一种可变吸附面磁吸式轮毂电机及可变偏角四轮转向系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种可变吸附面磁吸式轮毂电机及可变偏角四轮转向系统，属于永磁吸附驱动轮及可变偏角四轮转向领域，可变吸附面磁吸式轮毂电机包括轴承，轴承外圆连接侧导磁板，轴承内孔连接定子，定子一侧设有转子磁钢，转子磁钢的外侧设有中磁轭，定子、转子磁钢和中磁轭位于侧导磁板内侧，中磁轭的外壁安装中吸附磁钢，中吸附磁钢的外侧固定安装弧面中轮圈，侧导磁板的外侧吸附外磁轭，外磁轭的外侧安装外吸附磁钢，外吸附磁钢的外侧安装弧面外轮圈。可变偏角四轮转向系统由车轴，纵向斜控制臂，纵向直控制臂，拔叉，交叉臂，固定关节轴承，非固定关节轴承组成。本发明专利技术可实现爬壁车高安全性高机动性高承载力的运行于各种复杂工况。复杂工况。复杂工况。

【技术实现步骤摘要】
一种可变吸附面磁吸式轮毂电机及可变偏角四轮转向系统


[0001]本专利技术属于爬壁车永磁吸附驱动轮及可变偏角四轮转向
，具体涉及一种可变吸附面磁吸式轮毂电机及可变偏角四轮转向系统。

技术介绍

[0002]爬壁车又称为壁面移动机器人，爬壁车必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和永磁吸附两种。
[0003]爬壁车主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂以及在核工业中用来检查测厚等，还可以用于消防和造船等行业。
[0004]现有爬壁车吸附轮无高度集成的轻量化轮毂电机，且只能平面贴合于运行表面，遇有不平表面或复杂曲面则不能完全贴合形成安全吸附的磁回路。并且有回转半径大的缺陷。因此，研制一种结构紧凑高度集成轻量化且贴合紧密安全高的轮毂电机吸附轮及灵活可靠的转向系统，是领域内的重点目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可变吸附面磁吸式轮毂电机及可变偏角四轮转向系统，尤其适合对紧凑结构轻量化要求高的应用场景，适合在各种非平面表面及狭窄弯曲的小回转半径场合贴合吸附行走，特别涉及一种电机轮毂一体化及轮圈动态偏心贴合的新型结构，实现爬壁车高安全性高承载力的运行于各种复杂工况。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，包括轴承，所述轴承的外圆连接有侧导磁板，轴承的内孔连接有定子，定子的一侧设有若干转子磁钢，转子磁钢的外侧设有中磁轭，定子、转子磁钢和中磁轭位于侧导磁板内侧，中磁轭的外壁安装有中吸附磁钢，中吸附磁钢的外侧固定安装有弧面中轮圈，侧导磁板的外侧吸附有外磁轭，外磁轭的外侧安装有外吸附磁钢，外吸附磁钢的外侧安装有弧面外轮圈。
[0007]进一步，所述轴承的数量为两个。
[0008]进一步地，所述外磁轭为呈圆环形结构，一侧设有锥沉孔收边。
[0009]进一步地，所述侧导磁板为圆盘中孔形结构，侧导磁板的两端上下两侧分别设有卡台，轴承的外圆穿过中孔，其中，上侧的卡台直径小于下侧的卡台直径，中磁轭与上侧的卡台配合，外磁轭与下侧的卡台配合，下侧的卡台的直径大于外磁轭的外径。
[0010]进一步地，所述中吸附磁钢和外吸附磁钢均为内外辐射方向充磁的钕铁硼磁钢。
[0011]进一步地，所述中吸附磁钢和外吸附磁钢的充磁方向为两个，外吸附磁钢的充磁方向一致，中吸附磁钢的充磁方向与两个外吸附磁钢相反。
[0012]进一步地，所述弧面中轮圈和弧面外轮圈均为圆环形结构，外壁为圆弧形结构，弧面外轮圈的外壁设有倒角切边。
[0013]进一步地，所述转子磁钢依次排列安装于中磁轭的内侧，相邻的转子磁钢的充磁
方向相反。
[0014]进一步地，所述定子为多极无刷电子换向式定子。
[0015]一种用于可变吸附面磁吸式轮毂电机的可变偏角四轮转向系统，包括前后两套左右转向总成，所述左右转向总成包括贯穿于轴承的车轴，车轴的中间设有固定关节轴承，固定关节轴承的两侧分别设有两个非固定关节轴承，靠近固定关节轴承的非固定关节轴承上连接有纵向直控制臂，远离固定关节轴承的非固定关节轴承上连接有纵向斜控制臂，纵向直控制臂和纵向斜控制臂的自由端连接有拔叉，拔叉与纵向直控制臂和纵向斜控制臂的连接端设有非固定关节轴承，前后两套左右转向总成通过交叉臂连接，所述交叉臂包括前后端的连接臂一，连接臂一之间交叉设有连接臂二，连接臂一和连接臂二与拔叉上的非固定关节轴承连接，连接臂一上设有固定关节轴承。
[0016]进一步地，所述车轴上位于固定关节轴承一侧的两个非固定关节轴承之间的距离大于同一侧的拔叉上的非固定关节轴承之间的距离。
[0017]进一步地，所述车轴及交叉臂上的固定关节轴承固定于底盘上。
[0018]进一步地，所述车轴上的固定关节轴承上安装有用于转向控制的舵机。
[0019]本专利技术的有益效果如下：本专利技术为爬壁车等各型磁吸式行走机器人的核心部件总成，为其提供一种结构紧凑，安全性好、承载能力高、适合复杂工况应用的磁吸轮式动力系统及可变偏角四轮转向系统。
[0020]本专利技术解决了爬壁车永磁吸附轮应用于非平面表面吸附力弱安全性低问题及狭窄工况使用问题，解决了自身重量、体积大及灵活性的问题。拓展了爬壁车的应用范围，提高了安全性及承载能力。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的外磁轭结构示意图；图2为本专利技术的侧导磁板结构示意图；图3为本专利技术的中吸附磁钢或外吸附磁钢结构示意图；图4为本专利技术的弧面中轮圈结构示意图；图5为本专利技术的弧面外轮圈结构示意图；图6为本专利技术的转子磁钢和中磁轭的安装示意图；图7为本专利技术的定子结构示意图；图8为本专利技术的转子磁钢、中磁轭和定子的安装示意图；图9为本专利技术的总装结构示意图；图10为本专利技术在理想工作平面时的工作状态图；图11为本专利技术在斜向工作平面时的工作状态图；图12为本专利技术在凸向工作平面时的工作状态图；图13为本专利技术在凹向工作平面时的工作状态图；图14为本专利技术的车轴与纵向斜控制臂、纵向直控制臂、非固定关节轴承、固定关节轴承的连接关系图；图15为本专利技术的拔叉与非固定关节轴承的连接关系图；
图16为本专利技术的车轴、拔叉、纵向斜控制臂、纵向直控制臂、非固定关节轴承、固定关节轴承的连接关系图；图17为本专利技术的交叉臂结构及其与非固定关节轴承，固定关节轴承的连接关系图；图18为本专利技术的正向前后两套车轴，前后两套纵向斜控制臂，前后两套纵向直控制臂，前后两套拔叉，交叉臂，非固定关节轴承，固定关节轴承、底盘的连接关系及状态图；图19为本专利技术的转向状态前后两套车轴，前后两套纵向斜控制臂，前后两套纵向直控制臂，前后两套拔叉，交叉臂，非固定关节轴承，固定关节轴承、底盘的连接关系及状态图；图20为本专利技术的舵机带动前后车轴联动旋转转向状态及联动拔叉对轮毂做更大角度调整的示意图；其中：1
‑
定子；2
‑
转子磁钢；3
‑
中磁轭；4
‑
外磁轭；5
‑
侧导磁板；6
‑
轴承；7
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中吸附磁钢；8
‑
外吸附磁钢；9
‑
弧面中轮圈；10
‑
弧面外轮圈；11
‑
车轴；12
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固定关节轴承；13
‑
非固定关节轴承；14
‑
纵向直控制臂；15
‑
纵向斜控制臂；16
‑
拔叉；17
‑
连接臂一；18
‑
连接臂二；19
‑
底盘；20
‑
舵机。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：包括轴承（6），所述轴承（6）的外圆连接有侧导磁板（5），轴承（6）的内孔连接有定子（1），定子（1）的一侧设有若干转子磁钢（2），转子磁钢（2）的外侧设有中磁轭（3），定子（1）、转子磁钢（2）和中磁轭（3）位于侧导磁板（5）内侧，中磁轭（3）的外壁安装有中吸附磁钢（7），中吸附磁钢（7）的外侧固定安装有弧面中轮圈（9），侧导磁板（5）的外侧吸附有外磁轭（4），外磁轭（4）的外侧安装有外吸附磁钢（8），外吸附磁钢（8）的外侧安装有弧面外轮圈（10）。2.根据权利要求1所述的一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：所述轴承（6）的数量为两个；所述定子（1）为多极无刷电子换向式定子（1）。3.根据权利要求1所述的一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：所述外磁轭（4）为呈圆环形结构，一侧设有锥沉孔收边。4.根据权利要求1所述的一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：所述侧导磁板（5）为圆盘中孔形结构，侧导磁板（5）的两端上下两侧分别设有卡台，轴承（6）的外圆穿过中孔，其中，上侧的卡台直径小于下侧的卡台直径，中磁轭（3）与上侧的卡台配合，外磁轭（4）与下侧的卡台配合，下侧的卡台的直径大于外磁轭（4）的外径。5.根据权利要求1所述的一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：所述中吸附磁钢（7）和外吸附磁钢（8）均为内外辐射方向充磁的钕铁硼磁钢；所述中吸附磁钢（7）和外吸附磁钢（8）的充磁方向为两个，外吸附磁钢（8）的充磁方向一致，中吸附磁钢（7）的充磁方向与两个外吸附磁钢（8）相反。6.根据权利要求1所述的一种可变吸附面磁吸式轮毂电机，其特征在于：所述弧面中轮圈（9）和弧面外轮圈（10）均为圆环形结构，外壁为圆弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：何欢，孙友谊，顾宁，冯安琪，曹杨，
申请(专利权)人：山西中北锐迪欧科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：