CN111891142B - 一种磁牵引行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁牵引行走装置，包括：至少一组外磁车和至少一个内磁车，所述外磁车的组数和所述内磁车的数量相同，每组所述外磁车包括：第一外磁车和第二外磁车，每组的所述第一外磁车位于所述第二外磁车的下方，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车通过连接件连接，每一所述内磁车位于每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车之间，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车分别和对应的所述内磁车之间通过磁力相互吸引；第一外磁车包括：第一外磁车体、四个第一车轮、四个第一车轮转轴、四个旋臂、四个推杆、四个连接轴、两个推杆弹簧、四个定位销和第一磁体，使第一车轮可浮动。本发明的磁牵引行走装置可稳定行走，适应轨道复杂变化。

Description

一种磁牵引行走装置

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，尤其涉及一种磁牵引行走装置。

背景技术

目前的巡检机器人都以大型巡检机器人为主，小型巡检机器人比较少，矿井地下大型巡检机器人基本都在工字钢或者槽钢上行走。在井下运行过程中发现，巡检机器人在井下搭接的轨道由于施工难度和本身井下环境比较差造成巡检机器人在轨道上行走不平稳，经常容易卡死造成巡检小车不能正常行走等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种磁牵引行走装置，以解决现有技术的行走装置运行不平稳的问题。

本发明实施例公开了如下的技术方案：

一种磁牵引行走装置，包括：至少一组外磁车和至少一个内磁车，所述外磁车的组数和所述内磁车的数量相同，每组所述外磁车包括：第一外磁车和第二外磁车，每组的所述第一外磁车位于所述第二外磁车的下方，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车通过连接件连接，每一所述内磁车位于每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车之间，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车分别和对应的所述内磁车之间通过磁力相互吸引；其中，所述第一外磁车包括：第一外磁车体、四个第一车轮、四个第一车轮转轴、四个旋臂、四个推杆、四个连接轴、两个推杆弹簧、四个定位销和第一磁体，每一所述第一车轮和每一所述旋臂的一端套设在每一所述第一车轮转轴上，两个所述第一车轮转轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述第一车轮转轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的另一端，每一所述旋臂的另一端和每一所述推杆的一端套设在每一所述连接轴上，两个所述连接轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述连接轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的另一端，所述连接轴比所述第一车轮转轴的位置靠下，位于所述第一外磁车体同侧的两个所述推杆的另一端分别套设有一所述推杆弹簧的两端，所述推杆弹簧始终处于压缩状态，每一所述定位销的一端穿过每一所述旋臂的中部，且连接所述第一外磁车体的与穿过的所述旋臂同侧的一侧壁，所述旋臂可绕穿过的所述定位销旋转。

进一步：每一所述旋臂的两侧各设置有一限位销，所述限位销的一端连接所述第一外磁车体的与所述旋臂同侧的一侧壁。

进一步，所述第二外磁车包括：第二外磁车体、四个第二车轮和四个第二车轮转轴，每一所述第二车轮套设在每一所述第二车轮转轴上，两个所述第二车轮转轴的一端对称连接所述第二外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述第二车轮转轴的一端对称连接所述第二外磁车体的两相对的侧壁的另一端；所述内磁车包括：第一内磁车体、第二内磁车体和四组第三车轮，所述第一内磁车体的上表面与所述第二内磁车体的下表面连接，所述第一内磁车体的下表面的两端各轴连接一组所述第三车轮，所述第二内磁车体的上表面的两端各轴连接一组所述第三车轮。

进一步，所述连接件包括：第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端连接所述第一外磁车体的一侧壁，所述第一连接件的另一端设置有通孔，所述第二连接件的一端连接所述第二外磁车体的一侧壁，所述第二连接件的另一端设置有条形孔，螺栓穿过所述通孔和所述条形孔，且通过螺母锁定所述螺栓。

进一步：所述第一外磁车体的上表面上具有第一安装槽，所述第一安装槽内安装有第一磁体；所述第二外磁车体的下表面上具有第二安装槽，所述第二安装槽内安装有第二磁体；所述内磁车体的上表面和下表面上分别设置一第三磁体；当所述磁牵引行走装置在管状轨道上行走时，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车分别相对位于所述管状轨道的下侧壁的外表面上和上侧壁的外表面上，所述内磁车位于所述管状轨道内。

进一步，所述磁牵引行走装置还包括：两个第一制动器，每一所述第一制动器包括：第一支架、第一制动件和第四磁体；所述第一支架的上端具有第一容纳槽，所述第一支架的下端设置有第一导向槽，所述第一导向槽的上端与所述第一容纳槽的下端连通，所述第四磁体安装在所述第一容纳槽内，所述第四磁体的磁力小于所述第三磁体的磁力；所述第一制动件的上表面上向上延伸有第一导向柱，所述第一导向柱伸入所述第一导向槽内，所述第一支架的下端的朝向所述第二外磁车的一侧延伸有第一安装板；若所述外磁车的组数为一个，则两个所述第一制动器的第一安装板均安装在所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第一制动器分别位于所述第二外磁车的两端；若所述外磁车的组数为至少两个，则两个所述第一制动器的第一安装板分别安装在两个端部的两个所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第一制动器分别位于至少两个所述第二外磁车的两端；当所述第一制动件下方不具有所述第三磁体时，所述第四磁体吸附所述第一导向柱，所述第一导向柱的上端与所述第四磁体的下表面抵接，所述第一制动器处于未制动的状态；当所述第一制动件下方具有所述第三磁体时，所述第一制动件向下移动以进行制动。

进一步，所述第一制动器还包括：第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述第一导向柱的外表面上，所述第一弹簧的上端与所述第一导向槽的上端的内表面抵接，所述第一弹簧的下端与所述第一制动件的上表面抵接，所述第一弹簧始终处于压缩状态。

进一步，所述磁牵引行走装置还包括：第二制动器和制动内磁车，所述第二制动器包括：第二支架、第二制动件和第五磁体；所述第二支架的下端开设有第二导向槽，所述第二制动件的上表面上向上延伸有第二导向柱，所述第二导向柱伸入所述第二导向槽内，所述第二制动件的下端具有第二容纳槽，所述第五磁体固定在所述第二容纳槽内，所述第二支架的下端的朝向所述第二外磁车的一侧延伸有第二安装板，所述制动内磁车上安装有第六磁体；若所述内磁车，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为一个，则所述制动内磁车与所述内磁车的一端连接，所述第二制动器的第二安装板安装在所述第二外磁车的上表面上，使所述第二制动器位于所述第二外磁车的一端；若所述内磁车的数量为一个，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为两个，则两个所述制动内磁车分别与所述内磁车的两端连接，两个所述第二制动器的第二安装板均安装在所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第二制动器分别位于所述第二外磁车的两端；若所述内磁车的数量为至少两个，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为两个，则两个所述制动内磁车分别与位于两个端部的两个所述内磁车的相隔的一端连接，两个所述第二制动器的第二安装板分别安装在两个端部的两个所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第二制动器分别位于至少两个所述第二外磁车的两端；当所述第二制动器的下方具有第六磁体时，所述第二制动器处于未制动的状态，其中，所述第五磁体和所述第六磁体的相对的磁极相同；当所述第二制动器的下方不具有所述第六磁体时，所述第二制动件向下移动以进行制动。

进一步，所述第二制动器还包括：第二弹簧，所述第二导向柱的上端开设有向下延伸的第三导向槽，所述第二弹簧设置在所述第三导向槽内，所述第二弹簧的下端抵接所述第三导向槽的槽底，所述第二弹簧的上端抵接所述第二导向槽的槽底，所述第二弹簧始终处于压缩状态。

进一步：所述第一外磁车、所述第二外磁车和所述内磁车的数量均为至少两个时，相邻两个所述第一外磁车的相邻两端通过第一万向节连接在一起，相邻两个所述第二外磁车的相邻两端通过第二万向节连接在一起，相邻两个所述内磁车的相邻两端通过第三万向节连接在一起。

本发明实施例的磁牵引行走装置，可稳定行走，很好的适应轨道的复杂变化，不发生卡死脱车现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的位于管状轨道上的磁牵引行走装置的立体结构图一；

图2是本发明实施例的位于管状轨道上的磁牵引行走装置的立体结构图二；

图3是本发明实施例的第一外磁车的侧视图；

图4是本发明实施例的第二外磁车的侧视图；

图5是本发明实施例的连接件的立体图；

图6是本发明实施例的第一连接件的侧视图；

图7是本发明实施例的第二连接件的侧视图；

图8是本发明实施例的内磁车的立体结构图；

图9是本发明实施例的内磁车的侧视图；

图10是本发明一优选实施例的第一制动器及磁牵引行走装置的侧剖视图一；

图11是本发明一优选实施例的第一制动器及磁牵引行走装置的侧剖视图二；

图12是本发明实施例的第一制动器的立体图；

图13是本发明另一优选实施例的第二制动器及磁牵引行走装置的侧剖视图一；

图14是本发明另一优选实施例的第二制动器及磁牵引行走装置的侧剖视图二；

图15是本发明实施例的第二制动器的立体图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开一种磁牵引行走装置。具体的，如图1～15所示，该磁牵引行走装置包括：至少一组外磁车和至少一个内磁车3。外磁车的组数和内磁车1的数量相同。

每组外磁车包括：第一外磁车1和第二外磁车2。每组的第一外磁车1位于第二外磁车2的下方。每组的第一外磁车1和第二外磁车2通过连接件4连接。第一外磁车1和第二外磁车2间隔设置，以便两者之间的间隔可设置行走的管状轨道5。每组的第一外磁车1和第二外磁车2分别和对应的内磁车3之间通过磁力相互吸引，从而使得内磁车3在受到牵引力移动时，可带动第一外磁车1和第二外磁车2一起移动，从而实现磁牵引行走装置的行走。当磁牵引行走装置在管状轨道5上行走时，每组的第一外磁车1和第二外磁车2分别相对位于管状轨道5的下侧壁的外表面上和上侧壁的外表面上，内磁车3位于管状轨道5内。当磁牵引行走装置作为巡检机器人时，第一外磁车1和第二外磁车2可搭载巡检设备。当磁牵引行走装置作为运输机器人时，第一外磁车1和第二外磁车2可搭载需运输的设备。

具体的，第一外磁车1包括：第一外磁车体101、四个第一车轮102、四个第一车轮转轴103、四个旋臂104、四个推杆105、四个连接轴106、两个推杆弹簧107和四个定位销108。每一第一车轮102和每一旋臂104的一端套设在每一第一车轮转轴103上。第一车轮102可绕第一车轮转轴103转动。两个第一车轮转轴103的一端对称位于第一外磁车体101的两相对的侧壁的一端。另外两个第一车轮转轴103的一端对称位于第一外磁车体101的两相对的侧壁的另一端。每一旋臂104的另一端和每一推杆105的一端套设在每一连接轴106上，可通过螺母套设在连接轴106上锁定。两个连接轴106对称位于第一外磁车体101的两相对的侧壁的一端，另外两个连接轴106对称位于第一外磁车体101的两相对的侧壁的另一端。连接轴106比第一车轮转轴103的位置靠下。位于第一外磁车体101同侧的两个推杆105的另一端分别套设有一推杆弹簧107的两端。推杆弹簧107始终处于压缩状态。优选的，第一外磁车体101的两侧对应推杆弹簧107的位置连接有L型挡板的一端，推杆弹簧107位于L型挡板的折弯处，使L型挡板罩住推杆弹簧107。L型挡板可保护推杆弹簧107，也避免推杆弹簧107崩落。每一定位销108的一端穿过每一旋臂104的中部，且连接第一外磁车体101的与穿过的旋臂104同侧的一侧壁。旋臂104可绕穿过的定位销108旋转。优选的，旋臂104为弧形。

当第一外磁车1在管状轨道5上移动时，第一车轮102在重力的作用下或者由于管状轨道5高低不平和上下起伏，第一车轮102可能不会与管状轨道5紧密抵接，造成第一车轮102在管状轨道5上卡死而使外磁车无法正常行走，或者，使得外磁车无法平稳地行走。通过上述的结构设计，推杆弹簧107由于处于压缩状态，其弹力会推动推杆弹簧107两端的推杆105，推杆105推动同轴连接的旋臂104，旋臂104绕定位销108旋转带动同轴连接的第一车轮102向上移动，紧紧抵接管状轨道5的下侧壁，从而避免了第一车轮102在管状轨道5上卡死，使得外磁车可以保持正常行走，也使得外磁车可以平稳地行走。推杆弹簧107还具有一定的缓冲和减震作用。

优选的，每一第一车轮转轴103的侧壁上间隔设置有两个第一凹槽。第一车轮102和旋臂104的一端刚好位于两个第一凹槽之间。第一车轮转轴103上套设有两个第一挡圈109。两个第一挡圈109的内侧分别嵌入两个第一凹槽内。

通过两个第一挡圈109对第一车轮102和旋臂104的位置进行限位，避免第一车轮102在第一车轮转轴103上发生位移，从而进一步避免第一车轮102在管状轨道5上卡死。

优选的，每一旋臂104的两侧各设置有一限位销110。限位销110的一端连接第一外磁车体1的与旋臂104同侧的一侧壁。

通过设置限位销110，在旋臂104的两侧对旋臂104进行限位，避免旋臂104的旋转角度过大，造成一定危险。

优选的，推杆105的另一端的端面延伸有限位柱。推杆弹簧107套设在限位柱上。推杆105的另一端的端面的尺寸大于推杆弹簧107的直径，从而限制了推杆弹簧107的位置。

第一外磁车体1的上表面上具有第一安装槽。第一安装槽内安装有第一磁体111，以提供磁力。

具体的，第二外磁车2包括：第二外磁车体201、四个第二车轮202和四个第二车轮转轴203。每一第二车轮202套设在每一第二车轮转轴203上，可绕第二车轮转轴203转动。两个第二车轮转轴203的一端对称连接第二外磁车体201的两相对的侧壁的一端。另外两个第二车轮转轴203的一端对称连接第二外磁车体201的两相对的侧壁的另一端。

优选的，每一第二车轮转轴203的侧壁上间隔设置有两个第二凹槽。第二车轮202刚好位于两个第二凹槽之间。第二车轮转轴203上套设有两个第二挡圈204。两个第二挡圈204的内侧分别嵌入两个第二凹槽内。

通过两个第二挡圈204对第二车轮202的位置进行限位，避免第二车轮202在第二车轮转轴203发生位移，从而进一步避免第二车轮202在管状轨道5上卡死。

第二外磁车体2的下表面上具有第二安装槽。第二安装槽内安装有第二磁体205，以提供磁力。

具体的，内磁车3包括：第一内磁车体301、第二内磁车体302和四组第三车轮303。第一内磁车体301的上表面与第二内磁车体302的下表面连接。第一内磁车体301的下表面的两端各轴连接一组第三车轮303。第二内磁车体302的上表面的两端各轴连接一组第三车轮303。第三车轮303可绕轴转动。优选的，第一内磁车体301的两端的下表面和第二内磁车体302的两端的上表面可设置连接座，每组第三车轮303与连接座轴连接。行走时，第一内磁车体301的下表面上的第三车轮303的轮面与管状轨道5的下侧壁的内表面抵接，第二内磁车体302的上表面上的第三车轮303的轮面与管状轨道5的上侧壁的内表面抵接。第三车轮303在管状轨道5内滚动，减小阻力，从而有利于内磁车3移动。

第一内磁车体301的下表面上和第二内磁车体302的上表面上分别设置一第三磁体304，以提供磁力。

优选的，内磁车3还包括：导向轮305。第一内磁车体301的四角处为内凹的弧形。第二内磁车体302的下表面的正对四个弧形的位置各轴连接一个导向轮305。导向轮305的转轴垂直于第二内磁车体302。行走时，导向轮305的轮面与同侧的管状轨道5的侧壁的内表面抵接，从而可使导向轮305对内磁车3的移动进行导向，也有利于进一步减小阻力，辅助内磁车3移动。

优选的，内磁车3还包括：弹性件306。弹性件306设置在第一内磁车体301的上表面和第二内磁车体302的下表面之间。具体的，弹性件306的下端与第一内磁车体301的上表面连接，弹性件306的上端与第二内磁车体302的下表面连接。弹性件306可以是弹性垫、橡胶垫、弹簧等等。

通过设置弹性件306，使内磁车3的上下两部分具有了较好的弹性量，可以更好的使内磁车3在管状轨道5内行驶，使第三磁体304最大限度的紧贴管状轨道5，与外磁车磁吸，同时可以使内磁车3的上下两层第三车轮303更好的压在管状轨道5的上侧壁和下侧壁的内表面，在上坡、下坡、转弯的情况下，内磁车3可以牢固紧贴管状轨道5行驶，不发生滑车、脱车的现象，适应不同的轨道尺寸，通过不同的轨道行程。

优选的，连接件4包括：第一连接件401和第二连接件402。第一连接件401的一端连接第一外磁车体101的一侧壁。第一连接件401的另一端设置有通孔403。第二连接件402的一端连接第二外磁车体202的一侧壁。第二连接件402的另一端设置有条形孔404。螺栓405穿过通孔403和条形孔404，且通过螺母锁定螺栓405。

通过条形孔404的结构设计，当第一连接件401和第二连接件402连接后，可调节第一连接件401和第二连接件402的连接位置，从而调节第一外磁车1和第二外磁车2之间的距离，这样连接件4把第一外磁车1和第二外磁车2连接后，可以有一定的调整量，当第二外磁车2在经过管状轨道5的不平接缝时可以有一个调整，使得第二外磁车2可以很顺利的在管状轨道5上行走而不产生卡死的现象。

优选的，第一外磁车1和第二外磁车2的数量为至少两个时，相邻两个第一外磁车1的相邻两端通过第一万向节连接在一起，相邻两个第二外磁车2的相邻两端通过第二万向节连接在一起，相邻两个内磁车3的相邻两端通过第三万向节连接在一起。

通过万向节结构，整体连接柔性好，每个小车的摆动灵活，自适应强，可以适应上坡、下坡、转弯等复杂的轨道，有效的改善了大体型小车转弯半径过大的问题，也不会影响车体的移动，大大增加了整体小车通过性，使磁牵引行走装置可平稳地行走。

在一优选的实施例中，如图10～11所示，该磁牵引行走装置还包括：两个第一制动器。每一第一制动器包括：第一支架6、第一制动件7和第四磁体8。该第一支架6为导磁的钢制材质，第一制动件7也为导磁材质。管状轨道5为无磁、非导磁材质。第一支架6的上端具有第一容纳槽。第一支架6的下端设置有第一导向槽。第一导向槽的上端与第一容纳槽的下端连通。第四磁体8安装在第一容纳槽内。第四磁体8的磁力小于第三磁体304的磁力。第一制动件7的上表面上向上延伸有第一导向柱9。第一导向柱9伸入第一导向槽内。第一导向柱9为导磁材质。通过设计第一导向槽，对第一导向柱9进行限位，保证第一制动件7只能沿上下方向活动，不会转动与摆动，不会出现卡死现象。第一支架6的下端的朝向第二外磁车2的一侧延伸有第一安装板10。

若外磁车的组数为一个，则两个第一制动器的第一安装板10均安装在第二外磁车2的上表面上，使两个第一制动器分别位于第二外磁车2的两端。应当理解的是，为了更清楚的显示制动器的结构，图10中只示出了一个制动器结构。

若外磁车的组数为至少两个，则两个第一制动器的第一安装板10分别安装在两个端部的两个第二外磁车2的上表面上，使两个第一制动器分别位于至少两个第二外磁车2的两端。

正常情况下，内磁车3与每组的外磁车一一对应，因此，内磁车3并不对着第一制动器。当第一制动件7下方不具有第三磁体304时，第一制动件7未受到第三磁体304的吸引，第四磁体8吸附第一导向柱9，第一导向柱9的上端与第四磁体8的下表面抵接，将第一导向柱9抬起升高，使得第一制动件7的底部与管状轨道5的上侧壁的外表面隔有间距，即不接触，第一制动器处于未制动的状态，不会限制磁牵引行走装置的行走。该情况下，第一制动件7未受到内磁车3的第三磁体304的吸引力吸引，第四磁体8对第一制动件7的吸引力大于第一制动件7的重力，使第一制动件7不进行制动。

当内磁车3与外磁车脱节时，内磁车3的第三磁体304随内磁车3偏移，内磁车3经过第一制动器下方，第一制动件7下方具有第三磁体304。应当理解的是，此时，第三磁体304和第四磁体8之间的距离确保两者之间不会受到对方磁力的影响。第一制动件7受到第三磁体304的吸引，第三磁体304对第一制动件7的吸引力大于第四磁体8对第一制动件7的吸引力，破坏第四磁体8对第一制动件7的吸引力平衡，使第一制动件7向下移动以进行制动。第一制动件7靠自重压紧管状轨道5并产生摩擦，达到制动的目的。由于第二外磁车2的两个端部均安装有第一制动器，因此，无论内磁车3从哪个方向脱节，均有第三磁体304经过一端的第一制动器的下方，可使一端的第一制动器进行制动。

优选的，第一制动器还包括：第一弹簧11。第一弹簧11套设在第一导向柱9的外表面上。第一弹簧11的上端与第一导向槽的上端的内表面抵接。第一弹簧11的下端与第一制动件7的上表面抵接，第一弹簧11始终处于压缩状态。

通过安装第一弹簧11，可以进一步辅助制动。具体的，当第一制动件7未受到第三磁体304吸引时，第四磁体8的吸引力大于第一制动件7的重力与第一弹簧11的弹力的和，使第一制动件7不进行制动。当第一制动件7受到第三磁体304吸引时，第一制动件7向下移动以进行制动。第一制动件7的自重与第一弹簧11的弹力之和应大于磁牵引行走装置摩擦制动所需的压紧力。由于设置了第一弹簧11，第一制动件7靠自重和第一弹簧11的推力使第一制动件7压紧管状轨道5并产生摩擦，达到制动的目的。

优选的，第一制动件7由第一制动板701和两个第一制动块702组成。两个第一制动块702分别设置在第一制动板701的两侧，使第一制动件7的形状为倒置的U形。该U形的尺寸与管状轨道5匹配，使得当第一制动器制动时，管状轨道5嵌入第一制动件7的倒置的U形结构中，即第一制动板701压紧管状轨道5的上侧壁，两个第一制动块702分别紧紧抵接管状轨道5的两侧壁。

优选的，第一制动板701的下表面设置有第一橡胶摩擦片12，当第一制动器制动时，第一橡胶摩擦片12与管状轨道5的上侧壁压紧，相较于第一制动板701本身，第一橡胶摩擦片12的材质可进一步增大摩擦力。

此外，管状轨道5一般是有多节轨道依次连接形成的。相邻的两节轨道之间一般通过在轨道的两侧焊接螺钉固定的连接片来连接(因此，连接片会凸出于轨道的侧壁)。正常行走的情况下，第一制动块702位于管状轨道5的上方，不会与连接片接触。当出现紧急制动时，第一制动块702由于已经放下，会与连接片磕碰或剐蹭，从而可实现紧急制动，避免溜车。

该第一制动器的使用过程如下：将第一制动器安装在位于管状轨道5的上侧壁的外表面且位于两个端部的第二外磁车2上。正常行走的过程中，每一内磁车3正对每组外磁车。第四磁体8吸附第一导向柱9，使第一制动件7与管状轨道5隔有间距，使内磁车3和外磁车可正常行走。当内磁车3与外磁车脱节时，内磁车3的第三磁体304随内磁车3偏移，内磁车3经过第一制动器下方时，内磁车3的第三磁体304吸附第一制动件7，第三磁体304的吸引力破坏第四磁体8对第一制动件7的吸引力平衡，导致第一制动件7落下，靠自重(和第一弹簧11的弹力)使第一制动件7压紧管状轨道5并产生摩擦，达到制动的目的。

通过设置上述的第一制动器，无需额外的动力源，利用磁力、弹簧弹力动作，使行磁牵引行走装置无需另外负载制动能源，在牵引状态异常时可使磁牵引行走装置及时原地刹车待命，更安全有效，最大可能避免光热等能量产生、泄露，更适宜在易燃易爆、粉尘烟雾等极端环境使用，为煤矿自动化牵引类设备提供了一种更安全的制动解决方案。

在另一优选的实施例中，如图13～15所示，该磁牵引行走装置还包括：第二制动器和制动内磁车13。第二制动器包括：第二支架14、第二制动件15和第五磁体16。第二支架14为无磁或非导磁材质，第二制动件15也为无磁或非导磁材质。管状轨道5为无磁、非导磁材质。第二支架14的下端开设有第二导向槽。第二制动件15的上表面上向上延伸有第二导向柱17。第二导向柱17伸入第二导向槽内。第二制动件15的下端具有第二容纳槽。第五磁体16固定在第二容纳槽内。一般的，该第二容纳槽是密封的。通过设计第二导向槽，对第二导向柱17进行限位，保证第二制动件15只能沿上下方向活动，不会转动与摆动，不会出现卡死现象。第二支架14的下端的朝向第二外磁车2的一侧延伸有第二安装板18。制动内磁车13上安装有第六磁体131。

若内磁车3、第二制动器和制动内磁车13的数量均为一个(外磁车的组数也为一组)，则制动内磁车13与内磁车3的一端连接，第二制动器的第二安装板18安装在第二外磁车2的上表面上，使第二制动器位于第二外磁车2的一端。

若内磁车3的数量为一个(外磁车的组数也为一组)，第二制动器和制动内磁车13的数量均为两个，则两个制动内磁车13分别与内磁车3的两端连接，两个第二制动器的第二安装板18均安装在第二外磁车2的上表面上，使两个第二制动器分别位于第二外磁车2的两端。

若内磁车3的数量为至少两个(外磁车的组数也为至少两组)，第二制动器和制动内磁车13的数量均为两个，则两个制动内磁车13分别与位于两个端部的两个内磁车3的相隔的一端连接，两个第二制动器的第二安装板18分别安装在两个端部的两个第二外磁车2的上表面上，使两个第二制动器分别位于至少两个第二外磁车2的两端。

正常情况下，每一制动内磁车13位于每一第二制动器的下方。第五磁体16和第六磁体131的相对的磁极相同，两者之间具有相互的斥力，且由于其他组件为无磁，非导磁材质，使得第五磁体16和第六磁体131可以构成完整磁路，使斥力稳定。因此，当第二制动器的下方具有第六磁体131时，第五磁体16和第六磁体131之间的斥力大于第二制动件15的重力与第五磁体16的重力的和，从而将第二制动件15抬起升高，此时，第二制动件15的底部与管状轨道5的上侧壁的外表面隔有间距，即不接触，因此，第二制动器不会限制磁牵引行走装置的行走，第二制动器处于未制动的状态。

当内磁车3与外磁车脱节时，制动内磁车13的位置偏移，不再位于第二制动器的下方，则第二制动器的下方不具有第六磁体131，从而对第五磁体16的斥力不足，第二制动件15向下移动，靠自重使第二制动件15压紧管状轨道5并产生摩擦，以进行制动。应当理解的是，第二制动件15和第五磁体16的自重应大于磁牵引行走装置摩擦制动所需的压紧力。特别的，外磁车的组数为至少两组时，第二外磁车2的两个端部均安装有第二制动器，因此，无论内磁车3从哪个方向脱节，相应一端的制动器可进行制动。此外，一般的，内磁车3的第三磁体304和制动内磁车13的第六磁体131的磁极相反。这样，当内磁车3和外磁车错位时，内磁车3移动到第二制动器下方时，也会因磁极相吸，进一步使第二制动器制动。

优选的，第二制动器还包括：第二弹簧19。第二导向柱17的上端开设有向下延伸的第三导向槽。第二弹簧19设置在第三导向槽内。第二弹簧19的下端抵接第三导向槽的槽底。第二弹簧19的上端抵接第二导向槽的槽底。第二弹簧19始终处于压缩状态。

通过安装第二弹簧19，可以进一步辅助制动。具体的，当制动内磁车13位于第二制动器的下方时，第二制动器的下方具有第五磁体16，第五磁体16和第六磁体131之间的斥力大于第二制动件15的重力、第五磁体16的重力与第二弹簧19的弹力的和，使第二制动件15不进行制动，第二制动器处于未制动的状态。当内磁车3与外磁车脱节时，制动内磁车13的位置偏移，不再位于第二制动器的下方，则第二制动器的下方不具有第六磁体131，从而对第五磁体16的斥力不足，第二制动件15向下移动，靠自重和第二弹簧19的弹力使第二制动件15压紧管状轨道5并产生摩擦，以使第二制动器进行制动。应当理解的是，第二制动件15和第五磁体16的自重与第二弹簧19的弹力之和应大于磁牵引行走装置摩擦制动所需的压紧力。

优选的，第二制动件15由第二制动板151和两个第二制动块152组成。两个第二制动块152分别设置在第二制动板151的两侧，使第二制动件15的形状为倒置的U形。该U形的尺寸与管状轨道5匹配，使得当第二制动器制动时，管状轨道5嵌入第二制动件15的倒置的U形结构中，即第二制动板151压紧管状轨道5的上侧壁，两个第二制动块152分别紧紧抵接管状轨道5的两侧壁。

优选的，第二制动板151的下表面设置有第二橡胶摩擦片20，当第二制动器制动时，第二橡胶摩擦片20与管状轨道5的上侧壁压紧，相较于第二制动板151本身，第二橡胶摩擦片20的材质可进一步增大摩擦力。

此外，管状轨道5一般是有多节轨道依次连接形成的。相邻的两节轨道之间一般通过在轨道的两侧焊接螺钉固定的连接片来连接(因此，连接片会凸出于轨道的侧壁)。正常行走的情况下，第二制动块152位于管状轨道5上方，不会与连接片接触。当出现紧急制动时，第二制动块152由于已经放下，会与连接片磕碰或剐蹭，从而可实现紧急制动，避免溜车。

该第二制动器的使用过程如下：将第二制动器安装在位于管状轨道5的上侧壁的外表面且位于端部的第二外磁车2上。正常行走的过程中，每一内磁车3正对每组外磁车。每一制动内磁车13正对每一第二制动器。制动内磁车13的第六磁体131与第二制动器的第五磁体16之间具有斥力，将第二制动件15抬起升高，使第二制动件15与管状轨道5隔有间距，使内磁车3和外磁车可正常行走。当内磁车3与外磁车脱节时，制动内磁车13随内磁车3偏移，制动内磁车13不再位于第二制动器的下方，第二制动器不再受到斥力的作用，导致第二制动件15落下，靠自重(和第二弹簧19的弹力)使第二制动件15压紧管状轨道5并产生摩擦，达到制动的目的。此外，由于内磁车3的第三磁体304和制动内磁车13的第六磁体131的磁极相反，当内磁车3和外磁车错位时，内磁车3移动到第二制动器下方时，会因磁极相吸，进一步使第二制动器制动。

通过设置上述的第二制动器，无需额外的动力源，利用磁体相互间的斥力、弹簧弹力动作，使磁牵引行走装置无需另外负载制动能源，在牵引状态异常时可使磁牵引行走装置及时原地刹车待命，更安全有效，最大可能避免光热等能量产生、泄露，更适宜在易燃易爆、粉尘烟雾等极端环境使用，为煤矿自动化牵引类设备提供了一种更安全的制动解决方案。

该磁牵引行走装置可通过动力机构牵引。具体的，动力机构可以是电机和牵引绳。两个电机分别位于管状轨道5的两端。每一电机的输出端分别连接每根牵引绳的一端。牵引绳位于管状轨道5内。牵引绳5可以是钢丝绳。两根牵引绳的另一端分别连接位于磁牵引行走装置的两端的内磁车3(或者和制动内磁车13)。启动电机，带动牵引绳移动，从而带动内磁车3移动，内磁车3通过磁力带动外磁车移动，实现磁牵引行走装置的行走。

综上，本发明实施例的磁牵引行走装置，可稳定行走，很好的适应轨道的复杂变化，不发生卡死脱车现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种磁牵引行走装置，其特征在于，包括：至少一组外磁车和至少一个内磁车，所述外磁车的组数和所述内磁车的数量相同，每组所述外磁车包括：第一外磁车和第二外磁车，每组的所述第一外磁车位于所述第二外磁车的下方，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车通过连接件连接，每一所述内磁车位于每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车之间，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车分别和对应的所述内磁车之间通过磁力相互吸引；

其中，所述第一外磁车包括：第一外磁车体、四个第一车轮、四个第一车轮转轴、四个旋臂、四个推杆、四个连接轴、两个推杆弹簧、四个定位销和第一磁体，每一所述第一车轮和每一所述旋臂的一端套设在每一所述第一车轮转轴上，两个所述第一车轮转轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述第一车轮转轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的另一端，每一所述旋臂的另一端和每一所述推杆的一端套设在每一所述连接轴上，两个所述连接轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述连接轴对称位于所述第一外磁车体的两相对的侧壁的另一端，所述连接轴比所述第一车轮转轴的位置靠下，位于所述第一外磁车体同侧的两个所述推杆的另一端分别套设有一所述推杆弹簧的两端，所述推杆弹簧始终处于压缩状态，每一所述定位销的一端穿过每一所述旋臂的中部，且连接所述第一外磁车体的与穿过的所述旋臂同侧的一侧壁，所述旋臂可绕穿过的所述定位销旋转；

每一所述旋臂的两侧各设置有一限位销，所述限位销的一端连接所述第一外磁车体的与所述旋臂同侧的一侧壁；

所述第二外磁车包括：第二外磁车体、四个第二车轮和四个第二车轮转轴，每一所述第二车轮套设在每一所述第二车轮转轴上，两个所述第二车轮转轴的一端对称连接所述第二外磁车体的两相对的侧壁的一端，另外两个所述第二车轮转轴的一端对称连接所述第二外磁车体的两相对的侧壁的另一端；

所述内磁车包括：第一内磁车体、第二内磁车体和四组第三车轮，所述第一内磁车体的上表面与所述第二内磁车体的下表面连接，所述第一内磁车体的下表面的两端各轴连接一组所述第三车轮，所述第二内磁车体的上表面的两端各轴连接一组所述第三车轮。

2.根据权利要求1所述的磁牵引行走装置，其特征在于，所述连接件包括：第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端连接所述第一外磁车体的一侧壁，所述第一连接件的另一端设置有通孔，所述第二连接件的一端连接所述第二外磁车体的一侧壁，所述第二连接件的另一端设置有条形孔，螺栓穿过所述通孔和所述条形孔，且通过螺母锁定所述螺栓。

3.根据权利要求1所述的磁牵引行走装置，其特征在于：所述第一外磁车体的上表面上具有第一安装槽，所述第一安装槽内安装有第一磁体；所述第二外磁车体的下表面上具有第二安装槽，所述第二安装槽内安装有第二磁体；所述内磁车体的上表面和下表面上分别设置一第三磁体；

当所述磁牵引行走装置在管状轨道上行走时，每组的所述第一外磁车和所述第二外磁车分别相对位于所述管状轨道的下侧壁的外表面上和上侧壁的外表面上，所述内磁车位于所述管状轨道内。

4.根据权利要求3所述的磁牵引行走装置，其特征在于，还包括：两个第一制动器，每一所述第一制动器包括：第一支架、第一制动件和第四磁体；所述第一支架的上端具有第一容纳槽，所述第一支架的下端设置有第一导向槽，所述第一导向槽的上端与所述第一容纳槽的下端连通，所述第四磁体安装在所述第一容纳槽内，所述第四磁体的磁力小于所述第三磁体的磁力；所述第一制动件的上表面上向上延伸有第一导向柱，所述第一导向柱伸入所述第一导向槽内，所述第一支架的下端的朝向所述第二外磁车的一侧延伸有第一安装板；

若所述外磁车的组数为一个，则两个所述第一制动器的第一安装板均安装在所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第一制动器分别位于所述第二外磁车的两端；

若所述外磁车的组数为至少两个，则两个所述第一制动器的第一安装板分别安装在两个端部的两个所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第一制动器分别位于至少两个所述第二外磁车的两端；

当所述第一制动件下方不具有所述第三磁体时，所述第四磁体吸附所述第一导向柱，所述第一导向柱的上端与所述第四磁体的下表面抵接，所述第一制动器处于未制动的状态；

当所述第一制动件下方具有所述第三磁体时，所述第一制动件向下移动以进行制动。

5.根据权利要求4所述的磁牵引行走装置，其特征在于，所述第一制动器还包括：第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述第一导向柱的外表面上，所述第一弹簧的上端与所述第一导向槽的上端的内表面抵接，所述第一弹簧的下端与所述第一制动件的上表面抵接，所述第一弹簧始终处于压缩状态。

6.根据权利要求3所述的磁牵引行走装置，其特征在于，还包括：第二制动器和制动内磁车，所述第二制动器包括：第二支架、第二制动件和第五磁体；所述第二支架的下端开设有第二导向槽，所述第二制动件的上表面上向上延伸有第二导向柱，所述第二导向柱伸入所述第二导向槽内，所述第二制动件的下端具有第二容纳槽，所述第五磁体固定在所述第二容纳槽内，所述第二支架的下端的朝向所述第二外磁车的一侧延伸有第二安装板，所述制动内磁车上安装有第六磁体；

若所述内磁车，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为一个，则所述制动内磁车与所述内磁车的一端连接，所述第二制动器的第二安装板安装在所述第二外磁车的上表面上，使所述第二制动器位于所述第二外磁车的一端；

若所述内磁车的数量为一个，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为两个，则两个所述制动内磁车分别与所述内磁车的两端连接，两个所述第二制动器的第二安装板均安装在所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第二制动器分别位于所述第二外磁车的两端；

若所述内磁车的数量为至少两个，所述第二制动器和所述制动内磁车的数量均为两个，则两个所述制动内磁车分别与位于两个端部的两个所述内磁车的相隔的一端连接，两个所述第二制动器的第二安装板分别安装在两个端部的两个所述第二外磁车的上表面上，使两个所述第二制动器分别位于至少两个所述第二外磁车的两端；

当所述第二制动器的下方具有第六磁体时，所述第二制动器处于未制动的状态，其中，所述第五磁体和所述第六磁体的相对的磁极相同；

当所述第二制动器的下方不具有所述第六磁体时，所述第二制动件向下移动以进行制动。

7.根据权利要求6所述的磁牵引行走装置，其特征在于，所述第二制动器还包括：第二弹簧，所述第二导向柱的上端开设有向下延伸的第三导向槽，所述第二弹簧设置在所述第三导向槽内，所述第二弹簧的下端抵接所述第三导向槽的槽底，所述第二弹簧的上端抵接所述第二导向槽的槽底，所述第二弹簧始终处于压缩状态。

8.根据权利要求1所述的磁牵引行走装置，其特征在于：所述第一外磁车、所述第二外磁车和所述内磁车的数量均为至少两个时，相邻两个所述第一外磁车的相邻两端通过第一万向节连接在一起，相邻两个所述第二外磁车的相邻两端通过第二万向节连接在一起，相邻两个所述内磁车的相邻两端通过第三万向节连接在一起。