CN216467147U - 一种用于爬壁机器人的变磁力车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于爬壁机器人的变磁力车轮，包括车轮本体、呈halbach阵列设置在车轮本体上的若干电磁线圈和若干永磁体、分别设置在车轮本体两侧的上部端盖和下部端盖，车轮本体、上部端盖和下部端盖中心穿设有轴。车轮本体包括中心部和边沿部，边沿部环形阵列设置有若干的开口槽，电磁线圈和永磁体间隔设置在若干开口槽内。本实用新型提供的用于爬壁机器人的变磁力车轮，能够对爬壁机器人的车轮进行改进，使得磁力可调，扩大了应用范围，增加了承载力，有助于更好的控制。

Description

一种用于爬壁机器人的变磁力车轮

技术领域

本实用新型涉及磁力吸附技术领域，尤其涉及一种用于爬壁机器人的变磁力车轮。

背景技术

随着世界经济的发展和科技的进步，远洋运输得到了快速发展，船舶作为重要的海上运输工具，在运输中变得越来越重要。然而，由于海水的腐蚀性和海洋生物的附着，船体表面会产生锈皮，锈斑和贝类，藤壶等海洋污损物，会造成大量的经济损失。

得益于科学技术的发展，用于船体清刷的机器人得到了快速的发展，人们不断追求更加髙效、灵活、低能耗及易于控制的机器人。作为爬壁机器人家族中的一员，磁吸附爬壁机器人在导磁壁面上应用最为广泛，而磁力的可调性对于机器人的控制程度起到了很大的影响。

目前，我国关于爬壁机器人的研究与设计虽然较为广泛与全面，但是仍然存在许多不足之处，本方案针对应用的局限性、承载力以及控制问题进行重点解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于爬壁机器人的变磁力车轮，解决了如何对爬壁机器人的车轮进行改进，使得磁力可调，扩大了应用范围，增加了承载力，有助于更好的控制。

一种用于爬壁机器人的变磁力车轮，包括车轮本体、呈halbach阵列设置在所述车轮本体上的若干电磁线圈和若干永磁体、分别设置在所述车轮本体两侧的上部端盖和下部端盖，所述车轮本体、所述上部端盖和所述下部端盖中心穿设有轴。

所述车轮本体包括中心部和边沿部，所述边沿部环形阵列设置有若干的开口槽，所述电磁线圈和所述永磁体间隔设置在若干所述开口槽内。

所述中心部设置有通孔，所述通孔和所述开口槽之间开设有线孔，所述线孔中穿设有电磁线圈，所述电磁线圈采用外部涂刷绝缘漆的铜导线。

为了使整个车轮都处于密封状态，方便于在水下环境中使用，车轮内部及车轮与清刷本体之间的轴间均打孔，这样就可以使给电磁线圈供电的导线在孔洞内通过，车轮的外部结构均焊接在一起，这样就可以达到防水的效果。

所述永磁体选择使用钕铁硼N35。

所述边沿部采用型号为Steel-1008的钢材，且中心部采用铝制材料，且所述上部端盖和所述下部端盖均采用铝制材料；

所述永磁体和所述电磁线圈之间通过Steel-1008薄片隔开。

采用上述的材料，可以让电磁线圈和永磁体保持在规定的位置，并且能够让其产生的磁力能够得到好的利用，而且Steel-1008钢材具有良好的导磁性，可以保证其磁力通过以达到磁力配合形成halbach阵列的效果。

本实用新型达成以下显著效果：

(1)本方案将电磁线圈和永磁体互相配合，有助于实现磁力的变化，达到了车轮的吸附力可变化的目的，可以最大程度上提高吸附力；

(2)本专利的磁力可变就会导致车轮的吸附力变化，如果需要固定在某些位置或者外力对其产生了较大的影响情况下，强大的吸附力会使其更加稳定，如果车轮在行进过程中或者需要越障的情况下，很大的吸附力会阻碍它的行动，这时电磁线圈不工作，磁吸附力就会变小，这样既可以产生吸附力又因为吸附力不是很大不会影响其运动，具有更大的应用范围。

附图说明

图1为本实用新型实施例中变磁力车轮的内部结构示意图。

图2为本实用新型实施例中变磁力车轮的外部侧视示意图。

图3为本实用新型实施例中上部端盖的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中下部端盖的结构示意图。

图5为本实用新型变磁力车轮的磁力分布示意图。

其中，附图标记为：1、电磁线圈；2、永磁体；3、外部壳体；4、轴；5、上部端盖；6、下部端盖。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1、图2、图3和图4，一种用于爬壁机器人的变磁力车轮，包括车轮本体、呈halbach阵列设置在车轮本体上的若干电磁线圈1和若干永磁体、分别设置在车轮本体两侧的上部端盖5和下部端盖6，车轮本体、上部端盖5 和下部端盖6中心穿设有轴4。

而当电磁线圈1通电之后，会与永磁体2配合产生相近于halbach阵列的磁力效果，如图5所示，halbach阵列是一种新型永磁体排列方式，通过将不同充磁方向的永磁体按照一定规律排列，能够在磁体的一侧汇聚磁力线，而在另一侧消弱磁力线，从而获得比较理想的单边磁场，且很容易得到在空间较理想正弦分布的磁场。

车轮本体包括中心部和边沿部3，边沿部3环形阵列设置有若干的开口槽，电磁线圈1和永磁体间隔设置在若干开口槽内。

中心部设置有通孔，通孔和开口槽之间开设有线孔，线孔中穿设有电磁线圈1，电磁线圈1采用外部涂刷绝缘漆的铜导线。

为了使整个车轮都处于密封状态，方便于在水下环境中使用，车轮内部及车轮与清刷本体之间的轴4间均打孔，这样就可以使给电磁线圈1供电的导线在孔洞内通过，车轮的外部结构均焊接在一起，这样就可以达到防水的效果。

永磁体2选择使用钕铁硼N35。

边沿部3采用型号为Steel-1008的钢材，且中心部采用铝制材料，且上部端盖5和下部端盖6均采用铝制材料；

永磁体和电磁线圈1之间通过Steel-1008薄片隔开。

采用上述的材料，可以让电磁线圈1和永磁体2保持在规定的位置，并且能够让其产生的磁力能够得到好的利用，而且Steel-1008钢材具有良好导磁性，可以保证其磁力通过以达到磁力配合形成halbach阵列的效果。

本实用新型的具体工作过程：

首先在电磁线圈1不通电的状态下，只有永磁体2产生的磁力来给整个车轮提供磁吸附力，这样磁吸力较小比较适合车轮运动及越障；

而当电磁线圈1通电之后，会与永磁体2配合产生相近于halbach阵列的磁力效果，halbach阵列是一种新型永磁体排列方式，通过将不同充磁方向的永磁体按照一定规律排列，能够在磁体的一侧汇聚磁力线，而在另一侧消弱磁力线，从而获得比较理想的单边磁场，且很容易得到在空间较理想正弦分布的磁场。这样就可以使车轮产生很强的吸附力。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于爬壁机器人的变磁力车轮，其特征在于，包括车轮本体、呈halbach阵列设置在所述车轮本体上的若干电磁线圈和若干永磁体、分别设置在所述车轮本体两侧的上部端盖和下部端盖，所述车轮本体、所述上部端盖和所述下部端盖中心穿设有轴。

2.根据权利要求1所述的用于爬壁机器人的变磁力车轮，其特征在于，所述车轮本体包括中心部和边沿部，所述边沿部环形阵列设置有若干的开口槽，所述电磁线圈和所述永磁体间隔设置在若干所述开口槽内。

3.根据权利要求2所述的用于爬壁机器人的变磁力车轮，其特征在于，所述中心部设置有通孔，所述通孔和所述开口槽之间开设有线孔，所述线孔中穿设有电磁线圈，所述电磁线圈采用外部涂刷绝缘漆的铜导线。

4.根据权利要求3所述的用于爬壁机器人的变磁力车轮，其特征在于，所述永磁体选择使用钕铁硼N35。

5.根据权利要求4所述的用于爬壁机器人的变磁力车轮，其特征在于，所述边沿部采用型号为Steel-1008的钢材，且中心部采用铝制材料，且所述上部端盖和所述下部端盖均采用铝制材料；

所述永磁体和所述电磁线圈之间通过Steel-1008薄片隔开。

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