[发明专利]一种用于导磁壁面的阵列式永磁吸附车轮

说明书

本发明为一种用于导磁壁面的阵列式永磁吸附车轮，该车轮包括由同步带轮加工制作而成的车轮轮毂、与同步带轮啮合的同步带、嵌在同步带轮圆周环形区域内部的若干个磁铁、安装在所有磁铁两端的环形轭铁；若干个磁铁的按照相同极性阵列式排布。车轮具有结构紧凑、磁条布局合理、磁利用率高、磁吸附力强、质量轻、越障能力强等特点。

技术领域

本发明涉及机器人技术，具体为提供一种用于导磁壁面的阵列式永磁吸附车轮。

背景技术

随着机器人技术的发展，越来越多的机器人深入到了人们的生产生活中，机器人不仅为墙壁喷漆、除锈，还可以检测管道是否有裂纹、漏磁等缺陷，但是如何更好的在壁面上爬行，运载检测和施工设备是个不小的挑战，所以机器人在壁面爬行的关键就是磁轮的设计。

现如今的轮式爬壁吸附装置一般是以金属直接接触地面来保障其吸附效果，但是金属与壁面直接接触有十分容易划伤金属壁面，而且金属与壁面之间的摩擦系数相对较小，在运动中很容易出现打滑现象；对于此现象，不少人使用轮胎作为与壁面的接触装置，虽然可以提高磁铁与车轮之间的摩擦系数，但是这样的话会出现，磁铁距离金属壁面太高，磁吸附力不能很好的发生效果。综合这两种因素，本发明提出了一个吸附力强、摩擦系数高、磁利用率高、同步带形式的磁轮，提高工作效率。

经文献检索发现，中国专利公开号为CN 105946450 A，申请日为2016年9月21日，发明名称为：一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮的发明专利，使用的是环形磁块，磁感线方向为法线方向，无法构成阵列式的格局，磁感线无法叠加出强度更大的磁力，磁场利用率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种金属壁面磁吸附能力强、磨损少的用于导磁壁面的阵列式永磁吸附车轮，且车轮具有结构紧凑、磁条布局合理、磁利用率高、磁吸附力强、质量轻、越障能力强等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种用于导磁壁面的阵列式永磁吸附车轮，其特征在于，该车轮包括由同步带轮加工制作而成的车轮轮毂、与同步带轮啮合的同步带、嵌在同步带轮圆周环形区域内部的若干个磁铁、安装在所有磁铁两端的环形轭铁；若干个磁铁的按照相同极性阵列式排布。

所述的同步带与同步带轮位于车轮的最外侧，两者相互啮合，不会发生滑动/滚动；同步带轮的圆面上沿其轴向方向开若干个通孔，用于嵌入磁铁；若干个磁铁沿同步带轮的轴向等角度嵌入，若干个磁铁均平行于同步带轮的轴向，相邻磁铁相同极性排布，N级与S级垂直于轮面；磁铁与同步带轮中的通孔过盈配合，在磁铁的左右两端设置有左右轭铁，左右轭铁限位将所有磁铁固定住，限制其垂直于轮面方向的运动，在位于左右轭铁之间的磁铁上对称设置有左右磁轮钢圈，左右磁轮钢圈将磁铁圈住防止磁铁法向运动。

所述轭铁采用纯铁制成，呈环形形状，环形的环面面积不小于若干磁铁所围成的环形阵列的端面面积，使轭铁能够围住环形阵列的磁铁。

所述同步带采用橡胶材料，整条同步带包裹在同步带轮表面，同步带所有位置的厚度相等，且同步带到同步带轮表面的距离均相等，同步带外径大于轭铁的外径，二者同轴，同步带不覆盖轭铁所在侧面。

所述同步带轮为圆环柱状，在圆环的内外径之间的区域内开设多个通孔，通孔与同步带轮轴向平行，相邻通孔之间的圆心角相同，在同步带轮轮毂结构的中心设置有连接车体的安装孔，使车轮与车体连接固定在一起。

同步带轮内外半径之比为2/3-4/5，通孔的边缘紧靠同步带轮的内外径。

轭铁的厚度为1-3mm，同步带205的外径比轭铁201半径大0.8-1.5mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：