用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置的制作方法

本实用新型是关于爬壁机器人技术领域，特别是关于一种用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置。

背景技术：

磁吸附式爬壁机器人是特种机器人的一种，是一种设计用来在恶劣、危险、极限情况下，在导磁壁面上进行特定作业如焊接、打磨、检测、涂装等的一种自动化机械装置，这种机器人越来越受到人们的重视。目前磁吸附式爬壁机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等铁磁性结构的生产施工中得到了广泛的应用。现有磁吸附技术中，爬壁机器人的吸附单元主要包括电磁式吸附机构和永磁式吸附机构两种。电磁式吸附机构是通过电磁铁提供磁吸力，将机器人吸附于壁面。例如中国实用新型专利“ZL97219169.0”，就是利用履带上的吸附单元在激磁电流的作用下，产生吸附力，实现其壁面吸附功能。永磁式吸附机构是依靠永磁体提供吸附力。专利“ZL00200795.9”就采用了永磁吸附单元。

对于电磁式吸附单元，虽然吸附力可以通过电流的通断来改变，但这种机构工作时要消耗电能，并且安全性较差，当意外断电时易发生危险。对于永磁吸附单元，其产生的磁吸附力不能改变，在吸附单元脱离壁面是需要消耗额外的能量，增加了运动阻力，因此驱动系统需将一部分功率用于吸附单元脱离壁面，增大了驱动功耗和额外的扭矩要求，造成系统的运动冲击，尤其是机器人低速运行时更为显著。磁吸附爬壁式机器人有两个基本的功能：吸附功能和移动功能，两者相互矛盾。若采用永磁吸附，机器人的负载能力越强，要求机器人与导磁壁面间的吸附力越大，吸附力增强的同时，爬壁式机器人运动过程中遇到的阻力也会变大，机器人移动能力就会被削弱。磁吸附爬壁式机器人的负载能力很强，有时会达到100kg以上，机器人与导磁壁面间的吸力更是远大于此，在机器人完成作业以后，工人很难将机器人从导磁壁面上取下。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置，其能够克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置，包括：车架；支撑架，支撑架固定在车架上；调节螺杆，调节螺杆的带有螺纹的一端穿过支撑架上的通孔；调节螺母，调节螺母通过螺纹固定在调节螺杆的带有螺纹的一端；磁座，磁座内部设置有磁体，磁座与磁体之间存在间隙，并且磁座的一端开设有长圆孔；销轴，销轴的一端穿过磁座的长圆孔，销轴的另一端与调节螺杆的不带有螺纹的一端铰接。

在一优选的实施方式中，其中，调节螺杆的不带有螺纹的一端的直径大于调节螺杆的带有螺纹的一端的直径。

在一优选的实施方式中，用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置还包括：固定销轴，固定销轴固定在车架上；其中，磁座上还开设有磁座通孔，并且其中，固定销轴穿过磁座通孔。

在一优选的实施方式中，其中，支撑架上还设置有支撑盖板。

在一优选的实施方式中，用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置还包括：磁座盖板，磁座盖板与磁座固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的可变化磁吸附装置具有如下优点：该装置实现了爬壁机器人与导磁壁面之间吸附力的可调功能。在实现基本功能的前提下，将磁体对上部电子元器件的影响降低。磁体产生的磁场对电子元器件的工作有非常大的影响，不但会影响精度，而且对于含有小磁芯的电子元器件可能会造成不可逆的损害，甚至直接彻底损坏。本实用新型的装置通过对磁场的研究，将磁体在上部产生的磁场强度削弱了50%以上。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的可变化磁吸附装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

以下介绍本实用新型的各个部分。磁体：磁体是爬壁机器人能够停留在导磁壁面上的根本所在，不同材料、不同的加工工艺、不同充磁方法的都会影响磁体的性能。现今市场上，钕铁硼磁铁作为第三代稀土永磁材料，具有很高的磁性能，其广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展，给稀土永磁钕铁硼产业等功能材料不断带来新的用途，这为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。

磁体外壳：钕铁硼磁体具有明显的缺点，因其加工的过程属于粉末冶金，它韧性较差，需要用外壳将其保护起来。保护外壳的盖板采用导磁材料制作，减少磁体产生的磁场对上部电子元器件的影响。

调节机构：不同情况下选择不同磁铁与导磁壁面间的吸附力，可以使磁吸附爬壁机器人的性能更好地发挥出来。磁铁与导磁壁面间的吸附力受两者间的气隙影响，气隙越大吸附力越弱。调节机构通过改变磁铁与导磁壁面间的气隙的大小，实现磁铁与导磁壁面间的吸附力的调节。该调节机构采用螺旋传动，改变磁体与导磁壁面间的距离，实现两者之间吸附力的调节。螺旋传动具有将较小的转矩转动可以产生轴向运动和大的轴向力的优点，可以轻易克服吸附力将磁块拉起，吸附力减小，工人将爬壁式机器人取下也更加轻松。

图1是根据本实用新型一实施方式的可变化磁吸附装置的结构示意图。如图1所示，该可变化磁吸附装置包括：车架1、支撑架2、调节螺母3、调节螺杆5、磁座7以及销轴6。其中，支撑架2固定在车架1上，调节螺杆5的带有螺纹的一端穿过支撑架2上的通孔。调节螺母3通过螺纹固定在调节螺杆5的带有螺纹的一端。磁座7内部设置有磁体9，磁座7与磁体9之间存在间隙，并且磁座7的一端开设有长圆孔。销轴6的一端穿过磁座7的长圆孔，销轴6的另一端与调节螺杆5的不带有螺纹的一端铰接。其中，调节螺杆5的不带有螺纹的一端的直径大于调节螺杆5的带有螺纹的一端的直径。

在一优选实施方式中，用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置还包括：固定销轴10，固定销轴10固定在车架1上；其中，磁座7上还开设有磁座通孔，并且其中，固定销轴10穿过磁座通孔。其中，支撑架2上还设置有支撑盖板4。

在一优选实施方式中，用于磁吸附爬壁机器人的可变化磁吸附装置还包括：磁座盖板11，磁座盖板11与磁座7固定连接。

以下结合本实用新型的结构来介绍本实用新型的原理。具体而言，本实用新型的装置包括支撑架、调节螺母、支撑盖板、调节螺杆、销轴、磁座、磁体、固定销轴、磁座盖板。支撑架固定在车架上，调节螺杆（螺纹端在上）穿过支撑架上的通孔，把调节螺母安装在调节螺杆螺纹端，调节螺杆的非螺纹端直径大于调节螺杆螺纹端和支撑架的通孔，将磁体和导磁壁面之间的气隙限制在合理范围，防止因气隙增大导致的吸附力不足，导致磁吸附爬壁机器人掉落。用螺栓将调节螺母安装在支撑架上，将调节螺母的位置固定，更加精准的控制磁体和导磁壁面之间的气隙。调节螺杆和销轴构成一个铰链结构，销轴穿过调节螺杆下端的通孔，随调节螺杆一起上下运动；磁座用采用导磁率接近空气的材料制成，销轴穿过磁座的长圆孔，并在销轴端面安装螺栓，防止磁座脱出；磁座盖板通过螺栓与磁座固定，该盖板用导磁材料加工而成；固定销轴安装在车架上，磁座通孔与固定销轴配合，并在固定销轴轴端安装螺栓。旋转调节螺母，调节螺杆向下运动，磁体与导磁壁面气隙变小，吸附力增大；旋转调节螺母，调节螺杆向上运动，磁体与导磁壁面气隙变大，吸附力减小。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。