轮式悬磁吸附装置结构设计与吸附可靠性研究开题报告

11 届本科毕业设计（论文）开题报告题 目 轮式悬磁吸附装置结构设计与吸附可靠性研究 学 院 电气与自动化工程学院 年 级 2011 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 号姓 名 校内导师 职 称 讲师 校外导师 职 称 毕业设计(论文)题 目轮式悬磁吸附装置结构设计与吸附可靠性研究 一课题的目的和意义：今世界，机器人在各行各业中都得到了广泛的应用和发展，其研究与应用水平已成为衡量一个国家经济实力和科技发展水平的重要标志。作为机器人研究领域的重要分支，爬壁机器人综合运用了机器人移动技术和吸附技术。它可以在竖直壁面 壁面 器的内 面 运动， 工 成一 的 。爬壁机器人 的 展了机器人的动 和工作 ， 重 的研发 和的应用，自世以currency1到各国的广泛“。目面的题爬壁机器人在作业fi，flfl 要 设 器 器” ，要 其 一 的 力， 力， 要机器人吸附机构的吸附力 。吸附装置作为爬壁机器人要的成 ， 性作用， 以设计一吸附 可靠的吸附装置， 在研究的重 ， 。课题研究的要内 ：， “文 ，了 磁吸附 及其磁吸附爬壁机器人的发展 和本 爬壁机器人 意的力学分和吸附 性研究 其 ，磁吸附 的外 和吸附 行设计，设计可靠的磁吸附 ， 磁吸附 的本结构和工作 ，研究其 作 。分磁吸附 作中面的题，结 了 ， 成磁吸附 实 作。，分 磁吸附 吸附可靠性研究 。在 吸附装置 行静态和运动状态的力学分，针吸附装置在运动 程中存在的三类可 失效 式：沿壁面滑移 纵向 覆 横向 覆，探索吸附装置安全吸附的条 与吸附力的“系。针吸附装置障 力的设计要 ， 吸附装置障的力学 ，研究各情 的障碍 力， 采取 应措施高其障性 。 最，处 实验 得数据，做数据曲线图，分爬壁机器人工作fi各个面的吸附可靠性得 “结论。再将实验 得数据与ANASYS仿真的数据结果作比，证 论的正确性， 吸附可靠性研究为 论了实验依据。三 文 索及参考文 目录1陈勇, 王昌 , 包 东. 新 爬壁机器人磁吸附 优化设计J. 兵工学报, 2012, 33(12): 1539-1544.2Meng M. A wall climbing robot for oil tank inspectionC/2006 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. 2006: 1523-1528.3王军波, 陈, 孙振国. 爬壁机器人变磁力吸附 的优化设计J. 华 学学报: 自科学版, 2003, 43(2): 214-217.4蔡丽君. 履 式爬壁机器人设计与研究D. 上海工程技术 学, 2011.5张俊, 张华, 万伟民. 履 式爬壁机器人磁吸附 的磁场及运动分J. 机器人, 2006, 28(2): 219-223.6G o , ang Y, Ren , et al. Str ct ral parameter optimi ation design for albac permanent magle railJ. sica C: S percond cti it , 2010, 470(20): 1787-1790.7张 . 轮式悬磁吸附爬壁机器人研究D. 工业 学, 2012.8 正 , 军, 王 , ”. 新 爬壁机器人附壁 与仿真J. 学学报: 工程科学版, 2011, 43(2): 211-216.9 . 壁面 爬壁机器人的研究D. 海 学, 2008.10张.国内外壁面移动式机器人发展 . 工程技术学院学报,1994,16(l),27-31.11 . 磁 磁场 量系的研究D. 工业 学, 2008.12Sil a M , Barbosa R S, li eira A C. Climbing Robot for erromagnetic S rfaces wit D namic Ad stment of t e Ad esion S stemJ. Jo rnal of Robotics, 2012, 2012.13Ji- ang A N, Yan- e , Jie , et al. Researc on adsorption mec anism of wall climbing robots based on internall balanced t eor J. Jo rnal of arbin Instit te of ec nolog (New Series), 2007, 14.14currency1. “壁面爬壁机器人的研究D. 工 学, 2012.15fifl . “壁的 磁吸附爬壁机器人研究D. 工 学, 2010.16陈勇, 王昌 , 包 东. albac 磁吸附机构的 分及优化J. 高技术 , 2013, 23(5): 484-490.国内外研究 状及分爬壁机器人 的，其开可以”到本 1966年研 的依靠吸附的爬壁机器人机，机器人用电力动机得吸附力实 壁面行。 发在全 内爬壁机器人技术研究 ，各国研 各类 的机，在上世 年 ，国内的研究人 一领域。 机 ， 都 本的吸附 爬 。为了 在竖直 壁面作业，吸附力 要 证机器人本的静态 吸附， 得机器人在各 的运动中安全的 壁面。 以采用式取可靠的吸附力，成为了爬壁机器人技术研究最为 内 。 currency1 ，爬壁机器人的吸附式要为以 三类：磁场吸附， 的吸附和仿吸附国内发展 状国内爬壁机器人的研究 ， 已取得 成果。 工程 学作为 ，1997年成 研 的水 壁 爬壁机器人8 ，采用 磁 ， 与 壁 合成吸附机构， 工作气 ，高磁吸附力。 ，研 了磁吸附的履 式的 壁 爬壁机器人4。 磁力履 爬壁机器人， 条履 上均匀分布30 磁 ，移动fi始终 持一 数量的磁 和壁面接触以 证机器人的 吸附在壁面上。机器人的运动和转向 控 两侧履 的速度currency1实 ，用车上的 计实 机器人的控 。 针 磁力履 式爬壁机器人 性的 ，华 学孙振国，王军波，陈设计了一变磁力吸附 3，为变磁力吸附 的两工作状态。将径向磁化的 柱 磁置 轭中的 孔中，气 a把轭隔为称的两半， 磁可在孔中自 转动。 磁 与外部拨动-回复机构 接，实 磁吸附力的调 。华 学研 的轮式磁吸附爬壁机器人7， 磁安装在车子底盘上，工作fi与导磁壁面非接触。机器人要 轮式移动车和特殊设计排列的 磁吸附机构成。称分布的动轮采用非磁性材料，用差速动实 转向。将 磁吸附机构安装在车底盘上，与导磁壁面 持一 的距离，则机器人既可以 地运动 承一 的 。 工 学在研究轮式爬壁机器人fi设计了一可调磁 吸附 14。本磁力吸附装置根据磁力夹 工作 设计，整结构 磁和轭成。将半径为R的径向磁化的 柱 磁安装在 轭中，轭被气 D分隔成称的两半，当 磁 性向为水平fi，呈吸附状态，在轭 工 和两 的气 1d 中 成闭合的磁场，向机器人爬壁fi 的磁吸附力 当 磁 性向为竖直fi，呈卸 状态，在两侧轭中 成闭合磁场，几乎 向工 吸附力。一currency1，便可以实 机器人上 工作壁面的操作国外发展 状本在个领域 领 地。传履 式磁吸附爬壁机器人磁吸附机构的 磁 铰链联接在一，其壁面适应 力差。，本研究人 研 了一面向曲面的分散机构9，吸附机构将 磁直接镶嵌在履 上， fi在履 上装置段刚性导杆，将 杆级 接，一currency1，机器人无论在什么的壁面上都可以 证履 与壁面的接触， 影响其运动 性。 要意的，为了磁吸附机构称， 以2的幂 分配导杆个数。本应用技术研究 研 依靠磁轮吸附的爬壁机器人10。机器人依靠 磁 作的 车轮吸附 吸附在壁面上，可以在各 导磁壁面移动。两 电机控 吸附 实 机器人的 运动，机器人的摄像机可以传输图像，实fi监控工作 场状 ，的机械臂可以安装各操作工 成诸 的工作。机器人壁面和路 适应 力， 会壁面 层 油漆造成破坏。爬壁机器人 状分 7爬壁机器人实质 吸附力产壁面的正 力， 依靠摩擦力克服自重在壁面上行的移动机器人。上述发展 状中可以看，爬壁机器人的研究焦 集中在吸附式和行机构上。三要的吸附式，仿吸附广阔， 技术 刚刚，数研究还停留在试验阶段， 可行性。 吸附壁面材料适应 广， 要 壁面比光滑以 证其密封性，漏气 影响其吸附性 ， 的产 可避免的产噪声辐射。磁吸附式分为 磁吸附和电磁吸附，结构简 吸附 力，壁面 状适应 力， 只适合在导磁性 质。在爬壁机器人各行式中，腿 式机器人壁面适应和 渡 力， 跨 的障碍， 存在结构复杂，控 度 ，运动速度慢”缺 。履 式机器人发展早，壁面 状适应 力，工作壁面的接触面积 ， 存在耗 ，转向阻力 ，运动 ”缺 。轮式移动系机构简 ，质量 ， 耗 ，控便，运动 ， 和壁面接触面积 。爬壁机器人吸附技术和行技术 机 合，无论 吸附式还行式，都要考 到两 的 适应性。针本课题的实 ，轮式磁吸爬壁机器人 优 目类机器人 两要 式：一用悬 的非接触吸附机构产吸附力，用非磁性材料 作轮currency1动机器人运动，悬磁结构 存在壁面适应 力差，障 ”缺 。 一直接用磁 作轮，轮既做吸附结构做动行机构， 的高性 磁，其质地 ， 振动 力 以磁轮在工作 程中 ，安全性 高。 上述 成为了研究的重 。 成课题 的条 要 及 1了 磁吸附装置的本 2 吸附装置静力学分 3轮动磁吸附要 两 式：一吸附机构和和动机构分离 一动行机构既 移动 吸附的式。 一 在轮动车 部安装 磁， 磁辐射面积广 吸附力 力，结合轮动，机器人可以 移动 要 持 的吸附力 证机 磁和壁面的距离 ，磁力 磁与壁面距离 的 。 了机器人的障 力和曲面的适应 力，当机器人 曲面fi会 距离 的 吸附力， 面 障碍 fi，会为底盘 导与 磁发 。 行机构既 移动 吸附的式currency1的用 磁材料 作机器人轮， 的 磁材料材质 ， 振动性 差，吸附效 高，题设计了一度 吸附效高的轮式悬磁吸附装置题“4 运用 分 ,要 运用ANSYS ， 吸附装置静力学分 ，意的力学分和吸附 性。 工作计 fi 安排fifl 论文工作 度（要内 成要 ）2015.1.1 1.20 ， 料201