鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計,鐵罐外壁爬行機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計,鐵罐,外壁,爬行,結(jié)構(gòu)設(shè)計 附錄1：外文翻譯 新型爬壁機(jī)器人多向磁化永磁吸附裝置的設(shè)計 引言： 一種用于爬壁機(jī)器人的多向磁化永磁吸附裝置(PMAD)。在相同質(zhì)量下，新型PMAD能顯著提高吸附力。首先，基于本文提出的設(shè)計理論，對新型PMAD的磁路進(jìn)行了優(yōu)化。新型PMAD包含多個排列緊密的不同磁化方向的永磁體。根據(jù)磁化方向的排列規(guī)律，磁體可分為若干個元件單元。在每個元件單元中，磁化方向沿半圓分布.其次，采用有限元分析軟件ansys workbench對結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化建模和結(jié)構(gòu)特征分析。 對新型PMAD進(jìn)行了特性分析、磁路模擬、吸附力計算和參數(shù)優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，提出了材料和體積相同的新型和Halbach型PMAD。 都是試制的。測定了不同氣隙厚度下的吸附力。實驗結(jié)果表明，在相同質(zhì)量下，與Halbach型PMAD相比，新型PMAD的吸附力平均提高了一倍，最大放大倍數(shù)為2.3倍。最后，將新型pMADs應(yīng)用于爬壁機(jī)器人的超聲波檢測中，提供了穩(wěn)定可靠的吸附性能。 1. 概況 爬墻機(jī)器人作為一種特殊的移動機(jī)器人，可以在墻、天花板等二維或復(fù)雜的三維環(huán)境中執(zhí)行各種任務(wù)，除移動機(jī)器人用輪子或腿在地面上移動外，爬墻機(jī)器人還具有在移動時保持身體對抗重力的獨特特性。 因此，在爬壁機(jī)器人設(shè)計中，既要考慮移動性，又要考慮吸附性。根據(jù)吸附方式的不同，爬壁機(jī)器人可分為五類：真空吸附式、磁吸附式、夾持式、導(dǎo)軌式和仿生t型。 YPE3磁性吸附，包括永磁吸附和電磁吸附，比真空吸附更適用于鐵磁表面。 一般來說，磁路的設(shè)計應(yīng)該是為了最大限度地利用其中的材料。另一方面，如果在移動設(shè)備上安裝PMAD，則PMAD質(zhì)量的降低可以提高移動設(shè)備的移動性。因此，優(yōu)化PMAD的磁路以增加吸附量是非常必要的。 2. 多向磁化PMAD的結(jié)構(gòu)設(shè)計 將不同的部件單元緊密地布置可以使泄漏通量最小化并集中更多的磁感應(yīng)。 “期望區(qū)域”中的n行。同樣，沿y軸兩側(cè)也有泄漏通量。使任意兩個相鄰的元件單元排斥，可以使不同成分的回路產(chǎn)生排斥。 NT單位不相交。隨著組分N的加入量和磁體長度LM的增加，漏通量的比例減小，比吸附力fm增大。 ND逐漸接近上限值。 3. 新型PMAD在爬壁機(jī)器人中的應(yīng)用 為了驗證這種新型PMAD的可行性和實用性，在一個爬壁機(jī)器人上安裝了PMAD。爬墻機(jī)器人的結(jié)構(gòu)如圖1所示. 爬壁機(jī)器人的質(zhì)量為7.9kg，整體尺寸320 mm×300 mm×120毫米攀壁機(jī)器人是為自動爬墻而設(shè)計的。攀壁機(jī)器人是為了能夠自動爬墻而設(shè)計的。液壓發(fā)電站飛行時間的超聲波檢測繞射法(TOFD)，可在水電站中任意位置移動大型壓力管和蝸殼。 圖1爬墻機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 爬壁機(jī)器人由兩個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的兩個前輪和兩個由兩個通用輪組成的后驅(qū)動輪。機(jī)器人的速度和位移通過 調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的速度和角度。TOFD探針被探頭夾持，并被彈簧緊緊地壓在墻上。兩個ToFD探頭之間的距離可以通過沿導(dǎo)軌移動探針夾持器來調(diào)節(jié)。導(dǎo)軌由升降電機(jī)驅(qū)動升降。監(jiān)控攝像機(jī)MONITTO 前面的場景。兩個ToFD探頭之間的距離可以通過沿導(dǎo)軌移動探針夾持器來調(diào)節(jié)。導(dǎo)軌由升降電機(jī)驅(qū)動升降。監(jiān)控攝像機(jī)MONITTO 前面的場景。兩個新穎的PMAD安裝在底盤下。PMAD中永磁體的安裝方式與上述實驗相同。 圖1底盤下的PMAD 圖2吸附力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 圖3 吸附力FM與距離L的關(guān)系曲線 從結(jié)果中可以看到。1和2，所述PMAD通過連桿和螺桿對與底盤連接，所述四個部分構(gòu)成吸附力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如圖15所示，r 調(diào)整螺桿對可調(diào)節(jié)PMADs的位置，然后調(diào)整吸附力。當(dāng)L＝23 mm時，新的PMADs與鋼平面平行，氣隙厚度為5 mm； 吸附力的計算值約為1000 N，對操作者來說吸附力較大，而螺桿對則能有效地降低操作力。PMAD從280 N增加到991 N，新型PMAD的吸附力始終大于Halbach型PMAD，說明了新型PMAD的優(yōu)點。 為了比較新型PMAD和Halbach型PMAD在實際系統(tǒng)中的性能，在爬壁機(jī)器人中安裝了兩種體積相同的PMAD。在 E實驗中，L距離從5mm增加到23 mm，吸附力fm用平均重復(fù)測量值測量。吸附力FM與d的關(guān)系曲線 如圖3所示。實驗結(jié)果與第四節(jié)驗證實驗的結(jié)果基本一致。當(dāng)L從5mm增加到23 mm時，吸附力fm 除上述超聲波檢測爬壁機(jī)器人外，新型pmad還可為其他全位置爬壁機(jī)器人提供高性能的吸附裝置。 4. 結(jié)論 本課題成功地設(shè)計并演示了一種新型的PMAD，它能產(chǎn)生更大的單位質(zhì)量吸附力。主要結(jié)論如下： （1） 根據(jù)設(shè)計理論，提出了一種多向磁化PMAD。設(shè)計理論認(rèn)為，一般情況下，pmad只應(yīng)由永磁體和比吸附f組成。 當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)等于最優(yōu)值時，Orce FM等于理論最大FM。這種新型PMAD是由一些排列緊密的具有多方向剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br-矢量的永磁體組成的。磁鐵可分為幾個組分。 （2） 采用有限元法對新型PMAD進(jìn)行了參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)特性分析、磁路模擬吸附力計算和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。大 比吸附力FM隨磁體長度LM、組分單元N的數(shù)量和單元n中磁體數(shù)量的增加而增大，且趨于極限。T型 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化后，比吸附力FM達(dá)到理論最大FM的80%。 （3） 多向磁化PMAD能顯著提高比吸附力Fm。試驗生產(chǎn)了材料和體積相同的新型和Halbach型PMAD.關(guān)系c 測量了比吸附力fm與氣隙厚度lg之間的關(guān)系。實驗結(jié)果表明，所測值與計算值接近，符合要求。 與Halbach型PMAD相比，新型PMAD的C吸附力Fm平均翻一番。 （4） 多向磁化PMAD為爬壁機(jī)器人提供了一種新型的高性能吸附解決方案.新型pmad和Halbach型pmad在爬壁機(jī)器人f中的應(yīng)用 或超聲檢測,并相互比較。 （5） 實驗結(jié)果表明，該新型PMAD具有較好的性能。 （6） 新型PMADS的吸附力可從280N改為991 吸附穩(wěn)定可靠。 附錄2：外文原文