[發(fā)明專利]一種基于halbach陣列分布的永磁吸附模塊

在審

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• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113096912A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 王岳飛;霍立強;楊磊
• 申請（專利權）人: 彼合彼方機器人（天津）有限公司
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;B62D57/024
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發(fā)明涉及一種基于halbach陣列分布的永磁吸附模塊，其技術特點是：純鐵基座、永磁組件和連接片均為圓弧狀，永磁組件由多個相同的永磁鐵拼接構成，多個永磁鐵按照halbach陣列式排布并均勻分布在純鐵基座外表面上；連接片固裝在純鐵基座的內表面上并與純鐵基座完全貼合，在連接片上均布設有用于連接爬壁機器人的多個安裝孔。本發(fā)明設計合理，其將多塊永磁鐵進行拼接，通過磁極引導磁路導向，提高了永磁鐵的效率，兼顧爬壁機器人的可靠吸附和靈活運動，使磁吸附模塊在一定體積范圍內提供更大的吸附力，解決了機器人吸附性與機動性統(tǒng)一的問題。

技術領域

本發(fā)明屬于機器人技術領域，涉及爬壁機器人吸附裝置，尤其是一種基于halbach陣列分布的永磁吸附模塊。

背景技術

隨著全球化的不斷發(fā)展，在國內許多生產領域需要用到磁鐵，小至一個掛鉤的固定，大到船舶、冶金、礦山、機械行業(yè)中鋼鐵等導磁性材料的吊運，磁鐵都發(fā)揮著極其重要的作用。

目前，磁吸附技術已經廣泛應用到爬壁機器人領域，磁吸附裝置作為行走機構的重要組成部分，為爬壁機器人正常爬行提供吸附力保證。現(xiàn)有的爬壁機器人普遍存在負載能力不足、穩(wěn)定性較差等問題，而且對于磁吸附裝置的研究較少。為了產生較大的吸附力必然要求增加磁吸附結構的體積和質量，這勢必會影響爬壁機器人運動的靈活性，增大了驅動系統(tǒng)的負載。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于halbach陣列分布的永磁吸附模塊，其兼顧爬壁機器人的可靠吸附和靈活運動性能，使磁吸附模塊在一定體積范圍內提供更大的吸附力。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

一種基于halbach陣列分布的永磁吸附模塊，包括純鐵基座、永磁組件和連接片；所述純鐵基座、永磁組件和連接片均為圓弧狀，所述永磁組件由多個相同的永磁鐵拼接構成，多個永磁鐵按照halbach陣列式排布并均勻分布在純鐵基座外表面上；所述連接片固裝在純鐵基座的內表面上并與純鐵基座完全貼合，在連接片上均布設有用于連接爬壁機器人的多個安裝孔。

進一步，所述永磁鐵組件表面包覆有一層鐵皮。

進一步，所述永磁鐵的截面為扇形，所述永磁鐵內表面與純鐵基座的外表面完全貼合。

進一步，所述永磁鐵采用高性能的釹鐵硼磁鐵；所述純鐵基座選用高導磁率的純鐵。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、本發(fā)明設計合理，其將多塊永磁鐵進行拼接，通過磁極引導磁路導向，提高了永磁鐵的效率，兼顧爬壁機器人的可靠吸附和靈活運動，使磁吸附模塊在一定體積范圍內提供更大的吸附力，解決了機器人吸附性與機動性統(tǒng)一的問題。

2、本發(fā)明從選用材料來說，永磁鐵采用高性能的釹鐵硼磁鐵，純鐵基座選用導磁率比較高的純鐵，能夠從材料上提高磁鐵的性能，大大減少磁損失。

3、本發(fā)明從結構來說，在永磁組件周圍有一層鐵皮包覆保護永磁鐵，使得整體結構處于一個圓弧結構或者扇形結構，所有永磁鐵的磁極分布方式采用海爾貝克陣列式排布。

4、本發(fā)明永磁組件中的永磁鐵的大小及數(shù)量可以根據(jù)不同車輪或者是不同移動機構來進行調整，從而滿足不同爬壁機器人的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的主視圖；

圖3為本發(fā)明的側視圖；

圖4為本發(fā)明的俯視圖；

圖5為本發(fā)明的軸測圖；

圖6為本發(fā)明在平面上的示意圖；

圖7為本發(fā)明在外壁面過渡時的示意圖；