壁面跨越磁吸附爬壁機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計及典型工況力學(xué)特性分析.pdf

1、為使爬壁機(jī)器人能在存在階梯、交叉壁面以及曲面等鋼質(zhì)壁面環(huán)境中連續(xù)行走，本文提出了一種基于輪式移動機(jī)構(gòu)的磁吸附壁面跨越爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)方案，它由結(jié)構(gòu)對稱的左右兩車體通過自適應(yīng)結(jié)構(gòu)聯(lián)接而成，包含主體支架、一對驅(qū)動磁輪、一對從動磁輪和四個輔助磁輪等結(jié)構(gòu)。
　　結(jié)合壁面跨越實(shí)現(xiàn)原理與過程的分析，確定了爬壁機(jī)器人的磁吸附方式、輪式移動方式、電機(jī)驅(qū)動方式和系統(tǒng)主要參數(shù)，詳細(xì)設(shè)計了機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。提出了一種通過改變磁塊排列方式來調(diào)節(jié)磁吸附力

2、大小的永磁車輪實(shí)現(xiàn)方案，以及保證任意位姿狀態(tài)下均能有四個磁輪與壁面接觸的連接左右兩側(cè)車體的自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。
　　基于Halbach永磁陣列原理，分析了永磁陣列中磁塊不同排列方式對磁場的影響，詳細(xì)設(shè)計了磁力可調(diào)永磁車輪的具體結(jié)構(gòu)，并對永磁車輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，使其在滿足磁吸附力要求的同時實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕量化。模擬分析了磁輪旋轉(zhuǎn)一周過程中磁吸附力的變化規(guī)律，以及車輪與壁面間間隙大小對磁吸附力的影響關(guān)系。
　　針對爬壁機(jī)器人在豎直面、天花