空化射流清洁船体机器人转磁极吸附机构及履带制造技术

本发明专利技术提供一种转磁极吸附机构及履带，属于机器人技术领域。转磁极吸附机构包括圆柱形的磁体组件、设置在磁体组件两端的轴以及分别垂直设置在轴上的第一磁极转向组件和第二磁极转向组件，所述第一磁极转向组件的第一端与磁体组件一端的轴连接，第二端设置了垂直于第一磁极转向组件的轴，垂直于第一磁极转向组件的轴上设置了第一磁极转向轴承；所述第二磁极转向组件的第一端与磁体组件另一端的轴连接，第二端设置了垂直于第二磁极转向组件的轴，垂直于第二磁极转向组件的轴上设置了第二磁极转向轴承。本发明专利技术提供的转磁极吸附机构及履带使履带链轮作用力矩更平稳、振幅更小、驱动系统稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空化射流清洁船体机器人的转磁极吸附机构及履带，属于机器人

技术介绍
海运是国际贸易中的一种重要交通方式，具有货物运载量大，运输费用低等优点，但海洋中水生物种类繁多，船舶常年在水中航行，大量海生物会附着于船体之上。对船舶来讲，海洋生物的附着会产生很多不利的影响：1)它增大了船体表面的粗糙程度，增加了船舶在水中航行的阻力。经过实验测定，当航速为2-9节时，船体附着生物会使船舶的航行阻力增加3倍；2)海洋生物在螺旋桨上附着使螺旋桨的有效输出功率减小为原来的80％；3)船体附着生物随着时间的延长，其质量会不断增大，无形之中使得船舶运输的无效负荷增加；4)船体附着生物和铁细菌、硫酸盐还原细菌在海水环境中通过联合作用呈现出弱酸性，会对船体表面的防护层产生很强的电化学腐蚀作用，最终可能导致船体钢板的强烈腐蚀。为了延长船舶的使用寿命，保证船舶的安全航行，船舶必须定期的进行船坞检查。但是，船坞数量不足，清理修复时间长等问题，无形之中增加了船舶的成本损耗和非运营时间。所以开展船体水下清洁作业，提高水下清洁的自动化水平具有非常重要的实际意义和商业价值。为克服上述问题，现有技术中公开了一种用于清洁船体的机器人，其传动装置采用履带，履带式机器人包括左右两条履带，分别由电机整体驱动，这种驱动方式的机器人稳定性与可靠性差，越障与防倾覆能力差，且采用永磁履带式爬壁结构，这种履带采用多个磁吸力恒定的永磁履带单元与作业面接触，使得吸附能力大大提高，但由于永磁履带单元的磁吸力不变，使得其运动时不得不以牺牲电机的功率和运动稳定性为前提。为解决上述问题，现有技术还提供了一种履带吸附单元采用电磁铁结构，通过对电磁铁的通断电实现对吸附力的调节。这种履带虽然克服了爬壁式机器人的吸附和运动之间的矛盾，但是外供电的方式使系统的能量大大提高，且使复杂性也大大提高。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺点，本专利技术的专利技术目的是提供一种空化射流清洁船体机器人的转磁极吸附机构及履带，能够节省能量且使运动稳定性大大提高，且使复杂性降低。为实现所述专利技术目的，本专利技术提供一种转磁极吸附机构，其特征在于，包括圆柱形的磁体组件、设置在磁体组件两端的轴以及分别垂直设置在轴上的第一磁极转向组件和第二磁极转向组件，所述第一磁极转向组件的第一端与磁体组件一端的轴连接，第二端设置了垂直于第一磁极转向组件的轴，垂直于第一磁极转向组件的轴上设置了第一磁极转向轴承；所述第二磁极转向组件的第一端与磁体组件另一端的轴连接，第二端设置了垂直于第二磁极转向组件的轴，垂直于第二磁极转向组件的轴上设置了第二磁极转向轴承。优选地，所述磁体组件包括第一永磁体、第二永磁体、隔磁板和导磁条，隔磁板和导磁条拼成一个面板，第一永磁体和第二永磁体设置在面板两端。优选地，转磁极吸附机构还包括磁路结构，所述磁路结构包括丙型磁回路结构，丙型磁回路结构包括依次连接的第一上导磁块40A、隔磁条39、第二上导磁块40B和下导磁块41，其内部形成圆柱形空腔以容纳磁体组件。优选在在丙型磁回路结构的两端设置有第一隔磁块43A和第二隔磁块43B。优选地，转磁极吸附机构还包括用于容纳磁路结构的磁座，所述磁座两端面分别向下延伸一段从而形成第一销轴座和第二销轴座，第一销轴座上设置有第一销轴和第二销轴，第二销轴座上设置有第三销轴和第四销轴，第一销轴和第二销轴对称且在内端均设置有轴承。优选地，第一永磁体和第二永磁体的磁极对角对称。为实现所述专利技术目的，本专利技术的另一方面提供一种履带，其包括多节如上述任一所述的转磁极吸附机构。优选地，履带还包括导向架，多节转磁极吸附机构设置在导向架上。优选地，履带还包括对称的内导向板和外导向板；内导向板与外导向板分别设置在导向架的两侧，内导向板与外导向板上分别设置有磁极转向导轨，磁体组件两端的磁极转向轴承分别活动地嵌入在内导向板与内导向板上的磁极转向导轨中。与现有技术相比，采用本专利技术提供转磁极吸附机构的空化射流清洁船体机器人具有如下优点：(1)利用履带链节永磁体磁极转换方式实现机器人运动过程中磁体的吸附与脱离状态的转换，将传统的磁体状态转换的“硬”操作转换为“软”操作。磁体转磁极(吸附/脱离)状态转换方式相比传统力学“拔拽”硬操作方式，履带链轮作用力矩更平稳、振幅更小、驱动系统稳定性更好。(2)用履带两侧挡板设置导轨的纯机械方式实现机器人运动过程中永磁体的自动磁极变换。这种方式，结构简单、易于实现；纯机械方式工作稳定、可靠性高，且能节省能量。附图说明图1是本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人的整机示意图；图2是本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人履带及连接结构图；图3是本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人主履带内部结构图；图4A是本专利技术提供的转磁体吸附机构的结构示意图；图4B是本专利技术提供的转磁体吸附机构的结构的截面示意图；图5是本专利技术提供的转磁体吸附机构磁极转换原理图，图5是本专利技术提供的转磁体吸附机构原理图，其中，图5A为转磁体吸附机构吸附状态磁力回路示意图、图5B为转磁体吸附机构脱离状态磁力回路示意图；图6A是本专利技术提供的履带内导向板的结构示意图；图6B是本专利技术提供的履带外导向板的结构示意图；图7A是本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人履带导向架结构示意图；图7B是本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人履带导向架缓冲机构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“右侧”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方向是以机器人设置清洁枪的方位为参考的，设置清洁枪的方向为前，与其相反的方向为后，在左为左侧，在右为右侧。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1是本专利技术提供的空化射流清洁船体水下机器人的整机示意图，如图1所示，本专利技术提供的空化射流清洁船体机器人包括主体框架1，在主体框架左侧设置有左侧主履带2A和左侧越障履带3A，在主体框架右侧设置有右侧主履带2B和右侧越障履带3B；左侧主履带2A和左侧越障履带3A通过左侧履带间传动机构4A连接，右侧主履带2B和右侧越障履带3B通过右侧履带间传动机构4B连接。机器人还包括左侧越障俯仰机构和右侧越障俯仰机构；左侧伺服电机6A和右侧伺服电机6B；左侧伺服电机6A通过左侧锥形齿轮机构7A驱动左侧主履带2A，右侧伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转磁极吸附机构，其特征在于，包括圆柱形的磁体组件、设置在磁体组件两端的轴以及分别垂直设置在轴上的第一磁极转向组件磁极转向组件和第二磁极转向组件磁极转向组件，所述第一磁极转向组件磁极转向组件的第一端与磁体组件一端的轴连接，第二端设置了垂直于第一磁极转向组件磁极转向组件的轴，垂直于第一磁极转向组件磁极转向组件的轴上设置了第一磁极转向轴承；所述第二磁极转向组件磁极转向组件的第一端与磁体组件另一端的轴连接，第二端设置了垂直于第二磁极转向组件的轴，垂直于第二磁极转向组件的轴上设置了第二磁极转向轴承。

【技术特征摘要】
1.一种转磁极吸附机构，其特征在于，包括圆柱形的磁体组件、设置在磁体组件两端的轴以及分别垂直设置在轴上的第一磁极转向组件磁极转向组件和第二磁极转向组件磁极转向组件，所述第一磁极转向组件磁极转向组件的第一端与磁体组件一端的轴连接，第二端设置了垂直于第一磁极转向组件磁极转向组件的轴，垂直于第一磁极转向组件磁极转向组件的轴上设置了第一磁极转向轴承；所述第二磁极转向组件磁极转向组件的第一端与磁体组件另一端的轴连接，第二端设置了垂直于第二磁极转向组件的轴，垂直于第二磁极转向组件的轴上设置了第二磁极转向轴承。2.根据权利要求1所述的转磁极吸附机构，其特征在于，所述磁体组件包括第一永磁体、第二永磁体、隔磁板和导磁条，隔磁板和导磁条拼成一个面板，第一永磁体和第二永磁体设置在面板两端。3.根据权利要求2所述的转磁极吸附机构，其特征在于，还包括磁路结构，所述磁路结构包括丙型磁回路结构，丙型磁回路结构包括依次连接的第一上导磁块（40A）、隔磁条（39）、第二上导磁块（40B）和下导磁块（41），其内部形成圆柱形空...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘常军，
申请(专利权)人：西安天和海防智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61