CN109070628B - 具有滚轮支架的磁性全向轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于横穿表面的多向轮(100)，其包括磁体(118)和围绕所述轮的每个轮毂(102)的外周边设置的多个滚轮(104)。所述滚轮(104)被安装用于沿第二轴向旋转，所述第二轴向垂直于所述轮(100)的第一轴向。所述滚轮(104)由附接到所述轮毂(102)的多个磁性可诱导支架(106)支撑。所述支架(106)的尺寸和形状被最佳地设置以减小所述轮(100)的磁化材料与所述轮在上面行进的表面之间的空间。

Description

具有滚轮支架的磁性全向轮
技术领域
本发明涉及全向轮，并且具体涉及具有滚轮支架的磁性全向轮，所述滚轮支架具有用于支撑横穿表面的滚轮的优化特征。
背景技术
设计各不相同的轮在各种文件中是已知的，包括标题为“Omni-wheel baseddriving device with belt transmission mechanism”的美国专利号8,308,604；标题为“Dynamically balanced in-line wheel vehicle”的美国专利公布号2008/0295595；标题为“Magnetic wheel for vehicles”的美国专利号7,233,221；标题为“Magnetic wheel”的美国专利公布号2012/0200380；以及Lee,Seung-heui等人的标题为“Recognition ofCorrosion State Based on Omnidirectional Mobile Robot for Inspection of CASfor Oil Tanker Annual Conference 2008”的文章等。通过查阅各个文件的公开内容，可以最好地理解这些文件中描述的轮和交通工具的具体设计和特征。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于横穿具有轮廓的表面的多向轮。所述轮包括至少一个轮毂，其限定第一轴向旋转方向。所述轮包括至少一个磁体，其具有被布置成大致围绕所述第一轴向的外面，其中所述轮毂由引导所述至少一个磁体的通量朝向所述被横穿的表面的磁性可诱导材料制成。所述轮毂由引导所述至少一个磁体的通量朝向所述被横穿的表面的磁性可诱导材料制成。所述轮包括多个磁性可诱导支架，其围绕所述至少一个轮毂的整个外周边设置。所述支架的尺寸和形状被设计成限定与所述表面的轮廓互补的轮廓，使得与在所述轮的每个旋转位置处不与所述表面的轮廓互补的轮轮廓相比，减小所述间隙的尺寸。所述轮还包括多个滚轮，其由所述多个支架支撑以用于旋转。所述滚轮由所述支架支撑以用于沿与第一轴向成一定角度的第二轴向旋转。当所述轮横穿所述表面时，至少一个滚轮在所述轮的任何旋转位置接触所述表面，同时在所述表面与所述磁体的外面之间形成间隙。
根据另一个方面，所述支架的尺寸和形状被设计成限定凸形轮轮廓。
根据又另一个方面，所述支架包括锥形部分。
根据另一个方面，所述支架的尺寸和形状被设计成限定平坦轮轮廓。
根据又另一个方面，所述支架包括平坦部分。
根据另一个方面，所述支架的尺寸和形状被设计成限定凹形轮轮廓。
根据又另一个方面，所述支架包括突出部分。
根据另一个方面，所述轮轮廓根据以下组合与所述表面的轮廓互补：(1)所述轮轮廓是凸形的并且所述表面轮廓是凹形的；(2)所述轮轮廓是平坦的并且所述表面轮廓是平坦的；以及(3)所述轮轮廓是凹形的并且所述表面轮廓是凸形的。
根据另一个方面，所述支架包括支撑所述滚轮的支架和突起。
根据又另一个方面，所述突起是凸角形的。
根据另一个方面，所述突起是平坦形的。
根据另一个方面，所述突起是锥形的。
根据又另一个方面，存在限定所述第一轴向旋转方向的两个轮毂，并且所述至少一个磁体包括设置在所述两个轮毂之间的盘。
根据又另一个方面，所述支架围绕所述两个轮毂中的每一个设置。
根据另一个方面，围绕所述两个轮毂中的每一个设置的支架、所述轮毂和所述磁体共同限定凹形轮廓。
根据另一个方面，围绕所述两个轮毂中的每一个设置的支架、所述轮毂和所述磁体共同限定凸形轮廓。
根据另一个方面，围绕所述两个轮毂中的每一个设置的支架、所述轮毂和所述磁体共同限定平坦轮廓。
根据又另一个方面，所述轮包括电动机，其中所述两个轮毂中的至少一个可操作地联接到所述电动机以用于驱动旋转。
根据另一个方面，轴可操作地联接到所述电动机和所述两个轮毂中的至少一个。
附图说明
图1A示出根据第一布置的磁性全向轮的截面图；
图1B示出图1A的磁性全向轮的分解图；
图2A示出根据第二布置的磁性全向轮的前视图；
图2B示出图2A的磁性全向轮的分解图；
图3A是用于磁性全向轮的支架的等距视图；
图3B是图3A的支架的平面图；
图3C是具有一组如图3A中的支架的磁性全向轮的平面图；
图3D是横穿表面的图3C的磁性全向轮的平面图；
图4A是用于磁性全向轮的支架的等距视图；
图4B是图4A的支架的平面图；
图4C是具有一组如图4A中的支架的磁性全向轮的平面图；
图4D是横穿表面的图4C的磁性全向轮的平面图；
图5A是用于磁性全向轮的支架的等距视图；
图5B是图5A的支架的平面图；
图5C是具有一组如图5A中的支架的磁性全向轮的平面图；
图5D是横穿表面的图5C的磁性全向轮的平面图；
图6是磁性全向轮的平面图，其示出表面上的平坦支架和突出支架的比较；
图7A是具有与凸表面互补的布置的磁性全向轮的示意图；
图7B是具有与凸表面互补的布置的磁性全向轮的另一个示意图；
图7C是具有与凹表面互补的布置的磁性全向轮的示意图；以及
图7D是具有与凹表面互补的布置的磁性全向轮的另一个示意图。
具体实施方式
参见图1A、图1B和图2B，示出磁性全向轮100。全向轮100包括轮毂或轭102和围绕轮毂102的外周边布置的多个滚轮模块104。滚轮模块104被布置成垂直于轮毂102的轴向旋转方向而支撑滚轮。图1B示出处于分解状况的全向轮的一个侧面上的两个相邻滚轮模块104。图2A示出处于分解状况的磁性全向轮的两个侧面。每个滚轮模块包括支架106、轴承108、滚轮110、以及将支架106联接到轮毂102的紧固件112。每个支架106包括位于支架106的每个侧面上的突出安装件114和锚定部分115。锚定部分115包括孔，所述孔的尺寸和形状被设计成接收紧固件112以使得支架可以固定到轮毂。每个安装件114的尺寸和形状被设计成使得相邻轴承108可以支撑在上面。因此，相邻支架提供两个相对安装件以在其间支撑轴承108和滚轮110，如图1A和图2A所示(为了便于说明，图2A中省略了滚轮以便示出相邻安装件非常接近以支撑轴承和滚轮)。轴承108和滚轮110的尺寸和形状被设计成使得滚轮110可以支撑在轴承108上并且使得滚轮可以围绕安装件114的轴线自由旋转。
磁性全向轮100可以具有双侧面配置，因为全向轮100的第一侧面116a和第二侧面116b在全向轮的每一个侧面上设置有轮毂102，其中滚轮模块104围绕每个轮毂的周边设置。磁铁118设置在两个轮毂102与两组滚轮模块104之间，以便提供对全向轮100所横穿的表面的吸引力。优选地，每个轮毂由磁性可诱导材料(例如，铁磁材料或铁)制成，以使得它可以引导来自磁体118的磁通量，如下面更详细地讨论的。
滚轮110可以由某种材料制成或被设置有表面纹理(例如，橡胶、软塑料或表面纹理钢等)，以便提供足以使轮100保持牵引力的摩擦系数，使得当交通工具的重量抵消由磁体118提供的法向力时，它可能以垂直和/或倒置的定向来驱动/转向交通工具，如下面更详细地讨论的。这种提供增加的牵引力的布置允许要求由磁体产生的力有所减小。因此，可以减小磁体的尺寸和重量和/或可以使用成本更低的磁性材料。当交通工具以正面朝上的定向行进(例如，较轻重量)时，这提高了效率。
参见图1A，轮毂102允许围绕限定第一轴向的轮毂轴线沿箭头“A”所指示的方向旋转。滚轮110允许沿箭头“B”所指示的方向旋转，即沿垂直于第一轴向的第二轴向。(可替代地，可以代替地使用Mecanun型轮，在这种情况下，滚轮通常相对于轮毂成45°来安装)。这样一来，全向轮允许具有两个自由度的旋转。这种布置对于必须在狭窄范围内操作的交通工具(诸如用于检查管、罐和其他金属结构的机器人交通工具)特别有用。
可以是环、盘或多个单独磁体的磁体118提供磁通量力，并且选择磁体的材料、尺寸/数量和强度以便保持全向轮与磁性可诱导材料(例如，钢罐或管壁)接触。此外，磁性可诱导轮毂102放置在磁体118的侧面上，以便进一步引导来自磁体118的磁通量力朝向全向轮在上面行进的磁性可诱导表面，由此增加轮与表面之间的吸引力。因此，轮将沿轮通过磁体118和轮毂102在上面移动的磁性可诱导表面的方向提供更强的拉力，同时通过轮毂102和滚轮110的旋转来允许轮沿着表面移动的两个自由度。
此外，支撑滚轮110的支架106可由磁性可诱导材料制成。如上所讨论的，磁体(118)之间通过轮毂(102)的吸引力的耦合通过形成支架(106)的磁性可诱导材料进一步朝向表面延伸。这样，支架106可以辅助引导来自磁体118的磁通量朝向行进表面。这种布置导致轮朝向其所附着的磁性可诱导表面的保持力更强。
参见图3-5，支架可以成形为改善使磁通量朝向行进表面的引导，这增加了轮与表面之间的吸引力。图3A-3D示出具有包括突起120的支架106a的轮100a。突起120是凸角形的，使得其在支架附接到轮的轮毂时远离磁体外表面延伸并且在轮位于表面上时朝向表面延伸。凸角形突起120改变支架106a的轮廓，使得支架朝向表面并远离轮的轮毂和磁体延伸。这样一来，当安放在轮的两个侧面时，支架106a在支架之间限定凹槽121。支架106a可以布置在轮的每一个侧面上，使得轮的每一个侧面是另一个侧面的镜像。取决于所期望的轮运动，将支架布置成使得滚轮以相反相位布置也是实用的。如果轴相对于表面的高度比侧面到侧面的摆动更重要，则需要异相布置。可替代地，如果当轮在停止点(由4个滚轮与表面接合的地方组成)之间移动时，摆动与改变轴高度相比更加不利于操作，则滚轮应当布置成同相，从而形成通过磁体的对称轴线。支架的凸角形突起在磁体118的外表面的平面上方延伸，但是保持在滚轮(110)的弯曲内。支架的突起限定轮的凹形轮廓。因此，当轮在具有凸形轮廓A的表面时(例如，圆管的外部)上行进时，磁体118的外面与表面之间的气隙减小，如图3D可见。磁体118的外面与表面之间的间隙的减小可在图6中进一步看出，这提供了当轮在具有凸形轮廓的表面上行进时，由具有平坦轮廓的轮和具有凹形轮廓的轮产生的间隙的比较。支架106a的尺寸和形状被设计成减小表面与轮之间的气隙，而不会使轮的任何部分接触除滚轮之外的表面。支架以及由支架支撑的滚轮的尺寸和形状被设置以使得支架和磁体不接触表面并保持气隙。这种结构布置允许轮的磁性可诱导材料尽可能接近表面，同时保持南极和北极跨轮/磁体而分离。通过提供尺寸和形状被设计成对应于轮在上面行进的表面以使得减小气隙的支架，支架的结构提高了轮与表面之间的拉力的效率。这样一来，对于凹形、凸形和平坦配置，气隙减小。
参见图4A-4D，轮100b具有支架106b，所述支架106b具有平坦轮廓。支架106b具有突起122。突起122是平坦形的，使得当支架附接到轮的轮毂时，突起122大致平行于磁体的外面而延伸。平坦形突起122改变支架106b的轮廓，以使得支架既不朝向也不远离轮的轮毂和磁体而延伸。这布置导致滚轮设置在磁体/保持磁体的壳体的外层之外，并且支架恰好位于滚轮的弯曲内。因此，在磁性可诱导材料(磁体、轮毂和支架)的主体与被横穿的平坦表面之间存在小分离。滚轮的接触点之间的基本上平坦的区域(以保持磁体和轮毂接近)以及遵循滚轮轮廓以确保支架尽可能接近表面的支架提供改善的保持力。支架106b可以布置在轮的每一个侧面上，使得轮的每一个侧面是另一个侧面的镜像。支架的平坦形突起位于磁体118的外表面的相同平面上。因此，具有支架106b的轮减小磁体118的外面与具有平坦轮廓的行进表面之间的气隙。这样，由于减小的气隙和增加的磁通量，具有平坦轮廓的轮在轮与平坦行进表面之间的磁吸引力有所增加。
参见图5A-5D，轮100c具有包括突起124的支架106c。突起124是锥形的，使得其在支架附接到轮的轮毂时远离磁体外表面延伸并且在轮位于表面上时远离表面延伸。锥形的突起124改变支架106c的轮廓，以使得支架远离轮的轮毂和磁体延伸。这样一来，当安放在轮的两个侧面上时，支架106c允许磁体的外面相对于支架向外凸出。支架106b可以布置在轮的每一个侧面上，使得轮的每一个侧面是另一个侧面的镜像。支架的锥形突起在磁体118的外表面的平面下方延伸。锥形124改变支架106c的轮廓，使得支架沿朝向轮的轮毂和磁体的方向弯曲。这样一来，轮的两个侧面上的支架106c限定轮的凸形轮廓。因此，当轮在具有凹形轮廓C的表面时(例如，圆管的内部)上行进时，磁体118的外面与表面之间的气隙减小，如图5D可见。支架106c的尺寸和形状被设计成减小表面与轮之间的气隙，而不会使轮接触表面。通过提供尺寸和形状被设计成对应于轮在上面行进的表面以使得减小气隙的支架，支架的结构提高了轮与表面之间的拉力的效率。
参见图7A-7D中，示出并如下描述了一种确定适于特定表面的轮的尺寸和形状的方式(图7A&B＝凸形并且图7C&D＝凹形)。图7A-7D示出作为目标接触表面的圆形截面，其可以例如对应于垂直于管中心线的管截面，这意味着针对检查机器人围绕所述特定管直径周向行驶的状况来优化轮。但应当理解的是，这些概念可以应用于不同的截面，例如对应于管截面的椭圆形截面，所述截面相对于其中心线或非圆柱形管成一定角度。
参见图7A和图7C，r1是感兴趣的截面处的目标弯曲的半径，t1是r1的容差因子(即r1+/-t1)，r3是全向滚轮的半径，t3是r1的容差因子(即r1+/-t1)，d1是磁体宽度，d2是滚轮组之间的距离，并且t2是d2的容差因子(即d2+/-d2)。一旦选择了目标弯曲并且已知行进表面的特定截面，并且一旦从全向轮的整体设计过程中了解尺寸(例如，2组滚轮之间的距离、滚轮直径、磁体宽度、磁体外径和整个全向轮直径)，就可以设置偏移参数。偏移参数表示以下的总和：在正常操作期间可能在目标表面上预期的最大可能的不规则/突起的高度(径向测量)，加上将作为支架与目标表面之间的最小可能距离的空隙因子(将t1、t2、t3和任何可能的突起考虑在内)。
目标的截面具有r1的弯曲，并且取决于目标是凹形还是凸形，对于凹形目标添加为+t1的容差，并且对于凸形目标添加为-t1的容差。这些容差考虑了可能的变化，同时允许支架保持尽可能接近表面。2个接触滚轮被表示为与目标相切的圆，两者的半径均为r3并且中心以d2的距离分开。同样，取决于目标的类型，容差分别按如下方式添加到r3和d2：对于凹形目标添加-t3和-t2，并且对于凸形目标添加-t3和+t2。区段B-E是与目标轮廓平行并偏移恒定“偏移”距离的曲线。因此，滚轮被示为处于其距离目标可能最近的位置(将t1、t2、t3和可能的突出考虑在内)并且B-E区段是最接近目标轮廓同时确保选定空隙不受任何可能突起影响的曲线。在凹形情况下，r2的值被限定为(r2＝r1+t1-偏移)，并且应当被制造为具有用于空隙配合的轴容差(例如，a至h)。在凸形情况下，r2的值被限定为(r2＝r1-t1+偏移)，并且应当被制造为具有用于空隙配合的孔容差(例如，A至H)。
点E与最接近其对应滚轮的磁体面对齐，并且区段E-F与相同磁体面的边缘共线。支架轮廓的E-F区段可以根据需要进行定制。在凹形情况下，d4>＝0，并且在凸形情况下，d4>＝r2-sqrt(r2^2-(d1/2)^2)。
B-D区段可能以各种方式来限定，一个实例是与其对应滚轮同心并与段B-E相切的弧形，其中半径为r4＝r3-t3-偏移。B-D的弧长以及点B和D的精确放置可以根据需要进行定制。
图7A和图7C示出在最大间隙距离的状况下的在全向轮支架与目标之间的界面(假定容差变化)。如以上所讨论的，支架和目标轮廓可以被表示为平行曲线，并且在圆形截面的情况下表示为同心的(即，点A和L是相同的)。
图7B和图7D表示几何形状，其中尺寸移位到其相应的标称值，这将导致点L远离点A移位，在凹形情况下远离目标并且在凸形情况下朝向目标。图7B和图7D表示在完成设计过程后在支架与目标之间留下的平均空隙或气隙。在限定空隙时，可以将其他参数(诸如表面粗糙度)考虑在内。
因此，轮支架的尺寸和形状被设计成减小轮和其磁体与轮在上面行进的表面之间的气隙。支架包括限定轮的轮廓的成形突起，其中轮的轮廓与行进表面的轮廓互补。因此，如果表面轮廓是凸形的，则轮的轮廓是凹形的，使得两者彼此互补并可以彼此嵌套。如果表面轮廓是平坦的，则轮的轮廓是平坦的，使得两者彼此互补并可以彼此嵌套。如果表面轮廓是凹形的，则轮的轮廓是凸形的，使得两者彼此互补并可以彼此嵌套。同时，每个实施方案具有围绕磁体118的侧面的支架，而磁体的外面在其与凸形、平坦或凹形表面之间具有更优化的间隙。以此方式，可以改善轮的效率和拉力。在磁体118不是完整环但由多个单独磁体组成的其他实施方案中，支架106可以设置有从其延伸的唇缘以抵抗可能以其他方式逐出磁体的法向力。
上述主题是仅通过说明的方式提供的并且不应被解释为限制性的。可在不遵循所示和所述示例性实施方案和应用的情况下、并且在不背离以下权利要求书中阐述的本发明的真实精神和范围的情况下对本文所描述的主题作各种修改和改变。

Claims (15)

1.一种用于横穿具有轮廓的表面的多向轮(100)，其包括：
至少一个轮毂(102)，所述至少一个轮毂限定第一轴向旋转方向；
至少一个磁体(118)，其具有被布置成大致围绕所述第一轴向的外面，其中所述轮毂由引导所述至少一个磁体的通量朝向所述被横穿的表面的磁性可诱导材料制成；
多个磁性可诱导支架(106)，其围绕所述至少一个轮毂(102)的整个外周边设置，每个所述支架的尺寸和形状被设计成具有相对于将所述支架(106)平分的轴向平面不对称的轮廓，以限定与所述表面的轮廓互补的轮轮廓，使得与在所述轮(100)的每个旋转位置处不与所述表面的轮廓互补的轮轮廓相比，减小在所述表面与所述磁体(118)、所述轮毂(102)和所述支架(106)的外面之间的空气间隙的尺寸；以及
多个滚轮(110)，其由所述多个支架(106)支撑以用于旋转，所述滚轮(110)由所述支架(106)支撑以用于沿与第一轴向成一定角度的第二轴向旋转，
其中当所述轮横穿所述表面时，至少一个滚轮(110)在所述轮(100)的任何旋转位置接触所述表面。
2.根据权利要求1所述的多向轮(100)，其中所述支架(106c)的尺寸和形状被设计成限定凸形轮轮廓。
3.根据权利要求2所述的多向轮(100)，其中所述支架(106c)包括锥形部分。
4.根据权利要求1所述的多向轮(100)，其中所述支架(106b)的尺寸和形状被设计成限定平坦轮轮廓。
5.根据权利要求4所述的多向轮(100)，其中所述支架(106b)包括平坦部分(122)。
6.根据权利要求1所述的多向轮(100)，其中所述支架(106a)的尺寸和形状被设计成限定凹形轮轮廓。
7.根据权利要求6所述的多向轮(100)，其中所述支架(106a)包括突出部分(120)。
8.根据权利要求1所述的多向轮(100)，其中所述轮轮廓根据以下组合与所述表面的轮廓互补：
(1)所述轮轮廓是凸形的并且所述表面轮廓是凹形的；
(2)所述轮轮廓是平坦的并且所述表面轮廓是平坦的；以及
(3)所述轮轮廓是凹形的并且所述表面轮廓是凸形的。
9.根据权利要求1所述的多向轮，其中所述支架(106a-c)包括支撑所述滚轮(110)的安装件(114)和突起(120、122、124)。
10.根据权利要求9所述的多向轮(100)，其中所述突起(120)是凸角形的。
11.根据权利要求9所述的多向轮(100)，其中所述突起(122)是平坦形的。
12.根据权利要求9所述的多向轮(100)，其中所述突起(124)是锥形的。
13.一种用于横穿具有轮廓的表面的多向轮(100)，其包括：
至少一个轮毂(102)，所述至少一个轮毂(102)限定第一轴向旋转方向；
至少一个磁体(118)，其具有被布置成大致围绕所述第一轴向的外面，其中所述轮毂由引导所述至少一个磁体的通量朝向所述被横穿的表面的磁性可诱导材料制成；
多个磁性可诱导支架(106)，其围绕所述至少一个轮毂(102)的整个径向外周边设置，所述支架(106)的尺寸和形状被设计成限定与所述表面的轮廓互补的轮轮廓，使得与在所述轮(100)的每个旋转位置处不与所述表面的轮廓互补的轮轮廓相比，减小在所述表面与所述磁体(118)、所述轮毂(102)和所述支架(106)的外面之间的空气间隙的尺寸；
多个紧固件(112)，其适于将所述多个磁性可诱导支架(106)中的每一个可移除地联接到所述至少一个毂(102)的径向外周边；以及
多个滚轮(110)，其由所述多个支架(106)支撑以用于旋转，所述滚轮(110)由所述支架(106)支撑以用于沿与第一轴向成一定角度的第二轴向旋转，
其中当所述轮(100)横穿所述表面时，至少一个滚轮(110)在所述轮(100)的任何旋转位置接触所述表面，并且
其中所述多个磁性可诱导支架(106)包括第一多个支架(106a)，所述第一多个支架(106a)具有适于安装在所述轮(100)上的第一尺寸和形状，并且当所述轮廓是凸形的时补充所述表面的轮廓，以及可与所述第一多个支架(106a)互换的第二多个支架(106c)，所述第二多个支架(106c)具有第二尺寸和形状且适于安装在所述轮(100)上，并且当所述轮廓是凹形的时补充所述表面的轮廓，所述第一和第二多个支架(106c)通过所述紧固件(112)可移除地联接到至少一个轮毂(102)的径向外周边。
14.根据权利要求13所述的多向轮(100)，其中所述支架(106a)包括凸角形突起(120)。
15.根据权利要求13所述的多向轮(100)，其中所述支架(106c)包括锥形突起(124)。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101548609B1 (ko) * 2014-12-23 2015-09-01 주식회사 타스글로벌 자석휠
JP6715462B2 (ja) * 2016-06-02 2020-07-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 移動ロボット
US11312435B2 (en) * 2018-07-18 2022-04-26 General Electric Company Motorized apparatus including articulated body
US11097796B2 (en) * 2018-11-29 2021-08-24 Saudi Arabian Oil Company Articulated magnet-bearing legs for UAV landing on curved surfaces
JP7048136B1 (ja) 2021-11-01 2022-04-05 啓太 遠藤 運搬システム、及び運搬台車

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2694164A (en) * 1952-02-07 1954-11-09 Walter A Geppelt Magnetic wheel
US3253632A (en) 1963-04-25 1966-05-31 Boeing Co Resilient wheel
US3697720A (en) * 1971-01-21 1972-10-10 Santa Fe Int Corp Pipe welding apparatus and methods therefor
YU35048B (en) 1971-05-13 1980-06-30 Snam Progetti Self-propelled and self-adjustable carriage capable of moving along the track of a non-linear line, e.g.pipeline
JP2895540B2 (ja) * 1989-12-29 1999-05-24 石川島検査計測株式会社 磁石車輪を用いた走行車
US5284096A (en) * 1991-08-06 1994-02-08 Osaka Gas Company, Limited Vehicle for use in pipes
BR9205338A (pt) 1991-08-08 1993-10-13 Homma Science Corp Roda provida de sub-rodas
JP2003063202A (ja) 2001-08-24 2003-03-05 Kyosho Corp 走行体の車輪
ES2219169B1 (es) * 2003-02-19 2005-10-01 Soluziona Calidad Y Medio Ambiente, S.L. Rueda magnetica para vehiculos.
JP4003082B2 (ja) * 2005-07-15 2007-11-07 株式会社相愛 全方向車輪及び全方向移動装置
JP5336200B2 (ja) * 2006-03-13 2013-11-06 マグスウィッチ・テクノロジー・ワールドワイド・プロプライエタリー・リミテッド 磁気車輪
US20080295595A1 (en) 2007-05-31 2008-12-04 Twill Tech, Inc. Dynamically balanced in-line wheel vehicle
NO328066B1 (no) * 2008-01-25 2009-11-23 Helix Technologies As Rortraktor
US8011735B2 (en) * 2008-03-12 2011-09-06 Jules Scogna Wheel for omni-directional vehicle
US20100243342A1 (en) 2009-03-25 2010-09-30 Chia-Wen Wu Omni-wheel based drive mechanism
CN102673670B (zh) * 2012-06-07 2013-12-25 中国东方电气集团有限公司 一种新型的全驱动复合吸附式爬壁机器人
CN202622792U (zh) 2012-06-07 2012-12-26 中国东方电气集团有限公司 一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人
CN102673673A (zh) * 2012-06-07 2012-09-19 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
US20140152803A1 (en) * 2012-11-16 2014-06-05 Northeast Gas Association System, method & apparatus for remote pipe inspection
CN203019367U (zh) * 2012-12-13 2013-06-26 浙江大学 一种具有曲面自适应吸附的磁轮式爬壁机器人
JP5988952B2 (ja) 2013-11-14 2016-09-07 本田技研工業株式会社 車輪及び車輪装置及び倒立振子型車両
EP3077279B1 (en) * 2013-11-30 2018-07-18 Saudi Arabian Oil Company Hinged vehicle chassis
EP3074188B1 (en) * 2013-11-30 2020-07-01 Saudi Arabian Oil Company Modular mobile inspection vehicle
EP3693183A1 (en) * 2013-11-30 2020-08-12 Saudi Arabian Oil Company Magnetic omni-wheel
CN204687724U (zh) * 2015-04-27 2015-10-07 深圳市大疆创新科技有限公司 车轮结构及使用该车轮结构的遥控移动装置

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