磁吸附履帶式攀爬鋼纜機器人的分析與研究.pdf

1、攀爬機器人用于代替人類完成各種危險的工作而成為當(dāng)今機器人領(lǐng)域的研究熱點之一。這類機器人可以搭載所需要的設(shè)備在管道或鋼纜上面進行運動，協(xié)助工作人員完成檢測、維護等工作，具有廣闊市場應(yīng)用前景，研究和探索新型的攀爬鋼纜、管道類機器人具有重要意義。
　　本文首先分析了關(guān)于攀爬機器人的國內(nèi)外研究的最新進展，提出一種磁吸附履帶式攀爬鋼纜機器人的新型驅(qū)動方案。然后利用三維建模軟件完成了對爬纜機器人的詳細(xì)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。使用ANSYS Workbe

2、nch分析軟件對關(guān)鍵零部件進行了靜態(tài)結(jié)構(gòu)強度分析，校核了關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)強度。
　　接下來重點研究了磁吸附履帶的關(guān)鍵技術(shù)——永磁履帶板的磁場特性和吸附能力對其進行了深入的理論分析與研究，設(shè)計了三種磁極布置方案的永磁履帶板，推導(dǎo)相應(yīng)的理論公式，分析計算永磁履帶板的磁感應(yīng)強度和磁力大小。同時，借助ANSYS Workbench軟件中有限元電磁分析平臺對不同磁極布置方案進行磁場仿真分析，得出最佳磁極布置方案。本研究還對定制的永磁履帶板樣

3、品進行磁感應(yīng)強度和磁力的測量實驗，并通過測量結(jié)果驗證了永磁履帶板的磁場理論分析以及磁場有限元分析的正確性和可行性。與實際測量實驗數(shù)據(jù)對比得到其他兩種計算磁力的方法與真實值的誤差，驗證了永磁履帶板內(nèi)磁場分布具有邊角集中效應(yīng)的規(guī)律。
　　最后，對不同位姿狀態(tài)下機器人的單側(cè)和雙側(cè)機構(gòu)進行力學(xué)分析，研究機器人各種可能的傾覆形式，通過其動態(tài)力學(xué)分析得到所需的驅(qū)動力矩，并在ADAMS軟件中建立機器人的虛擬樣機模型，對其進行運動仿真分析，分析虛