移动设备的磁驱轮装置的制作方法

1.本发明涉及自驱轮技术领域，具体来说，是移动设备的磁驱轮装置。


背景技术：

2.磁吸附爬壁机器人在船舶以及其他工业场合中得到广泛应用(比如公开号为cn107628139a的中国发明专利申请)，利用其轮体内部的磁块组，使其能够稳定地吸附于金属壁面，并具有较高的负载能力。磁吸附式爬壁轮是轮式磁吸附爬壁机器人组成的重要单元，磁吸附式爬壁轮的好坏决定了整个轮式爬壁机器人的吸附稳定性、负载能力以及灵活性。
3.但是，现有的磁吸附爬壁机器人只能形成磁吸附的功能，并不能对磁吸附力进行调控。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供移动设备的磁驱轮装置，控制磁块组与外轮壳的间距，以达到控制磁吸附力的目的。
5.本发明的目的是这样实现的：移动设备的磁驱轮装置，其滚动吸附于导磁物体的行走面，其包括外轮壳和内置于外轮壳之内的磁块组，所述外轮壳内设有：
6.驱动器安装壳，所述驱动器安装壳与外轮壳内壁分离；
7.用于驱使外轮壳滚动的滚动驱动组件，其安装于驱动器安装壳中；
8.磁块安装壳，所述磁块组固定连接磁块安装壳并集中布置于朝向行走面的区域；
9.自动调节组件，所述磁块安装壳通过自动调节组件与驱动器安装壳可自动调节地连接，并在自动调节组件的驱使下，沿径向调控磁块组与行走面的间隙。
10.进一步地，所述自动调节组件包括调节驱动器和与调节驱动器配套连接的丝杆机构，所述调节驱动器安装在驱动器安装壳中，所述丝杆机构与磁块安装壳连接。
11.进一步地，所述滚动驱动组件包括：
12.滚动驱动器，所述滚动驱动器安装于驱动器安装壳中，其输出端套装有主动同步带轮；
13.从动同步带轮，所述从动同步带轮通过驱动同步带与所述主动同步带轮传动配合；
14.其中，所述从动同步带轮固定连接外轮壳的内壁并与外轮壳同轴。
15.进一步地，所述从动同步带轮一轴端固定于外轮壳内壁的相对远离移动设备本体的轴端，所述从动同步带轮同轴转动连接有轴套，所述轴套活动贯穿设于驱动器安装壳中的轴套穿过孔，并沿轴向穿过外轮壳后插接移动设备本体。
16.本发明的有益效果在于：
17.1、设置了自动调节组件，使得外轮壳内的磁块组能够相对于外轮壳进行调节，从而控制磁块组与外轮壳的间距，以达到控制磁吸附力的目的；
18.2、在驱使外轮壳进行主动滚动动作过程中，滚动驱动器、主动同步带轮、从动同步带轮依次转动，利用从动同步带轮与外轮壳同轴固定连接的关系，使得外轮壳与从动同步带轮一同转动，从而产生主动滚动的动作，并且主动滚动动作与调节磁块的动作互不干涉。
附图说明
19.图1是本发明的自动调节组件的轴侧视角示意图。
20.图2是另一轴侧视角的示意图。
21.图3是本发明的外部示意图。
22.图4是本发明的内部结构示意图。
23.图5是基于图4隐藏驱动器安装壳后的立体示意图。
24.图6是本发明与移动设备本体的支承套的配合关系简图。
25.图7是本发明在倾斜的行走面上滚动的示意图。
26.图8是本发明在水平的行走面上滚动的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图1-8和具体实施例对本发明进一步说明。
28.如图1、4、5所示，本实施例提供了一种移动设备的磁驱轮装置，其滚动吸附于导磁物体的行走面18，其包括外轮壳4和内置于外轮壳4之内的磁块组，现有技术中，往往利用磁块组产生的磁力使得整个磁驱轮装置吸附于导磁物体的行走面18上。
29.本实施例中提到的移动设备，可以是机器人本体、agv小车等设备，在此不限。
30.本实施例提到的导磁物体，可以是铁板，也可以是其他能够被磁块组吸附的材料。
31.本实施例提到的行走面18，可以是竖直面(如图1所示)，也可以是倾斜面(如图7所示)，也可以是水平面(如图8所示)，或者是曲面、不规则表面等，在此不限行走面18的形状。
32.外轮壳4在产品化之后，往往套装橡胶体，以增加摩擦力。
33.结合图3-5所示，上述外轮壳4内设有：
34.驱动器安装壳16，驱动器安装壳16与外轮壳4内壁分离，也即，驱动器安装壳16与外轮壳4并没有接触；
35.用于驱使外轮壳4滚动的滚动驱动组件，其安装于驱动器安装壳16中；
36.磁块安装壳14，磁块组固定连接磁块安装壳14并集中布置于朝向行走面18的区域；
37.自动调节组件，磁块安装壳14通过自动调节组件与驱动器安装壳16可自动调节地连接，并在自动调节组件的驱使下，沿外轮壳4的径向调控磁块组与行走面18的间隙。
38.其中，外轮壳4、磁块安装壳14、驱动器安装壳16均由铝合金制成，也可以考虑其他非导磁材料。
39.为了提升调节的精确性，上述自动调节组件包括调节驱动器9和与调节驱动器9配套连接的丝杆机构，调节驱动器9可以是电机或电机和减速器的组合，调节驱动器9安装在驱动器安装壳16中，丝杆机构与磁块安装壳14连接，本实施例中利用丝杆传动的方式控制磁块组与外轮壳4外周面、行走面18的间隙。
40.如图1、2所示，上述与调节驱动器9配套连接的丝杆机构包括一对丝杆10和一对与
丝杆10一一配套的活动螺母13，活动螺母13插装磁块安装壳14，活动螺母13以螺纹配合的方式套配丝杆10，丝杆10的一端转动连接驱动器安装壳16，其另一端处于磁块安装壳14之内并套装有联动同步带轮11，其中一根丝杆10与调节驱动器9相连并设为驱动件，另一根丝杆10设为从动件，丝杆机构还包括一联动同步带12，联动同步带12套配两个联动同步带轮11。
41.在调整磁块组与外轮壳4外周面、行走面18的间隙过程中，调节驱动器9驱使起驱动作用的丝杆10进行转动，通过联动同步带12的传动，使得另一根丝杆10也同步转动，利用丝杆10与活动螺母13的螺纹配合关系，驱使磁块安装壳14与磁块15一同进行移动，从而实现“沿外轮壳4的径向调控磁块组与行走面18的间隙”的目的，以控制磁驱轮装置的磁吸附力。
42.为了驱使外轮壳4进行主动滚动动作，上述滚动驱动组件包括：
43.滚动驱动器1，滚动驱动器1安装于驱动器安装壳16中，其输出端套装有主动同步带轮17；
44.从动同步带轮3，从动同步带轮3通过驱动同步带2与主动同步带轮17传动配合。
45.其中，如图6所示，从动同步带轮3固定连接外轮壳4的内壁并与外轮壳4同轴，因此，在驱使外轮壳4进行主动滚动动作过程中，滚动驱动器1、主动同步带轮17、从动同步带轮3依次转动，利用从动同步带轮3与外轮壳4同轴固定连接的关系，使得外轮壳4与从动同步带轮3一同转动，从而产生主动滚动的动作。
46.在外轮壳4与从动同步带轮3一同进行滚动的过程中，外轮壳4内部的其他部分(磁块15和所有驱动器)则相对不动，受磁吸力驱使磁块组能够一直朝向行走面18，让主动滚动动作与调节磁块15的动作互不干涉。
47.为了优化上述主动滚动的方案，如图6所示，上述从动同步带轮3一轴端固定于外轮壳4内壁的相对远离移动设备本体8的轴端，从动同步带轮3通过滚珠轴承6(或其他方式)同轴转动连接有轴套5，轴套5活动贯穿设于驱动器安装壳16中的轴套穿过孔16a，轴套5沿轴向活动穿出外轮壳4，轴套5插接移动设备本体8，支承套7端部固定连接外轮壳4轴端面，使得支承套7、外轮壳4和从动同步带轮3固定连接为一体以进行同步转动，支承套7环绕并套配轴套5，在支承套7与轴套5之间设置轴承和油封件，密封轴套5与外轮壳4的穿接处，以达到密封和相对转动的效果，为了给调节驱动器9和滚动驱动器1提供电源，将移动设备本体8内的电源线(与移动设备本体8的电源接通)穿入轴套5，然后将电源线穿出轴套5，以连接调节驱动器9和滚动驱动器1。
48.上述磁块组由若干沿外轮壳4的圆周方向呈扇形分布的磁块15组成，磁块15均为强磁体，磁块组产生的磁吸力大于整个装置自重的数倍，本实施例中扇形角a接近90
°
，所有磁块15等间距排列，从轴端视角观察，以经过外轮壳4的外周面与行走面18的接触点的垂线为对称中心线，磁块组的所有磁块15以该对称中心线为准对称分布，从而使得磁吸附效果更佳。
49.为了便于布置磁块15，上述磁块安装壳14外壁具有朝向行走面18的弧形安装面14a，弧形安装面14a的中心轴线与外轮壳4的中心轴线重合，磁块15固定贴装弧形安装面14a。
50.上述磁块15沿外轮壳4轴向延伸为条形块，以增强磁吸力。
51.以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

技术特征：
1.移动设备的磁驱轮装置，其滚动吸附于导磁物体的行走面(18)，其包括外轮壳(4)和内置于外轮壳(4)之内的磁块组，其特征在于，所述外轮壳(4)内设有：驱动器安装壳(16)，所述驱动器安装壳(16)与外轮壳(4)内壁分离；用于驱使外轮壳(4)滚动的滚动驱动组件，其安装于驱动器安装壳(16)中；磁块安装壳(14)，所述磁块组固定连接磁块安装壳(14)并集中布置于朝向行走面(18)的区域；自动调节组件，所述磁块安装壳(14)通过自动调节组件与驱动器安装壳(16)可自动调节地连接，并在自动调节组件的驱使下，沿径向调控磁块组与行走面(18)的间隙。2.根据权利要求1所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述自动调节组件包括调节驱动器(9)和与调节驱动器(9)配套连接的丝杆机构，所述调节驱动器(9)安装在驱动器安装壳(16)中，所述丝杆机构与磁块安装壳(14)连接。3.根据权利要求2所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：上述与调节驱动器(9)配套连接的丝杆机构包括一对丝杆(10)和一对与丝杆(10)一一配套的活动螺母(13)，所述活动螺母(13)插装磁块安装壳(14)，所述活动螺母(13)以螺纹配合的方式套配丝杆(10)，所述丝杆(10)的一端转动连接驱动器安装壳(16)，其另一端处于磁块安装壳(14)之内并套装有联动同步带轮(11)，其中一根丝杆(10)与调节驱动器(9)相连并设为驱动件，另一根丝杆(10)设为从动件，所述丝杆机构还包括一联动同步带(12)，所述联动同步带(12)套配两个联动同步带轮(11)。4.根据权利要求1所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述滚动驱动组件包括：滚动驱动器(1)，所述滚动驱动器(1)安装于驱动器安装壳(16)中，其输出端套装有主动同步带轮(17)；从动同步带轮(3)，所述从动同步带轮(3)通过驱动同步带(2)与所述主动同步带轮(17)传动配合；其中，所述从动同步带轮(3)固定连接外轮壳(4)的内壁并与外轮壳(4)同轴。5.根据权利要求4所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述从动同步带轮(3)一轴端固定于外轮壳(4)内壁的相对远离移动设备本体(8)的轴端，所述从动同步带轮(3)同轴转动连接有轴套(5)，所述轴套(5)活动贯穿设于驱动器安装壳(16)中的轴套穿过孔(16a)，并沿轴向活动穿过外轮壳(4)后插接移动设备本体(8)。6.根据权利要求1所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述磁块组由若干沿外轮壳(4)的圆周方向呈扇形分布的磁块(15)组成。7.根据权利要求6所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所有磁块(15)等间距排列，从轴端视角观察，以经过外轮壳(4)的外周面与行走面(18)的接触点的垂线为对称中心线，所述磁块组的所有磁块(15)以该对称中心线为准对称分布。8.根据权利要求6所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述磁块安装壳(14)外壁具有朝向行走面(18)的弧形安装面(14a)，所述弧形安装面(14a)的中心轴线与外轮壳(4)的中心轴线重合，所述磁块(15)固定贴装所述弧形安装面(14a)。9.根据权利要求6所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述磁块(15)沿外轮壳(4)轴向延伸为条形块。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种移动设备的磁驱轮装置，其特征在于：所述外轮壳(4)、磁块安装壳(14)、驱动器安装壳(16)均由铝合金制成。

技术总结
本发明公开了移动设备的磁驱轮装置，其滚动吸附于导磁物体的行走面，其包括外轮壳和内置于外轮壳之内的磁块组，外轮壳内设有：驱动器安装壳，驱动器安装壳与外轮壳内壁分离；用于驱使外轮壳滚动的滚动驱动组件，其安装于驱动器安装壳中；磁块安装壳，磁块组固定连接磁块安装壳并集中布置于朝向行走面的区域；自动调节组件，磁块安装壳通过自动调节组件与驱动器安装壳可自动调节地连接，并在自动调节组件的驱使下，沿径向调控磁块组与行走面的间隙。从而控制磁块组与外轮壳的间距，以达到控制磁吸附力的目的。吸附力的目的。吸附力的目的。


技术研发人员：张标 汤涛林 邹海生
受保护的技术使用者：上海哈港信息科技有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/13