一种轮式永磁吸附装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及工业机器人技术领域，公开的一种轮式永磁吸附装置，由环形钕铁硼永磁体、外侧硅钢导磁轭铁、内侧硅钢导磁轭铁、定位套组成，所述的定位套一端套在外侧硅钢导磁轭铁中心的外圆上，另一端套在内侧硅钢导磁轭铁中心部位位置的外圆上；环形钕铁硼永磁体内嵌在外侧硅钢导磁轭铁与内侧硅钢导磁轭铁之间的凹槽内；外侧硅钢导磁轭铁经驱动轴末端的螺钉跟磁轮驱动轴固定在一起，外侧硅钢导磁轭铁和内侧硅钢导磁轭铁分别通过各自侧面的螺纹孔固定拧紧构成夹心结构；本实用新型专利技术采取夹心结构，体积较小、重量轻、便于拆卸和装配、易于更换不同磁力的永磁体，磁轮在转动过程中不会出现打滑现象。保证了同轴度，不会发生错位现象，易于实现装配。

【技术实现步骤摘要】
一种轮式永磁吸附装置
本技术涉及工业机器人
，特别涉及一种轮式永磁吸附装置，该装置可应用于机器人领域。本专利技术要解决的技术问题是为爬壁机器人等行走设备提供一种体积小、重量轻、易于维护、具备高摩擦系数、同时比现有永磁吸附装置磁能利用率更高的轮式永磁吸附装置，以实现爬壁机器人等行走设备在各类导磁性壁面上的可靠吸附与灵活爬行。
技术介绍
近年来，机器人在各个领域均得到了广泛应用与发展。用机器人代替人工从事各种劳动强度大、危险性高、简单重复的工作，已是社会发展的必然趋势。爬壁机器人作为移动机器人的一种，能吸附在各类壁面上且可携带相应工具完成一定作业，广泛应用于核工业、石化、船舶、建筑、消防等领域，代替人工进行清洗、检测、维护、观察、搜救等作业。因此，研发高性能、高可靠性的爬壁机器人已成为各行各业的迫切需求与研发重点。目前，爬壁机器人常采用的磁吸附方式主要分为电磁吸附和永磁吸附两种，其中永磁吸附方式因具有吸附不耗能、安全性较高等诸多优点得到了较广应用。经专利检索发现，专利号为：200820176461.4的专利涉及一种橡胶磁轮吸附驱动机构，其采用两块钢轮夹紧一个环形永磁磁轮，并在磁轮外侧包裹一层橡胶敷层以提高磁轮摩擦力。该结构虽从原理上能够实现对导磁性壁面的吸附，但实用意义有限，存在诸多不足，具体如下：（1）从原理上看，该专利磁路设计欠佳，磁场方向未明确指出，且仅采用普通钢轮与环形永磁体局部接触，导磁能力有限，磁能利用率较低；（2）从结构上看，该专利结构设计极不合理，两块钢轮通过中间凸起部位的外圆柱面与环形永磁体内圆柱面实现定位，利用吸附力实现二者连接，须知永磁体均为脆性材料且对钢轮存在巨大作用力，装配难度较大，如定位圆柱面配合过紧，装配过程中不易定位且易发生永磁体破碎现象，如定位圆柱面配合较松，两块钢轮的同轴度不易保证。同时，磁轮运动过程中可能存在较大的轴向载荷，仅依靠吸附力连接，极不可靠且不易拆卸维护，另外，考虑永磁体为低强度脆性材料，工作过程中直接承受壁面压力，寿命会大大缩短；（3）从工艺上看，该专利可行性欠佳，该专利将橡胶直接包裹在环形永磁体上，须知即使目前最先进的包胶工艺包胶过程中所需的温度亦能使当今最耐温的永磁体退磁。目前应用于爬壁机器人的磁吸附装置普遍存在结构笨重、不易维护、摩擦力小、磁能利用率低等诸多局限，已成为阻碍爬壁机器人研发与应用的瓶颈问题。针对现有永磁吸附装置存在的诸多不足，急需提出了一种体积小、重量轻、易于维护、具备高摩擦力、同时比现有永磁吸附装置磁能利用率更高的新型轮式永磁吸附装置，以实现爬壁机器人等行走设备在各类导磁性壁面上的可靠吸附与灵活爬行。
技术实现思路
针对上述技术不足，本技术提供一种轮式永磁吸附装置，该装置采用夹心结构，将环形永磁体内嵌在两块高磁导率轭铁，如硅钢、铁镍合金等之间的凹槽内，两导磁轭铁分别充分接触包裹轴向充磁的永磁体两极，使两极磁感线充分聚拢，不仅提高了磁能利用率还避免了环形永磁体跟导磁性壁面的直接接触，弥补了环形永磁体易碎、强度低的缺陷。为实现上述专利技术目的，本技术采用如下技术方案一种轮式永磁吸附装置，该轮式永磁吸附装置由环形钕铁硼永磁体103、外侧硅钢导磁轭铁101、内侧硅钢导磁轭铁104、定位套105、磁轮外侧橡胶102组成，所述的定位套105由非导磁性材料制成的定位元件，其一端套在外侧硅钢导磁轭铁101中心的外圆上，另一端套在内侧硅钢导磁轭铁104中心部位位置的外圆上，实现外侧硅钢导磁轭铁101与内侧硅钢导磁轭铁104的径向定位，保证了安装时两者的同轴度；所述的环形钕铁硼永磁体103内嵌在外侧硅钢导磁轭铁101与内侧硅钢导磁轭铁104之间的凹槽内；外侧硅钢导磁轭铁101经驱动轴末端的螺钉109跟磁轮驱动轴106固定在一起，外侧硅钢导磁轭铁101和内侧硅钢导磁轭铁104分别通过各自侧面的螺纹孔107与110固定拧紧，构成夹心结构轮式永磁吸附单元；且磁轮外侧橡胶102包覆在外侧硅钢导磁轭铁101和内侧硅钢导磁轭铁104外圆柱面上，用于增大磁轮摩擦力，避免磁轮在转动过程中出现打滑现象。一种轮式永磁吸附装置，所述的外侧硅钢导磁轭铁101为柱状“山”字形结构，其中心轴为用于磁轮驱动与装配的外圆内方中空结构；外侧硅钢导磁轭铁101内侧面有四个环形阵列螺纹孔110，用于配合内侧硅钢导磁轭铁104侧面四个螺纹孔107实现磁轮内外侧导磁轭铁和环形永磁体的固定与定位；内侧硅钢导磁轭铁104为柱状“王”字形结构，在其中心位置同样固定有一外圆内方中空轴，用于磁轮装配与驱动。一种轮式永磁吸附装置，所述的内侧硅钢导磁轭铁104内侧面有两组半径不同的环形阵列孔，半径较大的那一组环形阵列螺纹孔108用于实现环形钕铁硼永磁体103拆卸维护与更换，半径较小的那一组环形阵列螺纹孔107用于将外侧硅钢导磁轭铁101和内侧硅钢导磁轭铁104固定在一起，外侧硅钢导磁轭铁104和内侧硅钢导磁轭铁104的制作材料硅钢为高磁导率材料，能有效疏导聚拢磁感线。一种轮式永磁吸附装置，所述的环形钕铁硼永磁体103为轴向充磁结构，其用于提供产生吸附力的强磁环境。由于采用如上所述的技术方案，本技术具有如下优越性：（1）本技术轮式永磁吸附装置采取夹心结构，用高磁导率的导磁轭铁包裹永磁体，使永磁体磁感线聚拢在一起，永磁体磁感线穿过导磁性壁面后形成闭合回路，磁能利用率更高。(2)本轮式永磁吸附装置体积较小、重量较轻、便于拆卸和装配、易于更换不同磁力的永磁体、同时具备高摩擦系数，磁轮在转动过程中不会出现打滑现象。（3）本轮式永磁吸附装置内外侧导磁轭铁和永磁体通过定位套与螺钉双重定位，保证了同轴度，即使磁轮高速转动也不会发生错位现象。易于实现装配。附图说明图1是本技术轮式永磁吸附装置外观轴测图图2是本技术外侧硅钢导磁轭铁侧视图图3是本技术内侧硅钢导磁轭铁侧视图图4是本技术轮式永磁吸附装置剖面图图中：101外侧硅钢导磁轭铁、102磁轮外侧橡胶、103环形钕铁硼永磁体、104内侧硅钢导磁轭铁、105定位套、106磁轮驱动轴、107内侧硅钢导磁轭铁安装固定螺纹孔、108内侧硅钢导磁轭铁拆卸螺纹孔、109外侧硅钢导磁轭铁轴端固定螺钉、110外侧硅钢导磁轭铁安装固定螺纹孔。具体实施方式如图1至图4所示，一种轮式永磁吸附装置，采用夹心结构将环形永磁体内嵌在两块高磁导率轭铁，如硅钢、铁镍合金等之间的凹槽内，两导磁轭铁分别充分接触包裹轴向充磁的永磁体两极，使两极磁感线充分聚拢，不仅提高了磁能利用率还避免了环形永磁体跟导磁性壁面的直接接触，弥补了环形永磁体易碎、强度低的缺陷。该装置采用定位套和螺钉实现对导磁轭铁与环形永磁体的双重定位与固定。定位套一端套在外侧导磁轭铁中心轴上，另一端套在内侧导磁轭铁中心轴上，实现两导磁轭铁的径向定位，保证了两导磁轭铁的同轴度。两导磁轭铁侧面均分布有环形阵列螺纹孔，螺钉穿过内侧导磁轭铁侧面的螺纹孔后与外侧导磁轭铁侧面的螺纹孔配合拧紧，实现两导磁轭铁轴向和径向的定位与固定。定位套和螺钉双重连接，这种装配方式比较简便迅速，连接部位不易松动，易保证两导磁轭铁同轴度，即使磁轮在快速转动过程中也不会出现错位现象。内侧导磁轭铁侧面分布有环形阵列螺纹孔，用于实现该装置可拆卸、可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式永磁吸附装置，其特征是：该轮式永磁吸附装置由环形钕铁硼永磁体（103）、外侧硅钢导磁轭铁（101）、内侧硅钢导磁轭铁（104）、定位套（105）、磁轮外侧橡胶（102）组成，所述的定位套（105）由非导磁性材料制成的定位元件，其一端套在外侧硅钢导磁轭铁（101）中心的外圆上，另一端套在内侧硅钢导磁轭铁（104）中心部位位置的外圆上，用于实现外侧硅钢导磁轭铁（101）与内侧硅钢导磁轭铁（104）的径向定位，及安装时两者的同轴度；所述的环形钕铁硼永磁体（103）内嵌在外侧硅钢导磁轭铁（101）与内侧硅钢导磁轭铁（104）之间的凹槽内；外侧硅钢导磁轭铁（101）经驱动轴末端的螺钉（109）跟磁轮驱动轴（106）固定在一起，外侧硅钢导磁轭铁（101）和内侧硅钢导磁轭铁（104）分别通过各自侧面的螺纹孔（107、110）固定拧紧，构成夹心结构轮式永磁吸附单元；且磁轮外侧橡胶（102）包覆在外侧硅钢导磁轭铁（101）和内侧硅钢导磁轭铁（104）外圆柱面上。

【技术特征摘要】
1.一种轮式永磁吸附装置，其特征是：该轮式永磁吸附装置由环形钕铁硼永磁体（103）、外侧硅钢导磁轭铁（101）、内侧硅钢导磁轭铁（104）、定位套（105）、磁轮外侧橡胶（102）组成，所述的定位套（105）由非导磁性材料制成的定位元件，其一端套在外侧硅钢导磁轭铁（101）中心的外圆上，另一端套在内侧硅钢导磁轭铁（104）中心部位位置的外圆上，用于实现外侧硅钢导磁轭铁（101）与内侧硅钢导磁轭铁（104）的径向定位，及安装时两者的同轴度；所述的环形钕铁硼永磁体（103）内嵌在外侧硅钢导磁轭铁（101）与内侧硅钢导磁轭铁（104）之间的凹槽内；外侧硅钢导磁轭铁（101）经驱动轴末端的螺钉（109）跟磁轮驱动轴（106）固定在一起，外侧硅钢导磁轭铁（101）和内侧硅钢导磁轭铁（104）分别通过各自侧面的螺纹孔（107、110）固定拧紧，构成夹心结构轮式永磁吸附单元；且磁轮外侧橡胶（102）包覆在外侧硅钢导磁轭铁（101）和内侧硅钢导磁轭铁（104）外圆柱面上。2.根据权利要求1所述的一种轮式永磁吸附装置，其特征是：所述的外侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，吕昊，禹青，
申请(专利权)人：洛阳圣瑞智能机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41