爬壁机器人永磁轮优化设计
闫海涛1
徐凤辉2
张云1
1.山东交通学院轨道交通学院,山东 济南 2503572.济南吉美乐电源技术有限公司,山东 济南 250104
摘要：为解决爬壁机器人永磁轮体积较大、质量较大、吸附力较小等问题,以减小永磁轮质量并增大吸附力为设计目标,结合轻量化设计方法,对永磁轮两侧的导磁盘进行结构优化设计.采用电磁场仿真软件ANSYS Maxwell对永磁轮进行建模仿真分析,获取磁力线分布情况,通过减少磁力线稀疏区域或对永磁轮吸附铁磁壁面无直接作用区域的导磁材料,增加磁力线密集区域的导磁材料,增大永磁轮的吸附力.通过调整导磁盘的主要结构参数,仿真分析永磁轮与铁磁壁面间吸附力的变化规律,得到吸附力最大时导磁盘的结构参数,对优化后导磁盘的吸附力进行仿真和实物测试验证.结果表明:优化后导磁盘质量为232.54 g,比优化前减小 16.24%;优化后永磁轮与铁磁壁面间吸附力仿真结果为487.65 N,比优化前增大20.74%;50次永磁轮拉力测试结果均大于吸附力仿真结果,测试平均拉力为493.83 N,表明优化结构后永磁轮质量和吸附力指标达到设计目标.
关键词：爬壁机器人永磁轮导磁盘结构优化电磁场仿真
分类号：U489(其他道路运输工具)TP242.1(自动化技术及设备)
资助基金：山东省重点研发计划项目(2024-TSGC-0104)
论文发表日期：2025-05-30
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 79-85 )
英文信息