[实用新型]柔性全方位转向行走机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人或机械车行走机构，具体是一种柔性全方位转向行走机构。能在导磁钢板上垂直爬行，而且能在垂直导磁壁上原地360度转向和具有超强吸附力和大载重量的爬壁机器人行走机构。 

背景技术

磁吸附爬壁机器人行走机构需要具备在导磁壁面上吸附和移动作业两个最基本的功能，吸附力强转向灵活是技术关键，能使机器提供磁吸附力，使其可靠吸附在壁面上，从安全考虑要求吸附力要大，但吸附力大，移动行走阻力就大，机器的移动作业能力就差。目前，磁吸附爬壁机器人行走机构领域主要以履带式和磁轮式两类为主导，履带式行走机构优点是吸附力强载重力较大，缺点是行走时需拔起履带后方的磁铁，所以需要动力大，行走阻力大，速度不稳不均，转向极其困难，而在垂直壁面过障碍时容易后张。以圆形磁钢作滚动的轮系，优点是转向灵活，所需动力小，缺点是圆形磁钢的强大磁场在两个端面上，而圆周上磁力很小，吸附力差，负重量小，磁利用率低。 

目前市场急需一种磁吸附能力强，行走自如，转向灵活，动力要求小，工作效率高的磁吸附爬壁机器人行走机构进入实际应用领域。 

发明内容

本实用新型提供一种柔性全方位转向行走机构，磁吸附力强，可在凸凹的导磁壁面上携带工具自由行走，原地360度任意转向，代替人工在各种复杂的高空壁面上工作。 

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种柔性全方位转向行走机构，它包括机架系统和磁轮系统；所述的机架系统包括对称设置的两个机架板和安装在两个机架板之间用于定位机架板的支撑轴，在机架板的四个角上镶有轴承座，花键套由上下轴承固定，花键套上装有使花键套转向后定位的牙嵌离合器，轴承座、花键套和牙嵌离合器用花键轴和弹簧安装在两个机架板上；还包括被链轮带动的约束链条；约束链条使四角花键套同步旋转和原地0-360度转向时方向保持一致，机架内四角装有调节链条松紧的张紧链轮；在所述的机架系统的四个角上各安装一个轮系连接板，在每个轮系连接板上各安装一个磁轮系统。 

所述的磁轮系统包括左电机、右电机、分别与左电机、右电机连接的传动齿轮箱和安装在传动齿轮箱输出端的磁轮构成一个磁轮系统；所述的磁轮由永磁铁、磁轮架和导磁板组成，左电机、右电机和磁轮固定在磁轮架上，磁轮架安装在轮系连接板上，轮系连接板与磁轮架之间能够小幅度左右摆动；轮系连接板的中心通过花键轴与机架系统连接。 

原理是：磁轮系统由左、右电机传动齿轮箱带动磁轮旋转，磁轮有永磁铁和导磁板组成，电机和磁轮固定在磁轮架上，磁轮架安装到轮系连接板上，轮系连接板中间由花键轴连接，花键轴与轮系连接板之间、连接板与磁轮架之间可小幅度左右摆动以适应凸凹的壁面，轮系组装完成后，花键轴通过穿入机架上的花键套和机架连接，机架上的花键轴上下的柔性弹簧可使轮系独立悬挂，上下调节以适应凸凹壁面的行走。左右电机同相旋转时左右磁轮以花键轴为中心能够360度任意转向，而磨擦阻力很小，转向的同时两轮中间电磁线圈释放，弹簧下压使吸盘吸住壁面，使左右磁轮在不负重状态下顺利旋转，停车时吸盘吸住壁面使车体定位，当左右电机逆相旋转时左右磁轮即同步行走，当左右电机同相旋转时能够360度全方位原地转向。 

本实用新型的有益效果是：解决了磁吸附爬壁机器人转向困难和在凸凹壁面上行走的技术难题，具有很强的实用性。 

附图说明

图1是本实用新型主视图； 

图2是图1的俯视图；

图3是车体上下行走的示意图；

图4是车体左右行走的示意图；

图5是车体转向的示意图。

图中：1、机架板，2、支撑轴，3、约束链条，4、张紧链轮，5、链轮，6、花键套，7、牙嵌离合器，8、轴承座，9、柔性弹簧，10、花键轴，11、轮系连接板，12、磁轮架，13、左电机，14、传动齿轮箱，15、右电机，16、磁轮，16-1、永磁铁，16-2、导磁板，17、弹簧，18、电磁线圈，19、吸盘。 

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细描述： 

如图1和图2所示，柔性全方位转向行走机构是由机架系统和磁轮系统组成。

机架系统包括对称设置的两个机架板1和安装在两个机架板1之间用于定位机架板的支撑轴2，机架板1四角上镶有轴承座8，花键套6由上下轴承固定，花键套6上装有牙嵌离合器7使花键套6转向后定位，花键套6上的链轮5带动约束链条3使四角花键套6同步旋转，原地0—360度转向时方向保持一致，机架1内四角装有张紧链轮4以调节约束链条3松紧。