[发明专利]一种基于halbach阵列分布的永磁吸附模块

说明书

本发明涉及一种基于halbach阵列分布的永磁吸附模块，其技术特点是：纯铁基座、永磁组件和连接片均为圆弧状，永磁组件由多个相同的永磁铁拼接构成，多个永磁铁按照halbach阵列式排布并均匀分布在纯铁基座外表面上；连接片固装在纯铁基座的内表面上并与纯铁基座完全贴合，在连接片上均布设有用于连接爬壁机器人的多个安装孔。本发明设计合理，其将多块永磁铁进行拼接，通过磁极引导磁路导向，提高了永磁铁的效率，兼顾爬壁机器人的可靠吸附和灵活运动，使磁吸附模块在一定体积范围内提供更大的吸附力，解决了机器人吸附性与机动性统一的问题。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及爬壁机器人吸附装置，尤其是一种基于halbach阵列分布的永磁吸附模块。

背景技术

随着全球化的不断发展，在国内许多生产领域需要用到磁铁，小至一个挂钩的固定，大到船舶、冶金、矿山、机械行业中钢铁等导磁性材料的吊运，磁铁都发挥着极其重要的作用。

目前，磁吸附技术已经广泛应用到爬壁机器人领域，磁吸附装置作为行走机构的重要组成部分，为爬壁机器人正常爬行提供吸附力保证。现有的爬壁机器人普遍存在负载能力不足、稳定性较差等问题，而且对于磁吸附装置的研究较少。为了产生较大的吸附力必然要求增加磁吸附结构的体积和质量，这势必会影响爬壁机器人运动的灵活性，增大了驱动系统的负载。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于halbach阵列分布的永磁吸附模块，其兼顾爬壁机器人的可靠吸附和灵活运动性能，使磁吸附模块在一定体积范围内提供更大的吸附力。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于halbach阵列分布的永磁吸附模块，包括纯铁基座、永磁组件和连接片；所述纯铁基座、永磁组件和连接片均为圆弧状，所述永磁组件由多个相同的永磁铁拼接构成，多个永磁铁按照halbach阵列式排布并均匀分布在纯铁基座外表面上；所述连接片固装在纯铁基座的内表面上并与纯铁基座完全贴合，在连接片上均布设有用于连接爬壁机器人的多个安装孔。

进一步，所述永磁铁组件表面包覆有一层铁皮。

进一步，所述永磁铁的截面为扇形，所述永磁铁内表面与纯铁基座的外表面完全贴合。

进一步，所述永磁铁采用高性能的钕铁硼磁铁；所述纯铁基座选用高导磁率的纯铁。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明设计合理，其将多块永磁铁进行拼接，通过磁极引导磁路导向，提高了永磁铁的效率，兼顾爬壁机器人的可靠吸附和灵活运动，使磁吸附模块在一定体积范围内提供更大的吸附力，解决了机器人吸附性与机动性统一的问题。

2、本发明从选用材料来说，永磁铁采用高性能的钕铁硼磁铁，纯铁基座选用导磁率比较高的纯铁，能够从材料上提高磁铁的性能，大大减少磁损失。

3、本发明从结构来说，在永磁组件周围有一层铁皮包覆保护永磁铁，使得整体结构处于一个圆弧结构或者扇形结构，所有永磁铁的磁极分布方式采用海尔贝克阵列式排布。

4、本发明永磁组件中的永磁铁的大小及数量可以根据不同车轮或者是不同移动机构来进行调整，从而满足不同爬壁机器人的需要。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的轴测图；

图6为本发明在平面上的示意图；

图7为本发明在外壁面过渡时的示意图；