CN103847428B - 一种可镶嵌磁钢车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可镶嵌磁钢车轮，在轮胎与衔接环之间设置有磁钢环，磁钢腔首尾衔接镶嵌在磁钢环上，磁钢腔的直径、高度与磁钢的直径、高度相当但磁钢腔直径略小于磁钢环的宽度，轴承的一个底面所在的平面高于轮胎底面所在的平面，突出部分轴承的高度等于轮胎宽度的一半。采用把磁钢腔设计在轮子上并镶嵌在磁钢环里的结构设计方案，解决了目前同类车轮或磁钢固定装置在使用中精度不高，效率低的问题，让使用本发明的智能器件的精度和效率都得到较大提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种轮子，尤其是一种用在智能器件上的轮子。
背景技术
在设计制造智能小车和机器人时都会涉及到一个如何测量智能小车和机器人移动速度和移动距离的问题。目前，在这方面比较成熟的技术是霍尔开关技术，也称为霍尔效应。什么是霍尔效应？当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应，而霍尔效应需要的磁场环境一般都是由磁钢来产生，磁钢是一种超硬度永磁合金，其由几种硬的强金属，如铁与铝、镍、钴等合成，有时是铜、铌、钽合成。在作品设计中，如需要用到霍尔开关技术来测速测距，一般都是把霍尔元器件固定在主体上，再用热熔胶等粘性强度比较大的胶状物把磁钢黏在车轮架上，在车轮转动中实现磁场强度的变化，进而利用控制芯片计算出作品的移动距离和移动速度。下面是一些关于固定磁钢和镶嵌车轮的技术资料：
1、【名称】一种磁钢装配机，【申请号】CN201220106578.1，【公开号】CN202550835U的专利文献公开了一种磁钢装配机，该磁钢装配机用于将预充磁的磁钢条装配到转子铁芯中,该磁钢装配机包括：磁钢机基板、转子铁芯固定装置、装配在磁钢机基板上的旋转装配体、围绕旋转装配体装配在磁钢机基板上多个步进电机推料装配体；其中：转子铁芯固定装置与旋转装配体配合固定转子铁芯,并且旋转装配体用于旋转转子铁芯；所述多个步进电机推料装配体用于将磁钢插入转子铁芯中。
2、【名称】同步电机转子的磁钢固定结构，【专利号】CN201120216862.X，【公开号】CN202111546U的专利文献公开了一种同步电机转子的磁钢固定结构,包括铁芯、磁钢；所述的磁钢的个数为偶数个并均布于铁芯的外周；所述的同步电机转子的磁钢固定结构还包括固定套筒；所述的固定套筒轴向设有磁钢定位通槽,磁钢定位通槽的个数与磁钢的个数相等并沿固定套筒的内周均布；磁钢的厚度尺寸大于磁钢定位通槽的深度尺寸,磁钢的外端位于磁钢定位通槽处并与固定套筒固定连接,磁钢的内端与铁芯的外表面固定连接。
3、【名称】旋转磁钢式潜油永磁同步电动机转子表面磁钢固定装置，【申请号】CN201020511054.1，【公开号】CN201781386U的专利文献公开了一种旋转磁钢式潜油永磁同步电动机转子表面磁钢固定装置，其属于电动机技术领域，该装置转轴上装配磁轭和磁钢，磁轭上装有压板,磁钢装配于压板之间,磁钢外套套筒,套筒与压板安装在一起。
4、【名称】永磁电机转子磁钢端部紧固结构，【申请号】CN201220105723.4，【公开号】CN202550739U的专利文献公开了一种永磁电机转子磁钢端部紧固结构，包括磁钢、热膨胀性玻璃毡、不锈钢压板、不锈钢紧固件、转子铁芯压圈以及转子铁芯；磁钢在轴向上分割成多段插入转子铁芯的磁钢槽内,转子铁芯压圈压紧在转子铁芯的端面上；不锈钢压板压紧在磁钢以及转子铁芯压圈上并通过不锈钢紧固件与转子铁芯压圈连接；热膨胀性玻璃毡位于不锈钢压板和磁钢之间。
上述所公开的四项技术资料都涉及对现有磁钢固定装置技术进行改进，但这些技术基本上都是为工业成产而设计的，所有的装置都十分复杂，且精度不高，不适用于要求结构简单、精度高的智能器件上。而传统中用热熔胶等粘性强度比较大的胶状物固定磁钢，一样达不到智能器件设计上的精度要求，并且在作品工作时磁钢易于脱落，工作效率不高。
发明内容
本发明提供一种可镶嵌磁钢车轮，解决了目前同类车轮或磁钢固定装置在使用中精度不高，效率低的问题。
本发明一种可镶嵌磁钢车轮，包括轮胎、衔接环和轴承，在轮胎与衔接环之间设置有磁钢环，磁钢环与轮胎、衔接环的圆心互相重合，都落在轴承的轴心上，磁钢腔首尾衔接镶嵌在磁钢环上，各个磁钢腔的中心到磁钢环两条边的距离相等并且都落在以轴承的轴心为圆心的同一个圆上，磁钢腔直径小于磁钢环的宽度。轮胎与磁钢环、衔接环、固轴环、轴承各部分由外而内依次衔接形成一个整体，且圆心互相重合。其中，轴承的一个底面所在的平面高于轮胎底面所在的平面，轴承的突出部分的高度等于轮胎宽度的一半；在轴承的柱体内部设置有一个只有一个底面的轴腔，轴腔深度超过轴承的突出部分高度但并不穿透整个车轮。
所述磁钢腔的上下底面互相平行，但腔体所在柱体的半径从上底面处开始呈等比例缩小。所述轴腔不是圆形腔，而是D字形腔，腔体体积等于同半径圆形腔体积的一半。
本发明把磁钢腔设计在轮子上，镶嵌在磁钢环里，即减小了带磁钢车轮所占据的空间，又把磁钢的位置固定下来，采用前后衔接的设计可以最大限度满足所需要的精度，即使没有使用所有磁钢腔也比使用同数量磁钢的车轮精确度要高。另外，由于腔体所在柱体的半径在距上底面一定距离处开始等比例的减小，导致腔体边缘处半径略小，这样将对已经嵌入轮子的磁钢有一个向内的压力，使得磁钢镶嵌入轮子后不易脱落，因此采用把磁钢腔设计在轮子上并镶嵌在磁钢环里的结构设计，使得本发明的智能器件在精度和效率上都有较大提升。
附图说明
图1为本发明可镶嵌磁钢车轮的主视图。
图2为本发明可镶嵌磁钢车轮的左视图。
图3为磁钢的结构示意图。
图中：1—轮胎，2—磁钢环，3—磁钢腔，4—衔接环，5—固轴环，6—轴承，7—轴腔，8—磁钢。
具体实施方式
下面根据附图并结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1—3所示，本发明一种可镶嵌磁钢车轮，包括轮胎1、衔接环4、轴承6，在轮胎与衔接环4之间设置有磁钢环2，磁钢环2与轮胎1、衔接环4的圆心互相重合，都落在轴承6的轴心上。磁钢腔3首尾衔接镶嵌在磁钢环2上，各个磁钢腔3的中心到磁钢环2两条边的距离相等并且都落在以轴承6的轴心为圆心的同一个圆上。磁钢腔3的直径、高度与磁钢8的直径、高度相当但磁钢腔3直径略小于磁钢环2的宽度；轮胎1与磁钢环2、衔接环4、固轴环5、轴承6的圆心互相重合，各部分由内而外依次衔接形成一个整体，其中轴承6的一个底面所在的平面高于轮胎1底面所在的平面，轴承6的突出部分高度等于轮胎1宽度的一半；在轴承6的柱体内部设置有一个只有一个底面的轴腔7，轴腔7深度超过轴承6的突出部分高度但并不穿透整个车轮。
在把本发明安装到主体上去之前，首先明确所需要的精度和预备的磁钢8的数量，如果需要测出作品的移动速度和偏差较小的移动距离，应该设计磁钢8之间为相等间隔，相邻两个磁钢8之间没有或是隔着一个、多个磁钢腔3。在确定精度和数量检测确认磁钢的A、B面之后，就可以把磁钢8按入磁钢腔3里了。最后把轮子安装到主体上。
制造磁钢8的材料很多，所以种类也很多，以铝镍钴为例，铝镍钴是最早开发出来的一种永磁材料，是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。根据生产工艺不同分为烧结铝镍钴和铸造铝镍钴，产品形状多为圆形和方形，铸造工艺可以加工生产成不同的尺寸和形状；与铸造工艺相比，烧结产品局限于小的尺寸，其生产出来的毛坯尺寸公差比铸造产品毛坯要好，磁性能要略低于铸造产品，但可加工性要好。在永磁材料中，铸造铝镍钴永磁有着最低可逆温度系数，工作温度可高达600摄氏度以上，铝镍钴永磁产品广泛应用于各种仪器仪表和其他应用领域。
综上所述，本发明一种可镶嵌磁钢车轮，使用起来灵活方便，可以较大程度的提高智能器件的精度和效率。
Claims (3)
1.一种可镶嵌磁钢车轮，包括轮胎（1）、衔接环（4）和轴承（6），其特征在于：在轮胎与衔接环（4）之间设置有磁钢环（2），磁钢环（2）与轮胎（1）、衔接环（4）的圆心互相重合，都落在轴承（6）的轴心上；磁钢腔（3）首尾衔接镶嵌在磁钢环（2）上，各个磁钢腔（3）的中心到磁钢环（2）两条边的距离相等并且都落在以轴承（6）的轴心为圆心的同一个圆上；磁钢腔（3）直径小于磁钢环（2）的宽度；轮胎（1）与磁钢环（2）、衔接环（4）、固轴环（5）、轴承（6）各部分由外而内依次衔接形成一个整体，且圆心互相重合；轴承（6）的一个底面所在的平面高于轮胎（1）底面所在的平面，轴承（6）的突出部分的高度等于轮胎（1）宽度的一半；在轴承（6）的柱体内部设置有一个只有一个底面的轴腔（7），轴腔（7）深度超过轴承（6）的突出部分高度但并不穿透整个车轮。
2.根据权利要求1所述的可镶嵌磁钢车轮，其特征在：磁钢腔（3）的上下底面互相平行，但腔体所在柱体的半径从上底面处开始呈等比例缩小。
3.根据权利要求1所述的可镶嵌磁钢车轮，其特征在：轴腔（7）呈D字形腔体，腔体体积等于同半径圆形腔体积的一半。
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