磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構及方法。
【背景技術】
[0002]永久磁鐵吸力強、不需要額外供電、不擔心失電滑脫，是許多機械裝置中聯(lián)系兩個相對獨立系統(tǒng)的結構經(jīng)常采用的元件。例如焊接行業(yè)有許多行走式機器人、焊接小車等，采用強磁鐵維持行走機構與固定軌道或工件之間的可靠接觸。然而當磁力很強時，放置小車就難以對準焊縫、調(diào)整也困難，取下時也很困難，因此希望能像電磁鐵那樣隨意改變磁力的有無。已有的機械解鎖機構常常不夠省力，或機構尺寸龐大不便使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構及方法，通過施加很小的水平方向的力或力矩即可翹起磁鐵，不但節(jié)省力氣，而且結構小巧。
[0004]本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是:
[0005]磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構，所述的解鎖機構包括支撐機構、施力機構和拉升機構，所述拉升機構與吸附磁鐵相連，所述施力機構與拉升機構相連，所述施力機構帶動拉升機構運動，拉升機構帶動吸附磁鐵的一端抬起，所述支撐機構一端相對固定，另一端與拉升機構相連，用于提升磁鐵。
[0006]在開始解鎖的狀態(tài)下，所述拉升機構對吸附磁鐵產(chǎn)生的作用力，與吸附力的夾角典型范圍小于等于90° ±10°。
[0007]解鎖機構包括楔塊，所述楔塊的傾斜端即為拉升機構，所述楔塊的側端即為施力機構，所述楔塊的水平端即為支撐機構。
[0008]所述吸附磁鐵一端固定有滾輪，楔塊的傾斜面與滾輪相接觸。
[0009]所述楔塊的側端裝有推桿。
[0010]所述的解鎖機構為曲柄機構，所述曲柄機構包括曲柄軸、曲柄和搖臂，所述曲柄一端裝于曲柄軸上，另一端固定有搖臂，所述搖臂上還可裝有滾子，所述搖臂或搖臂加滾子機構裝于位于磁鐵一端的滑槽中，磁鐵另一端可自由轉動；所述曲柄軸即為支撐機構，所述搖臂即為施力機構，所述曲柄及滾子即為拉升機構。
[0011]所述的磁鐵上固定有支桿，支桿的一端用鉸鏈連接，另一端開有滑槽，搖臂或搖臂上的滾子在所述滑槽內(nèi)滑動。
[0012]所述的解鎖機構為曲柄機構，所述曲柄機構包括滑塊、曲柄軸、曲柄和搖臂，所述的磁鐵固連于滑塊，滑塊限位于可上下移動的導槽中，滑塊開有滑槽，所述曲柄一端裝于曲柄軸上，另一端裝有搖臂，所述搖臂上還可裝有滾子，所述所述搖臂或搖臂加滾子機構裝于所述的滑槽中；所述曲柄軸即為支撐機構，所述搖臂即為施力機構，所述滑塊、曲柄及滾子即為拉升機構。
[0013]所述的解鎖機構為曲柄機構，所述曲柄機構包括擺動滑塊、滑桿、曲柄、曲柄軸和搖臂，搖臂上還可以裝有滾子，所述的磁鐵固連于擺動滑塊，所述擺動滑塊置于限位槽中，所述擺動滑塊一端有弧形面，所述弧形面與限位槽的一個側壁相接觸，所述擺動滑塊的另一端開有滑槽，所述擺動滑塊的另一端置于用于限制擺動滑塊的上下位置的檔槽中，滑桿在導槽中運動，滑桿的一端通過鉸鏈裝有連桿，所述連桿另一端與擺動滑塊的中部通過鉸鏈連接，所述曲柄一端固連于曲柄軸上，另一端裝有固連的搖臂，搖臂上還可以裝有滾子，所述滾子裝于所述的滑槽中；所述曲柄軸即為支撐機構，所述搖臂即為施力機構，所述擺動滑塊、滑桿、曲柄及滾子即為拉升機構。
[0014]磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖方法，采用所述拉升機構與焊接機器人的吸附磁鐵相連，拉升機構帶動吸附磁鐵的至少一端抬起，采用施力機構和支撐支構與拉升機構相連，通過支撐機構和施力機構對拉升機構施加力，帶動拉升機構運動，所述支撐機構支撐于磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)或地面。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用楔塊翹起的原理，在水平方向施加很小的力，即可利用楔塊將磁鐵翹起，利用不同的施力角度所受到的阻力矩不同的原理，在撬動磁鐵的最初階段發(fā)出最大的力量，隨著磁鐵與被吸引的鐵磁性物體間距增大，吸力迅速減小，解鎖裝置的出力系數(shù)可以減小，從而實現(xiàn)以小的力矩迅速解鎖。本方案減小了磁力磁吸附機構的解鎖力或力矩，減小解鎖機構的尺寸。
【附圖說明】
[0016]圖1是磁力磁吸附行走系統(tǒng)解鎖機構所需最大解鎖力示意圖；
[0017]圖2是磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構在一側施力狀態(tài)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的第一種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構僅用楔塊實現(xiàn)的原理示意圖。
[0019]圖4本發(fā)明的第二種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始狀態(tài)原理示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的第二種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的楔塊抬起Θ角時施力原理示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明的第三種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的原理示意圖。
[0022]圖7本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的磁鐵與支桿結構示意圖。
[0023]圖8是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ呈90度狀態(tài)的結構開始解鎖時相對關系不意圖；
[0024]圖9是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ呈O度狀態(tài)的結構開始解鎖時的相對關系不意圖；
[0025]圖10是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ呈O度狀態(tài)的結構已轉過一個角度時的相對關系示意圖；
[0026]圖11是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ呈O度狀態(tài)的結構的力臂最大狀態(tài)時的相對關系示意圖；
[0027]圖12是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ呈O度狀態(tài)的結構的完成解鎖狀態(tài)示意圖；
[0028]圖13是磁鐵的吸附力F與磁鐵及鋼材之間的間隙的關系不意圖；
[0029]圖14是本發(fā)明的第四種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的解鎖力矩與磁鐵及鋼材之間的間隙的關系示意圖；
[0030]圖15是本發(fā)明的第五種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始鎖緊狀態(tài)機械結構原理示意圖；
[0031]圖16是本發(fā)明的第五種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的初始角Θ大于O度狀態(tài)的解鎖第一狀態(tài)示意圖；
[0032]圖17是本發(fā)明的第五種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的解鎖第二狀態(tài)機械結構原理示意圖；
[0033]圖18是本發(fā)明的第五種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的完成解鎖狀態(tài)機械結構原理示意圖；
[0034]圖19是本發(fā)明的第六種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的第一狀態(tài)(鎖緊狀態(tài))的結構原理示意圖；
[0035]圖20是本發(fā)明的第六種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的第二狀態(tài)示意圖；
[0036]圖21是本發(fā)明的第六種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的第三狀態(tài)示意圖；
[0037]圖22是本發(fā)明的第六種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的第四狀態(tài)示意圖；
[0038]圖23是本發(fā)明的第六種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的完成解鎖狀態(tài)示意圖；
[0039]圖24是本發(fā)明的第七種實施例磁力磁吸附行走系統(tǒng)的解鎖機構的鎖緊狀態(tài)結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0040]實施例1
[0041]如圖1所示，該結構需要完全靠外力f把磁鐵平行地拉開，則需要施加等于最大吸力F的外力f，如圖2所示的磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構在一側施力狀態(tài)示意圖；如果在一端加力，則僅需要一半的力即可拉開磁鐵，有所省力。進一步，如圖3所示，是本發(fā)明的第I種實施例磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖機構的原理示意圖。采用小角度的楔塊對吸合的永久磁鐵進行解鎖。即如果在一端采用夾角為Θ的楔塊撬開磁鐵，為了簡化討論，不防假設楔塊光滑得沒有摩擦力作用，而磁鐵在鋼材表面則不產(chǎn)生滑動，磁鐵翹起的角度很小也忽略不計，那么可計算僅需推力f = F*tan Θ /2。當Θ很小時，f很小，達到了十分省力的效果。
[0042]由上述機構可知，解鎖機構包括楔塊1，所述楔塊的傾斜端Ia即為拉升機構，所述楔塊的側端Ib即為施力機構，所述楔塊的水平端Ic即為支撐機構。綜上可得，所述的解鎖機構包括支撐機構、施力機構和拉升機構，所述拉升機構與焊接機器人的吸附磁鐵19相連，所述施力機構與拉升機構相連，所述施力機構帶動拉升機構運動，拉升機構帶動吸附磁鐵19的一端抬起，所述支撐機構一端相對固定，另一端與拉升機構相連，用于支撐磁鐵19。
[0043]由上可得，磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)的解鎖方法，采用所述拉升機構與焊接機器人的吸附磁鐵相連，拉升機構帶動吸附磁鐵的至少一端抬起，采用施力機構和支撐支構與拉升機構相連，通過支撐機構和施力機構對拉升機構施加力，帶動拉升機構運動，所述支撐機構支撐于磁力磁吸附焊接機器人行走系統(tǒng)或地面。
[0044]實施例2
[0045]如圖4和圖5所示，與實施例1不同之處在于:為了減小楔塊所受磁鐵對其產(chǎn)生的摩擦力，可以增加一個滾子2，楔塊通過滾子2對磁鐵施加解鎖力。即在所述吸附磁鐵一端固定有滾輪2，楔塊的傾斜面與滾輪2相接觸。
[0046]實施例3
[0047]如圖6所示，與實施例2不同之處在于:在所述楔塊的側端固定有推桿3。
[0048]上述的操作力f可以通過推或拉推桿3施加，也可以通過其他機械結構間接施加，如杠桿機構。
[0049]實施例4
[0050]如圖7至圖12所示，所述的解鎖機構為曲柄