CN112918266B - 制动机构与磁悬浮轨道机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制动机构以及磁悬浮轨道机器人，属于机器人技术领域。制动机构包括电磁铁与制动件；其中，电磁铁设置在磁悬浮机器人本体内背离轨道的一侧。制动件的一端可旋转地设置在磁悬浮机器人本体内朝向轨道的一侧，制动件的另一端设置有磁吸附件；其中，在电磁铁通电或断电状态下，制动件随着磁吸附件吸附在电磁铁上，或被推移至与轨道平行的位置处，制动件切割轨道的永磁场并产生感应电涡流，以对磁悬浮机器人本体产生制动力。本发明通过磁悬浮机器人本体内设置制动件，并结合电磁铁的吸附与排斥作用，在电磁铁断电状态下利用该制动件切割磁感应线即可产生感应电涡流，在对应的轨道永磁场中产生制动阻力，以实现无需通电的紧急制动。

Description

制动机构与磁悬浮轨道机器人
技术领域
本发明属于机器人的技术领域，具体涉及一种用于磁悬浮轨道机器人的制动机构以及一种磁悬浮轨道机器人。
背景技术
现有轨道机器人大多采用传统旋转电机驱动，存在易磨损，速度慢，爬坡能力弱的特点。而磁悬浮轨道机器人，利用磁悬浮电磁直驱技术，可避免机械传动机构的磨损问题，速度更高，爬坡能力强等优势，并且，磁悬浮轨道机器人的制动可利用电磁场与轨道永磁体的作用力实现。然而，当出现断电的情况时，采用上述电磁制动方式就难以实现紧急制动刹车。
因此，基于上述技术问题，本发明提出一种应用于磁悬浮轨道机器人的制动机构，以实现在断电状态下紧急制动刹车。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种制动机构以及一种磁悬浮轨道机器人。
本发明的一方面，提供一种制动机构，用于磁悬浮轨道机器人，所述磁悬浮轨道机器人包括磁悬浮机器人本体以及与其相对设置的轨道，所述制动机构包括电磁铁与制动件；并且，
所述电磁铁设置在所述磁悬浮机器人本体内背离所述轨道的一侧；
所述制动件的一端可旋转地设置在所述磁悬浮机器人本体内朝向所述轨道的一侧，所述制动件的另一端设置有磁吸附件；其中，在所述电磁铁通电或断电状态下，所述制动件随着所述磁吸附件吸附在所述电磁铁上，或被推移至与所述轨道平行的位置处，所述制动件切割所述轨道的永磁场并产生感应电涡流，以对所述磁悬浮机器人本体产生制动力。
可选的，所述电磁铁朝向所述轨道的一侧还设置有伸缩件，在所述电磁铁通电状态下，所述磁吸附件吸附在所述伸缩件上，且所述伸缩件呈压缩状态；以及，
在所述电磁铁断电状态下，所述磁吸附件随着所述伸缩件拉伸被推移至与所述轨道平行的位置处。
可选的，所述磁吸附件采用铁块。
可选的，所述伸缩件采用弹簧。
可选的，所述制动件的一端还设置有旋转轴，所述制动件通过所述旋转轴可旋转地设置在所述磁悬浮机器人本体上。
可选的，所述制动件采用铜板。
本发明的另一方面，提供一种磁悬浮轨道机器人，包括前文记载的所述制动机构。
可选的，所述轨道朝向所述磁悬浮机器人本体的一侧设置有多个永磁铁。
可选的，所述磁悬浮机器人本体内朝向所述轨道的一侧还设置有电磁线圈，以产生行波磁场，并与所述多个永磁铁作用力驱动所述磁悬浮机器人本体行走。
可选的，所述磁悬浮机器人本体内还包括控制硬件、传感器以及供电元件。
本发明提供一种制动机构，用于磁悬浮轨道机器人，该磁悬浮机器人本体与轨道相对设置，制动机构包括电磁铁与制动件；其中，电磁铁设置在磁悬浮机器人本体内背离轨道的一侧。制动件的一端可旋转地设置在磁悬浮机器人本体内朝向轨道的一侧，制动件的另一端设置有磁吸附件；其中，在电磁铁通电或断电状态下，制动件随着磁吸附件吸附在电磁铁上，或被推移至与轨道平行的位置处，制动件切割轨道的永磁场并产生感应电涡流，以对磁悬浮机器人本体产生制动力。本发明通过在磁悬浮机器人本体内设置制动件，并结合电磁铁的吸附与排斥作用，在电磁铁断电状态下直接利用该制动件切割磁感应线即可产生感应电涡流，在对应的轨道永磁场中产生的制动阻力，以实现无需通电的紧急制动。
附图说明
图1为本发明一实施例的制动机构与磁悬浮轨道机器人的整体结构示意图；
图2为本发明另一实施例的磁悬浮轨道机器人的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
在发明的一些描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”或者“固定”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系。以及，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示，本发明的一方面，提供一种用于磁悬浮轨道机器人的制动机构，该制动机构具体包括电磁铁110以及制动件120。而磁悬浮轨道机器人包括磁悬浮机器人本体200以及与其相对设置的轨道300。本实施例的制动机构设置在磁悬浮机器人本体200内部，具体的，电磁铁110设置在磁悬浮机器人本体200内背离轨道300的一侧。以及，制动件120的一端可旋转地设置在磁悬浮机器人本体200内朝向轨道300的一侧，制动件120的另一端设置有磁吸附件130。在电磁铁110通电或断电状态下，制动件120随着磁吸附件130吸附在电磁铁110上，或被推移至与轨道300平行的位置处，制动件120切割轨道300的永磁场并产生感应电涡流，以对磁悬浮机器人本体200产生制动力。
本实施例通过在磁悬浮机器人本体内设置制动件，并结合电磁铁的吸附与排斥作用，在电磁铁断电状态下直接利用该制动件切割磁感应线即可产生感应电涡流，在对应的轨道永磁场中产生的制动阻力，以实现无需通电的紧急制动。
如图1所示，电磁铁110朝向轨道300的一侧还设置有伸缩件140，在电磁铁110通电状态下，磁吸附件130吸附在伸缩件140上，且该伸缩件140呈压缩状态。以及，在电磁铁110断电状态下，磁吸附件130随着伸缩件140拉伸被推移至与轨道300平行的位置处。
基于上述结构，本实施例的制动原理如下：在电磁铁通电时，电磁铁产生磁吸引力，制动件末端的磁吸附件吸附在电磁铁上，磁吸附件与电磁铁两者之间的伸缩件处于压缩状态。而当电磁铁断电时，即电磁铁处于无磁引力状态下，伸缩件由压缩状态自然拉伸，并将磁吸附件推移至贴近轨道的一侧，由于磁悬浮机器人本体仍处于运动状态，制动件切割轨道的永磁场，产生感应电流，进而产生制动力，以使得磁悬浮机器人本体紧急制动。
需要说明的是，本实施例对于磁吸附件不作具体限定，只要能实现将制动件的另一端与电磁铁可产生吸附作用即可，例如，该磁吸附件可采用铁块，即在制动件的末端连接一个铁块，当然，该制动件与磁吸附件可以一体成型。
进一步需要说明的是，本实施例对于伸缩件的类型也不作具体限定，只要能实现压缩与拉伸即可。
在本发明的一些优选示例中，如图1所示，伸缩件140可采用弹簧。
进一步的，在本发明的另一些优选示例中，如图1所示，制动件120的一端还设置有旋转轴150，这样，该制动件120通过旋转轴150可旋转地设置在磁悬浮机器人本体200上。也就是说，电磁铁设置在磁悬浮机器人本体内的底部位置处，制动件的一端可旋转地设置在磁悬浮机器人本体的顶部上，另一端在磁悬浮机器人本体的顶部位置和电磁铁之间上下移动。
需要说明的是，本实施例对于制动件不作具体限定，只要能实现可以切割永磁场并产生感应电流即可，一般来说，该制动件为导体，例如，制动件采用铜板。
如图1和图2所示，本发明的另一方面，提供一种磁悬浮轨道机器人，该磁悬浮轨道机器人包括磁悬浮机器人本体200以及与其相对应的轨道300。不难理解的是，本实施例的轨道应该为与磁悬浮机器人本体系统相匹配的永磁阵列轨道，即轨道300朝向磁悬浮机器人本体200的一侧设置有多个永磁铁310。该多个永磁铁310等间隔排布，且相邻的两个永磁铁310极性相反。
进一步的，如图1和图2所示，磁悬浮机器人本体200内朝向轨道的一侧还设置有电磁线圈210，以产生行波磁场，与永磁体作用力共同驱动磁悬浮机器人本体200行走，即本实施例采用非接触的驱动方式，以驱动磁悬浮机器人本体在相对侧的轨道上行走。
更进一步的，如图2所示，本实施例的磁悬浮机器人本体200内还包括控制硬件220、传感器230以及供电元件240。其中，控制硬件220为磁悬浮机器人的控制主板，用于驱动控制。传感器230读取永磁轨道300上的磁场信息，并根据磁场信息用于定位。供电元件240采用电池。
更进一步的，如图2所示，本实施例的磁悬浮机器人本体200朝向轨道300的一侧还设置有轮子250，该轮组250用于固定磁悬浮机器人本体200与轨道300的相对位置，且起到导向的作用。
本发明提供一种制动机构以及一种磁悬浮轨道机器人，相对于现有技术而言，具有以下有益效果：本发明通过在磁悬浮机器人本体内设置制动件，并结合电磁铁的吸附与排斥作用，该制动件可随着电磁铁的通电和断电而上下移动，以在电磁铁断电状态下直接利用该制动件切割磁感应线即可产生感应电涡流，在对应的轨道永磁场中产生的制动阻力，实现无需通电的紧急制动，解决了磁悬浮轨道机器人在断电情况下的紧急制动问题，使得机器人系统更安全可靠。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种制动机构，用于磁悬浮轨道机器人，其特征在于，所述磁悬浮轨道机器人包括磁悬浮机器人本体以及与其相对设置的轨道，所述制动机构包括电磁铁与制动件；其中，
所述电磁铁设置在所述磁悬浮机器人本体内背离所述轨道的一侧；
所述制动件的一端可旋转地设置在所述磁悬浮机器人本体内朝向所述轨道的一侧，所述制动件的另一端设置有磁吸附件；并且，在所述电磁铁通电状态下，所述制动件随着所述磁吸附件吸附在所述电磁铁上，或者，在所述电磁铁断电状态下，所述制动件随着所述磁吸附件被推移至与所述轨道平行的位置处，所述制动件切割所述轨道的永磁场并产生感应电涡流，以对所述磁悬浮机器人本体产生制动力；以及，
所述电磁铁朝向所述轨道的一侧还设置有伸缩件，在所述电磁铁通电状态下，所述磁吸附件吸附在所述伸缩件上，且所述伸缩件呈压缩状态；以及，
在所述电磁铁断电状态下，所述磁吸附件随着所述伸缩件拉伸被推移至与所述轨道平行的位置处；
所述制动件的一端还设置有旋转轴，所述制动件通过所述旋转轴可旋转地设置在所述磁悬浮机器人本体上。
2.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述磁吸附件采用铁块。
3.根据权利要求1所述的制动机构，其特征在于，所述伸缩件采用弹簧。
4.根据权利要求1至3任一项所述的制动机构，其特征在于，所述制动件采用铜板。
5.一种磁悬浮轨道机器人，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的制动机构。
6.根据权利要求5所述的磁悬浮轨道机器人，其特征在于，所述轨道朝向所述磁悬浮机器人本体的一侧设置有多个永磁铁。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮轨道机器人，其特征在于，所述磁悬浮机器人本体内朝向所述轨道的一侧还设置有电磁线圈，以产生行波磁场，并与所述多个永磁铁作用力驱动所述磁悬浮机器人本体行走。
8.根据权利要求6所述的磁悬浮轨道机器人，其特征在于，所述磁悬浮机器人本体内还包括控制硬件、传感器以及供电元件。
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