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专利号: 202510241640X
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,其包括永磁驱动机构、磁力吸附组件和自适应机构,

所述永磁驱动机构对称设置于机架两侧,所述永磁驱动机构通过所述自适应机构与所述机架连接,所述永磁驱动机构的电机减速器与所述自适应机构的驱动杆连接,所述自适应机构的摆臂件与所述机架的摆动件转动连接,所述磁力吸附组件的第一旋转件与所述机架的中间连接板连接;

所述永磁驱动机构包括驱动轮、永磁驱动组、安装架、驱动磁体和电机减速器,所述永磁驱动组的多个磁体沿圆周等间距设置在所述驱动轮外周面上的磁铁槽中,所述驱动磁体通过所述安装架与所述电机减速器连接,所述驱动轮对称设置于所述电机减速器两侧,所述电机减速器的输出端分别与两侧的所述驱动轮的中部连接并带动其转动,所述多个磁体包括第一永磁体和第二永磁体,所述第一永磁体与所述第二永磁体的磁场方向相反且相邻设置;

所述磁力吸附组件包括第一吸附组件和第二吸附组件,所述第一吸附组件包括第一旋转件、第一U型磁体、万向轮和第一磁铁架,所述万向轮对称设置于所述第一旋转件两侧,所述第一U型磁体通过所述第一磁铁架与所述第一旋转件连接;所述第二吸附组件包括尼龙轮、连接板、旋转件第二旋转件、第二磁铁架和第二U型磁体,所述尼龙轮对称设置于所述旋转件第二旋转件两侧,所述第二U型磁体通过所述第二磁铁架与所述第二旋转件连接,所述连接板中部通过轴承与所述旋转件第二旋转件中部转动连接;

所述自适应机构包括驱动杆和摆臂件,多个所述驱动杆相互平行设置,所述驱动杆的第一端与所述电机减速器连接,所述驱动杆的第二端通过锁紧套环与所述摆臂件的第一端连接,所述摆臂件第二端的耳座与所述机架中摆动件的铰接头转动连接,所述永磁驱动机构绕所述机架转动,使所述驱动轮自适应贴合变曲率导磁壁面。

2.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述多个磁体为柱形磁铁或扇形磁铁。

3.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述第一永磁体磁场方向为径向朝外,所述第二永磁体磁场方向为径向朝内。

4.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述驱动磁体、第一U型磁体和第二U型磁体均为钕铁硼磁铁。

5.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述第一U型磁体和第二U型磁体的数量为2m,m为自然数且m≧2。

6.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述驱动轮外侧设有沿圆周等间隔排列的防滑件,所述防滑件的材质为聚氨酯、包胶、环氧树脂或尼龙。

7.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述摆臂件与所述机架的摆动件转动处设置有阻尼器。

8.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,所述多个磁体还包括第三永磁体、第四永磁体、第五永磁体、第六永磁体、第七永磁体和第八永磁体,各磁体成圆周型阵列间隔布置,所述第一永磁体、第三永磁体、第五永磁体和第七永磁体充磁方向为径向朝外方向磁化,所述第二永磁体、第四永磁体、第六永磁体和第八永磁体充磁方向为径向朝内方向磁化,所述第三永磁体与所述第四永磁体磁化方向相反且相邻设置,所述第五永磁体与所述第六永磁体磁化方向相反且相邻设置,所述第七永磁体与所述第八永磁体磁化方向相反且相邻设置。

9.根据权利要求1所述的自适应变曲率导磁壁面的永磁吸附式爬壁机器人,其特征在于,还包括设置在所述机架的中间连接板上的控制单元,通过所述控制单元控制所述永磁驱动机构、磁力吸附组件和自适应机构运动;所述控制单元包括嵌入式系统、无线通讯模块、电机驱动模块和PC端,所述嵌入式系统接收整体传输至控制单元的信息并通过所述无线通讯模块传输至所述PC端,所述PC端通过无线通讯模块将控制参数返回到所述嵌入式系统,并由所述嵌入式系统将控制指令发送到所述电机驱动模块,控制所述永磁驱动机构、磁力吸附组件和自适应机构运动。