可绕自身轴线旋转的辊子，辊子均匀分布于轮毂周围，辊子轴线与轮毂轴线正交，两侧的全方位轮交错布置，使得一侧全方位轮的辊子的轴向投影位于另一侧全方位轮的两个辊子中间；
所述环形永磁体为轴向充磁的环形永磁体，两侧的全方位轮的所有轮毂均为导磁轮毂，所述导磁轮毂作为轭铁与中央的环形永磁体构成磁路。
所述导磁轮毂包括铁硅系合金轮毂，铁铝系合金轮毂，铁钴系合金轮毂、镍系合金轮毂、45号钢轮毂或Q235钢轮毂。
所述辊子套接在辊子轴上，辊子数量为多个，各辊子间设置有套筒。
所述环形永磁体和全方位轮为同轴设置。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、当车轮具有沿车轮轴向的运动趋势时两侧全方位轮与地面接触的辊子绕自身轴线转动，使得车轮仍然保持纯滚动状态，提高车轮运动的灵活性。使得车轮可以在保持纯滚动状态的条件下，沿车轮轴向运动，不会打滑。
2、保持纯滚动沿车轮轴向运动能减小摩擦，方便转向，往各个方向移动时更灵活。
3、本发明中间加上了永磁铁，中间轴对两侧万向轮的特殊定位。
4、本发明的装配更容易定位，更方便，而且本专利的与地面的接触为连续式。
附图说明
图1 为本发明结构图。
图2是本发明的磁路示意图。
图3是全方位轮的爆炸视图。
附图中全方位轮1，环形永磁体2，第一轮毂3，辊子4，套筒5，辊子轴6，第二轮毂7，螺钉。
具体实施方式
一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置包括环形永磁体，所述的环形永磁体两侧设置有全方位轮，所述全方位轮包括有依次设置的第一轮毂、辊子、套筒、辊子轴、第二轮毂；所述全方位轮的结构为：在轮毂的外缘设置有可绕自身轴线旋转的辊子，辊子均匀分布于轮毂周围，辊子轴线与轮毂轴线正交，两侧的全方位轮交错布置，使得一侧全方位轮的辊子的轴向投影位于另一侧全方位轮的两个辊子中间；所述环形永磁体为轴向充磁的环形永磁体，两侧的全方位轮的所有轮毂均为导磁轮毂，所述导磁轮毂作为轭铁与中央的环形永磁体构成磁路。所述导磁轮毂包括铁硅系合金轮毂，铁铝系合金轮毂，铁钴系合金轮毂、镍系合金轮毂、45号钢轮毂或Q235钢轮毂。所述辊子套接在辊子轴上，辊子数量为多个，各辊子间设置有套筒。所述环形永磁体和全方位轮为同轴设置。
如图1和图2所示，磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置的一种具体实施方式，包括中央的环形永磁体2以及两侧的全方位轮1，环形永磁体2和两个全方位轮1同轴放置。环形永磁体2内孔直径15毫米，外孔直径75毫米，厚度30毫米，轴向充磁。两侧的全方位轮1的轮毂采用低碳钢(如Q235)制造，作为轭铁与中央的环形永磁体2一起构成磁路的一部分。磁路示意如图2中的虚线回路所示。
全方位轮1的具体结构如图3所示，第一轮毂3和第二轮毂7直径98毫米，采用低碳钢(如Q235)制造。在第一轮毂3和第二轮毂7的外缘分别均匀设置有18个方形凹槽，相对应的辊子轴6两端为方形，可安装在方形凹槽里。辊子4安装在辊子轴6上，靠辊子轴6上的轴肩和套筒5定位。辊子4内径5毫米，外径16毫米，厚度5毫米，结构为在不锈钢轴承外缘包覆一层2毫米厚的聚氨酯层。辊子4共有18个，均匀分布于轮毂周围，辊子4轴线与第一轮毂3和第二轮毂7的轴线正交。最终通过螺钉8将第一轮毂3和第二轮毂7进行固定。两侧的全方位轮交错布置，使得一侧全方位轮的辊子的轴向投影位于另一侧全方位轮的两个辊子中间。当车轮具有沿轴向的运动趋势时两侧全方位轮与地面接触的辊子绕自身轴线转动，使得车轮仍然保持纯滚动状态，提高车轮运动的灵活性。
Claims (4)
1.一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置，包括环形永磁体（2），其特征在于：所述的环形永磁体（2）两侧设置有全方位轮（1），所述全方位轮（1）包括有依次设置的第一轮毂（3）、辊子（4）、套筒（5）、辊子轴（6）、第二轮毂（7）；
所述全方位轮（1）的结构为：在轮毂的外缘设置有可绕自身轴线旋转的辊子（4），辊子（4）均匀分布于轮毂周围，辊子轴（6）线与轮毂轴线正交，两侧的全方位轮（1）交错布置，使得一侧全方位轮（1）的辊子（4）的轴向投影位于另一侧全方位轮（1）的两个辊子（4）中间；
所述环形永磁体（2）为轴向充磁的环形永磁体（2），两侧的全方位轮（1）的所有轮毂均为导磁轮毂，所述导磁轮毂作为轭铁与中央的环形永磁体（2）构成磁路。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置，其特征在于：所述导磁轮毂包括铁硅系合金轮毂，铁铝系合金轮毂，铁钴系合金轮毂、镍系合金轮毂、45号钢轮毂或Q235钢轮毂。
3.根据权利要求2所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置，其特征在于：所述辊子（4）套接在辊子轴（6）上，辊子（4）数量为多个，各辊子（4）间设置有套筒（5）。
4.根据权利要求3所述的一种用于磁吸附爬壁机器人的万向滚动磁轮装置，其特征在于：所述环形永磁体（2）和全方位轮（1）为同轴设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101855826A CN102673673A (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012101855826A CN102673673A (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102673673A true CN102673673A (zh) | 2012-09-19 |
Family
ID=46806387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012101855826A Pending CN102673673A (zh) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102673673A (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104787142A (zh) * | 2014-08-12 | 2015-07-22 | 皖西学院 | 双向轮式管外爬管机器人 |
| CN104875807A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-09-02 | 浙江工业大学 | 一种用于爬壁机器人的行动装置 |
| CN106004230A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 哈工大机器人集团有限公司 | 一种可爬越凹凸面的柔性磁铁轮 |
| CN106061825A (zh) * | 2013-11-30 | 2016-10-26 | 沙特阿拉伯石油公司 | 铰接车辆底盘 |
| CN106428281A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 浙江嘉蓝海洋电子有限公司 | 磁吸附爬壁机器人 |
| WO2017164825A3 (en) * | 2016-03-21 | 2017-11-02 | King Mongkut's University Of Technology Thonburi | Automatic mobile robot for facilitating activities to improve child development |
| CN107322635A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-07 | 哈尔滨工业大学 | 用于模块化机器人的非接触式连接与关节驱动机构 |
| CN107363819A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-21 | 哈尔滨工业大学 | 利用磁力连接的模块化球形软体机器人 |
| CN109070628A (zh) * | 2016-05-18 | 2018-12-21 | 沙特阿拉伯石油公司 | 具有滚轮支架的磁性全向轮 |
| CN109826412A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-31 | 李娜 | 一种建筑用玻璃幕墙工作平台 |
| CN110217044A (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-10 | 广东汇四方精密磁材有限公司 | 多极取向磁力轮及其安装方法 |
| US10451222B2 (en) | 2017-07-12 | 2019-10-22 | Saudi Arabian Oil Company | Magnetic crawler vehicle with passive rear-facing apparatus |
| CN112478011A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-12 | 中国计量大学 | 一种具备磁粉探伤功能的爬壁机器人 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004148893A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Sanwa Tekki Corp | 磁石ベルト式駆動装置 |
| CN1702008A (zh) * | 2005-06-14 | 2005-11-30 | 胡广怀 | 磁吸附式爬壁机器用引磁式行走轮单元 |
| CN1817668A (zh) * | 2006-03-02 | 2006-08-16 | 上海交通大学 | 全方位轮 |
| CN101565063A (zh) * | 2009-05-21 | 2009-10-28 | 上海交通大学 | 永磁吸附式轮式爬壁机器人 |
| US20100212983A1 (en) * | 2007-10-11 | 2010-08-26 | Tecnomac S.R.L. | Magnetic Coupling Mobile Robot |
| CN202686556U (zh) * | 2012-06-07 | 2013-01-23 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 |
-
2012
- 2012-06-07 CN CN2012101855826A patent/CN102673673A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004148893A (ja) * | 2002-10-29 | 2004-05-27 | Sanwa Tekki Corp | 磁石ベルト式駆動装置 |
| CN1702008A (zh) * | 2005-06-14 | 2005-11-30 | 胡广怀 | 磁吸附式爬壁机器用引磁式行走轮单元 |
| CN1817668A (zh) * | 2006-03-02 | 2006-08-16 | 上海交通大学 | 全方位轮 |
| US20100212983A1 (en) * | 2007-10-11 | 2010-08-26 | Tecnomac S.R.L. | Magnetic Coupling Mobile Robot |
| CN101565063A (zh) * | 2009-05-21 | 2009-10-28 | 上海交通大学 | 永磁吸附式轮式爬壁机器人 |
| CN202686556U (zh) * | 2012-06-07 | 2013-01-23 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9849925B2 (en) | 2013-11-30 | 2017-12-26 | Saudi Arabian Oil Company | Hinged vehicle chassis |
| CN106061825B (zh) * | 2013-11-30 | 2018-12-07 | 沙特阿拉伯石油公司 | 铰接车辆底盘 |
| CN106061825A (zh) * | 2013-11-30 | 2016-10-26 | 沙特阿拉伯石油公司 | 铰接车辆底盘 |
| US10118655B2 (en) | 2013-11-30 | 2018-11-06 | Saudi Arabian Oil Company | Hinged vehicle chassis |
| CN104787142A (zh) * | 2014-08-12 | 2015-07-22 | 皖西学院 | 双向轮式管外爬管机器人 |
| CN104875807A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-09-02 | 浙江工业大学 | 一种用于爬壁机器人的行动装置 |
| WO2017164825A3 (en) * | 2016-03-21 | 2017-11-02 | King Mongkut's University Of Technology Thonburi | Automatic mobile robot for facilitating activities to improve child development |
| US10864453B2 (en) | 2016-03-21 | 2020-12-15 | King Mongkut's University Of Technology Thonburi | Automatic mobile robot for facilitating activities to improve child development |
| CN109070628A (zh) * | 2016-05-18 | 2018-12-21 | 沙特阿拉伯石油公司 | 具有滚轮支架的磁性全向轮 |
| CN106004230A (zh) * | 2016-05-30 | 2016-10-12 | 哈工大机器人集团有限公司 | 一种可爬越凹凸面的柔性磁铁轮 |
| CN106428281A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 浙江嘉蓝海洋电子有限公司 | 磁吸附爬壁机器人 |
| CN106428281B (zh) * | 2016-11-25 | 2018-09-11 | 浙江嘉蓝海洋电子有限公司 | 磁吸附爬壁机器人 |
| US10451222B2 (en) | 2017-07-12 | 2019-10-22 | Saudi Arabian Oil Company | Magnetic crawler vehicle with passive rear-facing apparatus |
| US11060669B2 (en) | 2017-07-12 | 2021-07-13 | Saudi Arabian Oil Company | Magnetic crawler vehicle with passive rear-facing apparatus |
| US11098854B2 (en) | 2017-07-12 | 2021-08-24 | Saudi Arabian Oil Company | Magnetic crawler vehicle with passive rear-facing apparatus |
| CN107363819A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-21 | 哈尔滨工业大学 | 利用磁力连接的模块化球形软体机器人 |
| CN107322635A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-11-07 | 哈尔滨工业大学 | 用于模块化机器人的非接触式连接与关节驱动机构 |
| CN110217044A (zh) * | 2018-03-02 | 2019-09-10 | 广东汇四方精密磁材有限公司 | 多极取向磁力轮及其安装方法 |
| CN109826412A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-31 | 李娜 | 一种建筑用玻璃幕墙工作平台 |
| CN112478011A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-12 | 中国计量大学 | 一种具备磁粉探伤功能的爬壁机器人 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102673673A (zh) | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 | |
| US9849722B2 (en) | Magnetic omni-wheel and method for traversing surface therewith | |
| CN102689296B (zh) | 一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人 | |
| CN202686558U (zh) | 一种用于磁吸附爬壁机器人的磁吸附万向轮装置 | |
| CN102699893B (zh) | 具有多自由度机械手臂的差动驱动磁吸附式多功能爬壁机器人 | |
| CN202911836U (zh) | 全向移动平台 | |
| CN202686556U (zh) | 一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置 | |
| CN102673672B (zh) | 一种用于磁吸附爬壁机器人的驱动转向一体化磁轮装置 | |
| CA2689706A1 (en) | A fixed wheel that drives in any direction | |
| CN102673670B (zh) | 一种新型的全驱动复合吸附式爬壁机器人 | |
| CN202686557U (zh) | 一种用于磁吸附爬壁机器人的驱动转向一体化磁轮装置 | |
| CN202753150U (zh) | 具有多自由度机械手臂的差动驱动磁吸附式多功能爬壁机器人 | |
| CN105216836A (zh) | 一种智能电动助力推车 | |
| CN204956550U (zh) | 结构紧凑的电动助力推车 | |
| CN107985364A (zh) | 一种全向行驶移动平台的转向驱动装置 | |
| CN205131283U (zh) | 电动助力推车 | |
| CN218257538U (zh) | 麦克纳姆轮、底盘装置及爬壁机器人 | |
| CN203844532U (zh) | 一种易装配、大承载的全方位移动轮 | |
| CN211001619U (zh) | 一种移动机器人的双滚轮全向动力脚轮和全向移动平台 | |
| CN103600769A (zh) | 一种叉车的电子转向系统 | |
| CN211166396U (zh) | 一种无人车的底盘和无人车 | |
| CN208021490U (zh) | 一种全向行驶移动平台的转向驱动装置 | |
| CN202046361U (zh) | 车辆转向装置 | |
| CN202557648U (zh) | 一种改进的组合磁轮 | |
| CN204956549U (zh) | 一种智能电动助力推车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120919 |