CN105946450A - 一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮 - Google Patents

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计时鸣
张书豹
曾晰
杨华锋
焦义康
刘翠平
刘志远
邹洪森
尹磊
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Abstract

一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，包括轮毂、环形磁体和定子轴芯，环形磁块、定子轴芯同轴装在所述的轮毂内，定子轴芯贯穿所述的环形磁块的中心孔，定子轴芯的两端从轮毂的中心通孔中伸出形成安装端；轮毂包括实心橡胶轮胎、左轮毂和右轮毂，左轮毂与右轮毂相向固接形成容纳环形磁轮的中心腔体，实心橡胶轮胎套在轮毂外圈；定子轴芯包括定轴、线圈绕阻、左爪盘和右爪盘，左爪盘、右爪盘相互配合安装在所述的定轴上，并在定轴轴肩约束下形成环形爪盘空腔。本发明的有益效果是：实现磁轮在不加装外部驱动的情况下自行运转；提出一种多作用力的磁体，磁轮内磁体的环形结构，对内提供驱动力，对外提供吸附力，可以对壁面实现吸附攀爬。

Description

一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮
技术领域
本发明涉及一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮。
背景技术
目前，现有的轮式攀爬机构主要可以分为夹紧式机构、真空吸附式机构、仿生学机构、黏附式机构以及磁吸附式机构，而在磁吸附式机构中又可以分为空隙式磁块吸附机构和磁轮吸附机构。对磁轮现有的研究很少，已有的磁轮吸附机构为满足吸附及攀爬两种功能，往往需要装配相应驱动装置，在这种情况下，所设计的装置即复杂又占用结构空间。
发明内容
为了克服现有磁轮装配困难、结构复杂、结构空间占用率大的问题，本发明提供了一种适用于壁面吸附攀爬自驱式永磁转轮，该磁轮不仅简化了外部传动、驱动装置，使外形更美观，还改变了现有磁轮结构，提出了一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮。
本发明所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：包括轮毂、环形磁体和定子轴芯，所述的环形磁块、所述的定子轴芯同轴装在所述的轮毂内，并且所述的定子轴芯贯穿所述的环形磁块的中心孔以及轮毂的中心通孔，所述的定子轴芯的两端从轮毂的中心通孔中伸出形成安装端；所述的轮毂包括实心橡胶轮胎、左轮毂和右轮毂，所述的左轮毂与所述的右轮毂相向固接形成容纳环形磁轮的中心腔体，所述的实心橡胶轮胎套在轮毂外圈；所述的定子轴芯包括定轴、线圈绕阻、左爪盘和右爪盘，所述的左爪盘、所述的右爪盘相互配合安装在所述的定轴上，并在定轴轴肩约束下形成环形爪盘空腔，所述的线圈绕阻同轴装配在环形爪盘空腔内，所述的线圈绕阻套在所述的定轴的轴肩。
所述的左轮毂的外端面、所述的右轮毂的外端面都设有带中心通孔的中心凸台，所述的定子轴芯通过套筒轴向约束固定于磁轮中心腔体中，所述的定轴两端轴向穿过左右轮毂的中心凸台，并通过滚珠轴承支撑，所述的滚珠轴承通过外卡簧固定约束在左右轮毂的中心凸台的中心通孔内，并且所述的滚珠轴承与相应的左右轮毂中心通孔过盈配合。
所述的左爪盘和所述的右爪盘的外缘沿周向均匀分布缺口，并且所述的左爪盘与所述的右爪盘的外缘向内折起形成带缺口的内折边，所述的左爪盘的内折边与所述的右爪盘的内折边交错配合安装在定轴上。
所述的磁体由多块相互连接的磁块组成环形结构。
所述的磁体由8块相互连接的磁块组成环形结构。
安装过程为：
1.定子轴芯装配：将两个轴承分别过盈装配在左右两个轮毂的中心孔内；磁体的装配：将8块磁块依次连接，装配成环形磁体结构；定子轴芯的装配：将线圈绕阻装配在定轴中心位置，将左右爪盘相向装配在定轴上，使得线圈绕阻位于环形爪盘空腔内。
2.整体装配：在定子轴芯的定轴两端分别装配上套筒，然后在定子轴芯的左端面装配左轮毂，使得定轴穿过左轮毂滚珠轴承，并通过卡簧轴向固定；然后将环形磁体嵌入左轮毂内，使得定子轴芯位于环形磁体的中心腔体内；加盖右轮毂，使得定轴的另一端穿过右轮毂滚珠轴承，并用卡簧轴向固定；将内六角螺栓依次穿过左轮毂安装孔、磁体安装孔和右轮毂安装孔，用螺母拧紧固定；最后将实心橡胶轮胎嵌套在磁轮外缘。此时，磁轮外侧吸附在铁材质的墙壁、管道上，在通电状态以后，在定子轴芯的驱动下，带动磁体旋转，磁轮就会在倾斜、垂直壁面上攀爬。
本发明的有益效果是：通过电机的转动原理，可以实现磁轮在不加装外部驱动的情况下自行运转；提出一种多作用力的磁体，磁轮内磁体的环形结构，对内提供驱动力，对外提供吸附力，可以对壁面实现吸附攀爬；提出一种全新的磁轮结构，大大节省了结构空间。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的正视图。
图3是本发明的剖视图。
图4是本发明的爪盘结构图。
图5是本发明的磁块结构图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，包括轮毂1、环形磁体2和定子轴芯3，所述的环形磁块2、所述的定子轴芯3同轴装在所述的轮毂1内，并且所述的定子轴芯3贯穿所述的环形磁块2的中心孔以及轮毂1的中心通孔，所述的定子轴芯3的两端从轮毂1的中心通孔中伸出形成安装端；所述的轮毂1包括实心橡胶轮胎13、左轮毂11和右轮毂12，所述的左轮毂11通过内六角螺栓6、螺母5与所述的右轮毂12相向固接形成容纳环形磁轮2的中心腔体14，所述的实心橡胶轮胎13套在轮毂1外圈；所述的定子轴芯3包括定轴34、线圈绕阻31、左爪盘32和右爪盘33，所述的左爪盘32、所述的右爪盘33相互配合安装在所述的定轴上，并在定轴34轴肩约束下形成环形爪盘空腔35，所述的线圈绕阻31同轴装配在环形爪盘空腔35内，所述的线圈绕阻31套在所述的定轴34的轴肩。
所述的左轮毂11的外端面、所述的右轮毂12的外端面都设有带中心通孔的中心凸台15，所述的定子轴芯3通过套筒8轴向约束固定于磁轮中心腔体14中，所述的定轴34两端轴向穿过左右轮毂11、12的中心凸台，并通过滚珠轴承4支撑，所述的滚珠轴承4通过外卡簧7固定约束在左右轮毂11、12的中心凸台的中心通孔内，并且所述的滚珠轴承4与相应的左右轮毂中心通孔过盈配合。
所述的左爪盘32和所述的右爪盘33的外缘沿周向均匀分布缺口，并且所述的左爪盘32与所述的右爪盘33的外缘向内折起形成带缺口的内折边，所述的左爪盘32的内折边与所述的右爪盘33的内折边交错配合安装在定轴34上。
所述的磁体2由8块相互连接的磁块组成环形结构。
安装过程为：
1.定子轴芯装配：将两个滚珠轴承4分别过盈装配在左右两个轮毂的中心通孔内；磁体的装配：将8块磁块依次连接，装配成环形磁体结构；定子轴芯的装配：将线圈绕阻31装配在定轴34中心位置，将左右爪盘32、33相向装配在定轴34上，使得线圈绕阻31位于环形爪盘空腔35内。
2.整体装配：在定子轴芯3的定轴34两端分别装配上套筒8，然后在定子轴芯3的左端面装配左轮毂11，使得定轴34穿过左轮毂滚珠轴承，并通过卡簧7轴向固定；然后将环形磁体2嵌入左轮毂11内，使得定子轴芯3位于环形磁体2的中心腔体14内；加盖右轮毂12，使得定轴34的另一端穿过右轮毂滚珠轴承，并用外卡簧7轴向固定；将内六角螺栓6依次穿过左轮毂中心通孔、磁体安装孔和右轮毂中心通孔，用螺母5拧紧固定；最后将实心橡胶轮胎13嵌套在磁轮外缘。此时，磁轮外侧吸附在铁材质的墙壁、管道上，在通电状态以后，在定子轴芯3的驱动下，带动磁体旋转，磁轮就会在倾斜、垂直壁面上攀爬。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：包括轮毂、环形磁体和定子轴芯，所述的环形磁块、所述的定子轴芯同轴装在所述的轮毂内，并且所述的定子轴芯贯穿所述的环形磁块的中心孔以及轮毂的中心通孔，所述的定子轴芯的两端从轮毂的中心通孔中伸出形成安装端；所述的轮毂包括实心橡胶轮胎、左轮毂和右轮毂，所述的左轮毂与所述的右轮毂相向固接形成容纳环形磁轮的中心腔体，所述的实心橡胶轮胎套在轮毂外圈；所述的定子轴芯包括定轴、线圈绕阻、左爪盘和右爪盘，所述的左爪盘、所述的右爪盘相互配合安装在所述的定轴上，并在定轴轴肩约束下形成环形爪盘空腔，所述的线圈绕阻同轴装配在环形爪盘空腔内。
2.如权利要求1所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：所述的左轮毂的外端面、所述的右轮毂的外端面都设有带中心通孔的中心凸台，所述的定子轴芯通过套筒轴向约束固定于磁轮中心腔体中，所述的定轴两端轴向穿过左右轮毂的中心凸台，并通过滚珠轴承支撑，所述的滚珠轴承通过外卡簧固定约束在左右轮毂的中心凸台的中心通孔内，并且所述的滚珠轴承与相应的左右轮毂中心通孔过盈配合。
3.如权利要求1所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：所述的左爪盘和所述的右爪盘的外缘沿周向均匀分布缺口，并且所述的左爪盘与所述的右爪盘的外缘向内折起形成带缺口的内折边，所述的左爪盘的内折边与所述的右爪盘的内折边交错配合安装在定轴上。
4.如权利要求1所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：所述的磁体由多块相互连接的磁块组成环形结构。
5.如权利要求4所述的一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮，其特征在于：所述的磁体由8块相互连接的磁块组成环形结构。
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