CN106741268A - 一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其包括轮式组合移动装置和永磁吸附装置，所述轮式组合移动装置包括底盘和分别安装于所述底盘上的一个中心驱动轮和四个被动万向轮，所述被动万向轮可以进行360°自由旋转，转向灵活；通过螺纹与所述底盘连接的所述永磁吸附装置采用永磁体材料，通过非接触方式对导磁壁面进行吸附。这样，轮式组合移动装置和永磁吸附装置相结合，使机器人通过永磁吸附装置吸附在壁面上的同时，中心驱动轮车轮带动机器人行走的同时，可以自由转动360度的万向轮增加了转向灵活性，使转向快捷，转向区域小。

Description

一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置
技术领域
本发明涉及磁吸附技术领域，具体涉及一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置。
背景技术
爬壁机器人可以代替人在倾斜、竖直避面，巨型构件，乃至容器内顶部进行灵活移动，并完成一定的任务作业。在石油化工、建筑清洁、船舶修造、消防灭火等领域爬壁机器人有着广泛的应用前景。
磁吸附爬壁机器人属于爬壁机器人的一个分支，其虽然仅限于导磁壁面的应用，但因具有吸附力强，不受壁面凹凸或裂缝的限制，安全，稳定，可靠的优点而被进行了广泛的研究与应用。
目前磁吸附爬壁机器人的移动方式主要有履带式，腿足式和轮式，轮式磁吸附爬壁机器人相对于其他两种机器人，既能保持一定的负载又能灵活运动，移动系统机构简单，质量轻，功耗小，控制方便。
然而目前轮式磁吸附爬壁机器人多靠两侧的转速差实现转向，转向时需要较大的转向空间，不能非常灵活快速地进行小范围转向，且容易出现轮子的打滑现象，在较小空间或有区域限制的空间进行作业时，并不方便。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，其包括轮式组合移动装置和永磁吸附装置，所述轮式组合移动装置包括底盘和分别安装于所述底盘上的一个中心驱动轮和四个被动万向轮，所述被动万向轮可以进行360°自由旋转，转向灵活；通过螺纹与所述底盘连接的所述永磁吸附装置采用永磁体材料，通过非接触方式对导磁壁面进行吸附。
较佳的，所述中心驱动轮包括驱动齿轮和车轮，驱动电机通过链式结构或者齿轮传动装置驱动所述驱动齿轮转动，与所述驱动齿轮同轴的所述中心驱动轮的车轮也随之转动。
较佳的，所述中心驱动轮还包括方向控制齿轮，链式结构或者齿轮传动装置驱动所述方向控制齿轮转动，改变所述中心驱动轮的车轮运动方向。
较佳的，所述中心驱动轮的车轮轮毂采用永磁体材料，增加机器人的吸附力，所述中心驱动轮与导磁壁面充分接触，便于控制方向。
较佳的，四个所述被动万向轮采用非磁性材料，其转向时自由灵活。
较佳的，所述中心驱动轮和所述被动万向轮的车轮表面均添加一层橡胶轮胎，增加车轮与导磁壁面间的摩擦力，防止在移动过程中出现打滑现象。
较佳的，所述被动万向轮由两个分别可以进行独立转动的车轮组成，增加了车轮子的转向灵活性，便于转向和移动。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：轮式组合移动装置和永磁吸附装置相结合，使机器人通过永磁吸附装置吸附在壁面上的同时，中心驱动轮车轮带动机器人行走的同时，可以自由转动360度的万向轮增加了转向灵活性，使转向快捷，转向区域小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的结构图；
图2为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的俯视图；
图3为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的中心驱动轮的结构图；
图4为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的中心驱动轮底盘的结构图；
图5为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的万向轮的侧视图；
图6为本发明实施例一的一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的万向轮的正视图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
图1是一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的结构图，其包括轮式组合移动装置1和永磁吸附装置2；
所述的轮式组合移动装置1包括底盘11，和分别安装于底盘11的一个中心驱动轮12和四个被动万向轮13，中心驱动轮12可以由驱动电机通过链式结构或齿轮装置进行驱动，通过转动中心驱动轮12的顶部齿轮进行调整方向；四个被动万向轮13与底盘11相连接，可以进行360°自由旋转，轮式磁吸附爬壁机器人在中心驱动轮12作用下进行转向与移动，四个被动万向轮13配合中心驱动轮使转向灵活。
所述的永磁吸附装置2，安装于底盘11上，其采用永磁体材料，通过非接触方式对导磁壁面进行吸附，可以根据实际需要进行磁铁的增减，提高磁能利用率，方便可控。永磁吸附装置2是通过其上的孔21与底盘11相连，如图2所示。
图3为轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的中心驱动轮的结构图，其包括车轮121，轮架122，驱动齿轮123，固定销124，限位环125，方向控制齿轮126、车轴127和方向控制轴128；
车轮121安装在车轴127上，轮架122套接在车轴127上，驱动齿轮123与车轴127通过键槽链接，驱动电机通过链式结构或者齿轮传动装置驱动驱动齿轮123转动，驱动齿轮123带动车轴127转动，车轮121安装在车轴127上，车轮121也随着车轴127一起转动；限位环125与方向控制轴128为一体或与方向控制轴128过盈配合，方向控制轴128穿过底盘上孔111与底盘11套接，如图4所示，限位环125用于限制底盘11在方向控制轴128上的位置，方向控制齿轮126通过键槽或过盈配合与方向控制轴128相连，当然方向控制齿轮126在底盘11的上方，方便方向控制齿轮126与链式结构或者齿轮传动装置相连，驱动方向控制齿轮126转动改变车轮121的运动方向，底盘11上的圆环113为与方向控制齿轮126相连的链式结构或者齿轮传动装置提供了空间。
图5和图6为轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置的万向轮的结构图，其包括车轮131、132，支撑肋板133，转向板134，转向柱135车轴136，固定销137、138；车轮131、车轮132安装在车轴136上，分别通过固定销137、138进行固定位置，车轮131和车轮132分别绕着车轴136转动；车轴136与支撑肋板133相连，支撑肋板133与转向板134固连，转向板134可以绕着转向柱135自由旋转360度；转向柱135通过图4底盘上的孔112与底盘相连接。
轮式组合移动装置和永磁吸附装置相结合，使机器人通过永磁吸附装置吸附在壁面上的同时，中心驱动轮车轮带动机器人行走的同时，可以自由转动360度的万向轮增加了转向灵活性，使转向快捷，转向区域小。
实施例二
如上所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，本实施例与其不同之处在于中心驱动轮的车轮轮毂采用永磁体材料，增加了机器人与壁面的吸附力，保证中心驱动轮与壁面充分接触，控制方向。
实施例三
如上所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，本实施例与其不同之处在于万向轮的车轮轮毂采用非磁性材料，使其在转向过程中更具灵活性。
实施例四
如上所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，本实施例与其不同之处在于中心驱动轮和万向轮的车轮外表面均添加一层橡胶轮胎，以增加车轮与壁面的摩擦力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，其包括轮式组合移动装置和永磁吸附装置，所述轮式组合移动装置包括底盘和分别安装于所述底盘上的一个中心驱动轮和四个被动万向轮，所述被动万向轮可以进行360°自由旋转，转向灵活；通过螺纹与所述底盘连接的所述永磁吸附装置采用永磁体材料，通过非接触方式对导磁壁面进行吸附。
2.根据权利要求1所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，所述中心驱动轮包括驱动齿轮和车轮，驱动电机通过链式结构或者齿轮传动装置驱动所述驱动齿轮转动，与所述驱动齿轮同轴的所述中心驱动轮的车轮也随之转动。
3.根据权利要求2所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，所述中心驱动轮还包括方向控制齿轮，链式结构或者齿轮传动装置驱动所述方向控制齿轮转动，改变所述中心驱动轮的车轮运动方向。
4.根据权利要求3所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，所述中心驱动轮的车轮轮毂采用永磁体材料，增加机器人的吸附力，所述中心驱动轮与导磁壁面充分接触，便于控制方向。
5.根据权利要求4所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，四个所述被动万向轮采用非磁性材料，其转向时自由灵活。
6.根据权利要求5所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，所述中心驱动轮和所述被动万向轮的车轮表面均添加一层橡胶轮胎，增加车轮与导磁壁面间的摩擦力，防止在移动过程中出现打滑现象。
7.根据权利要求5或6所述的轮式磁吸附爬壁机器人的转向装置，其特征在于，所述被动万向轮由两个分别可以进行独立转动的车轮组成，增加了车轮子的转向灵活性，便于转向和移动。
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