一种磁吸附机器人驱动轮结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁吸附机器人驱动轮结构，所述驱动轮结构同时具有永磁体和电线圈，所述永磁体用于产生永磁力，所述电线圈用于产生可变磁力，二者产生的磁力相互叠加或抵消，用于使所述驱动轮结构具有可控的磁性吸附力。本实用新型专利技术提供的驱动轮结构同时具有永磁体产生的永磁力和电线圈产生的可变磁力，使其具有可控的磁性吸附力，配备该驱动轮结构的爬壁机器人具有应用场合广、吸附力可控、容易与被吸附表面分离等优点。

A driving wheel structure of magnetic adsorption robot

The utility model discloses a drive wheel structure of a magnetic absorption robot, the drive wheel structure has a permanent magnet and a wire coil at the same time, the permanent magnet is used to generate permanent magnetic force, the wire coil is used to generate variable magnetic force, the magnetic forces generated by the two are superposed or offset each other, and the drive wheel structure is used to have controllable magnetic absorption force. The driving wheel structure provided by the utility model has the permanent magnetic force generated by the permanent magnet and the variable magnetic force generated by the wire coil, so that it has the controllable magnetic adsorption force. The wall climbing robot equipped with the driving wheel structure has the advantages of wide application occasions, controllable adsorption force, easy separation from the adsorbed surface, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种磁吸附机器人驱动轮结构
本技术属于机器人
，涉及到磁吸附机器人，具体涉及一种磁吸附机器人驱动轮结构。
技术介绍
磁吸附爬壁机器人在船舶船体清洗、管道焊接等方面应用较为广泛。爬壁机器人在底盘的驱动轮和从动轮上安装有永磁体或者电磁体以吸附到船舶或者结构物金属表面，利用轮子磁吸附力和轮子摩擦力的共同作用克服机器人的自身重力，使机器人可以在倾斜、甚至垂直的金属表面上做爬行运动。对于永磁体吸附的驱动轮而言，其主要优点是磁场恒定，磁场不需要额外的驱动和控制，使用简单；其缺点是永磁体吸附的驱动轮和被吸附表面之间不易分离，吸附力无法控制，容易破坏吸附表面，使用场合受到限制。对于利用电磁体吸附的驱动轮而言，其主要优点是可通过控制电磁场控制吸附力，也容易分离被吸附表面；其缺点是发生意外断电时，轮子会因为失去电磁场而失去吸附力，造成机器人掉落。
技术实现思路
现有技术中，磁吸附机器人驱动轮结构主要存在以下问题：(1)永磁体磁性吸附驱动轮结构磁吸附力恒定，磁吸附力无法控制，容易破坏被吸附表面，应用场合受到限制；(2)具有永磁体磁性吸附驱动轮结构的轮子和吸附表面不易分离；(3)利用电磁体吸附的驱动轮在发生意外断电时，轮子会因为失去电磁场而失去吸附力，造成机器人掉落。针对现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种磁吸附机器人驱动轮结构，该驱动轮结构同时具有永磁体产生的永磁力和电线圈产生的可变磁力，使其具有可控的磁性吸附力，配备该驱动轮结构的爬壁机器人具有应用场合广、吸附力可控、容易与被吸附表面分离等优点。为此，本技术采用了以下技术方案：一种磁吸附机器人驱动轮结构，所述驱动轮结构同时具有永磁体和电线圈，所述永磁体用于产生永磁力，所述电线圈用于产生可变磁力，二者产生的磁力相互叠加或抵消，用于使所述驱动轮结构具有可控的磁性吸附力。优选地，所述驱动轮结构沿径向由内向外放置有直流无刷电机、减速器、纯铜线圈绕组、帽状驱动轮毂、永磁体和耐磨轮；所述耐磨轮为空心的环状结构，位于驱动轮结构的外表面，耐磨轮的一侧设有向内的环形边沿状法兰面；所述帽状驱动轮毂的一侧帽沿上设有法兰孔，与耐磨轮法兰面相配合；所述永磁体位于帽状驱动轮毂和耐磨轮之间；所述纯铜线圈绕组位于帽状驱动轮毂的内侧，用于产生可变磁力，纯铜线圈绕组的内表面与直流无刷电机的外表面相配合；所述减速器和直流无刷电机均位于纯铜线圈绕组的内侧，直流无刷电机分别与减速器和纯铜线圈绕组连接。优选地，所述帽状驱动轮毂外圆柱面上帽沿处依次两两紧贴安装有耐磨轮法兰面、内导磁环、永磁体、外导磁环；所述内导磁环、永磁体和外导磁环的外圆柱面均与耐磨轮的内圆柱面紧密配合；第四紧固螺栓穿过所述帽状驱动轮毂的法兰孔和耐磨轮法兰面并固定到内导磁环上，将三者紧固在一起；所述帽状驱动轮毂和外导磁环之间通过O型圈密封。优选地，所述外导磁环的外侧设有外导磁环压紧环，用于压紧外导磁环；所述外导磁环压紧环具有内外两组法兰孔，第一紧固螺栓通过内法兰孔将外导磁环压紧环紧固到帽状驱动轮毂帽顶处的螺栓孔上，第三紧固螺栓通过外法兰孔连接到外导磁环的法兰螺纹孔上。优选地，所述直流无刷电机主要由帽状直流无刷电机外壳、电机端盖、直流无刷电机定子、直流无刷电机转子、深沟球轴承、双列角接触轴承及电机端盖紧固螺栓组成；所述直流无刷电机外壳的内圆柱面安装有所述直流无刷电机定子，二者之间通过过盈配合固定；所述直流无刷电机外壳的外圆柱面上固定有所述纯铜线圈绕组，纯铜线圈绕组的一侧与直流无刷电机外壳的帽状边沿紧贴；所述直流无刷电机外壳的帽状边沿上设有沿圆周方向的螺纹孔，电机端盖紧固螺栓穿过所述电机端盖的法兰孔，将电机端盖固定到直流无刷电机外壳上；所述直流无刷电机外壳的另外一侧安装有双列角接触轴承，所述电机端盖的轴孔上安装有深沟球轴承，所述直流无刷电机转子的两侧的轴肩分别与双列角接触轴承和深沟球轴承过渡配合安装；所述电机端盖上设有腰子状通槽，直流无刷电机的相线穿过该通槽与外部电机驱动电路连接；所述直流无刷电机外壳帽状边沿靠近外圆柱面处沿圆周加工有通孔，纯铜线圈绕组的外部接线通过该通孔和电机端盖的腰子槽与绕组电流控制电路连接。优选地，所述减速器通过其上的法兰面用紧固螺栓紧固到直流无刷电机外壳的输出轴端面上，减速器的输入轴孔与直流无刷电机转子的输出轴配合，减速器的输出轴通过第二紧固螺栓紧固到帽状驱动轮毂上。优选地，所述驱动轮结构还设有电机编码器，用于控制驱动轮的位置和转速。优选地，所述电机编码器安装于编码器磁屏蔽保护壳内，电机编码器的伸出轴与安装于直流无刷电机转子轴端的传感器接头的孔相配合。优选地，所述编码器磁屏蔽保护壳的一侧设有编码器磁屏蔽壳端盖，所述编码器磁屏蔽壳端盖通过第五紧固螺栓固定于编码器磁屏蔽保护壳的法兰端面上；所述编码器磁屏蔽保护壳通过第六紧固螺栓固定于电机端盖上。优选地，所述驱动轮结构应用于爬壁机器人上。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)该驱动轮结构同时具有永磁体和电磁体，具有该驱动轮结构的磁吸附爬行机器人没有失电掉落的风险。(2)通过控制驱动轮上电磁体线圈的电流大小和方向可以调节磁轮上的吸附力，根据不同的吸附表面，控制不同的吸附力，保护被吸附表面，可以应用于许多特殊的场合。(3)通过控制驱动轮上电磁体线圈的电流大小和方向，让线圈产生的磁力线抵消永磁体的磁力线，可以很容易让磁性吸附轮与被吸附物体分离，特别适合应用于需要经常脱离被吸附表面的水下浮游机器人上。附图说明图1是本技术所提供的一种磁吸附机器人驱动轮结构的主视图。图2是本技术所提供的一种磁吸附机器人驱动轮结构的左视图。图3是本技术所提供的一种磁吸附机器人驱动轮结构的右视图。图4是本技术所提供的一种磁吸附机器人驱动轮结构的立体结构示意图。图5是本技术所提供的一种磁吸附机器人驱动轮结构的直流无刷电极外壳的结构示意图。附图标记说明：1、耐磨轮；2、外导磁环；3、O型圈；4、外导磁环压紧环；5、帽状驱动轮毂；6、第一紧固螺栓；7、双列角接触轴承；8、第二紧固螺栓；9、减速器；10、纯铜线圈绕组；11、第三紧固螺栓；12、永磁体；13、直流无刷电机外壳；14、直流无刷电机定子；15、直流无刷电机转子；16、内导磁环；17、纯铜线圈绕组的外部接线；18、第四紧固螺栓；19、电机端盖紧固螺栓；20、电机端盖；21、深沟球轴承；22、传感器接头；23、编码器磁屏蔽保护壳；24、电机编码器；25、编码器磁屏蔽壳端盖；26、电机传感器电路板；27、电机的相线；28、第五紧固螺栓；29、第六紧固螺栓。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。本技术公开了一种磁吸附机器人驱动轮结构，所述驱动轮结构同时具有永磁体和电线圈，所述永磁体用于产生永磁力，所述电线圈用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述驱动轮结构同时具有永磁体和电线圈，所述永磁体用于产生永磁力，所述电线圈用于产生可变磁力，二者产生的磁力相互叠加或抵消，用于使所述驱动轮结构具有可控的磁性吸附力。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述驱动轮结构同时具有永磁体和电线圈，所述永磁体用于产生永磁力，所述电线圈用于产生可变磁力，二者产生的磁力相互叠加或抵消，用于使所述驱动轮结构具有可控的磁性吸附力。


2.根据权利要求1所述的一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述驱动轮结构沿径向由内向外放置有直流无刷电机、减速器、纯铜线圈绕组、帽状驱动轮毂、永磁体和耐磨轮；所述耐磨轮为空心的环状结构，位于驱动轮结构的外表面，耐磨轮的一侧设有向内的环形边沿状法兰面；所述帽状驱动轮毂的一侧帽沿上设有法兰孔，与耐磨轮法兰面相配合；所述永磁体位于帽状驱动轮毂和耐磨轮之间；所述纯铜线圈绕组位于帽状驱动轮毂的内侧，用于产生可变磁力，纯铜线圈绕组的内表面与直流无刷电机的外表面相配合；所述减速器和直流无刷电机均位于纯铜线圈绕组的内侧，直流无刷电机分别与减速器和纯铜线圈绕组连接。


3.根据权利要求2所述的一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述帽状驱动轮毂外圆柱面上帽沿处依次两两紧贴安装有耐磨轮法兰面、内导磁环、永磁体、外导磁环；所述内导磁环、永磁体和外导磁环的外圆柱面均与耐磨轮的内圆柱面紧密配合；第四紧固螺栓穿过所述帽状驱动轮毂的法兰孔和耐磨轮法兰面并固定到内导磁环上，将三者紧固在一起；所述帽状驱动轮毂和外导磁环之间通过O型圈密封。


4.根据权利要求3所述的一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述外导磁环的外侧设有外导磁环压紧环，用于压紧外导磁环；所述外导磁环压紧环具有内外两组法兰孔，第一紧固螺栓通过内法兰孔将外导磁环压紧环紧固到帽状驱动轮毂帽顶处的螺栓孔上，第三紧固螺栓通过外法兰孔连接到外导磁环的法兰螺纹孔上。


5.根据权利要求2所述的一种磁吸附机器人驱动轮结构，其特征在于：所述直流无刷电机主要由帽状直流无刷电机外壳、电机端盖、直流无刷电机定子、直流无刷电机转子、深沟球轴承、双列角接触轴承及电机端盖紧固螺栓组成；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗高生，姜哲，陈鹿，王芳，王彪，张舜，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：新型
国别省市：上海;31