輪式懸磁吸附裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與吸附可靠性研究開題報(bào)告

11 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題 目 輪式懸磁吸附裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與吸附可靠性研究 學(xué) 院 電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院 年 級 2011 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級 學(xué) 號姓 名 校內(nèi)導(dǎo)師 職 稱 講師 校外導(dǎo)師 職 稱 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目輪式懸磁吸附裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與吸附可靠性研究 一課題的目的和意義：今世界，機(jī)器人在各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，其研究與應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。作為機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要分支，爬壁機(jī)器人綜合運(yùn)用了機(jī)器人移動(dòng)技術(shù)和吸附技術(shù)。它可以在豎直壁面 壁面 器的內(nèi) 面 運(yùn)動(dòng)， 工 成一 的 。爬壁機(jī)器人 的 展了機(jī)器人的動(dòng) 和工作 ， 重 的研發(fā) 和的應(yīng)用，自世以currency1到各國的廣泛“。目面的題爬壁機(jī)器人在作業(yè)fi，flfl 要 設(shè) 器 器” ，要 其 一 的 力， 力， 要機(jī)器人吸附機(jī)構(gòu)的吸附力 。吸附裝置作為爬壁機(jī)器人要的成 ， 性作用， 以設(shè)計(jì)一吸附 可靠的吸附裝置， 在研究的重 ， 。課題研究的要內(nèi) ：， “文 ，了 磁吸附 及其磁吸附爬壁機(jī)器人的發(fā)展 和本 爬壁機(jī)器人 意的力學(xué)分和吸附 性研究 其 ，磁吸附 的外 和吸附 行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)可靠的磁吸附 ， 磁吸附 的本結(jié)構(gòu)和工作 ，研究其 作 。分磁吸附 作中面的題，結(jié) 了 ， 成磁吸附 實(shí) 作。，分 磁吸附 吸附可靠性研究 。在 吸附裝置 行靜態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力學(xué)分，針吸附裝置在運(yùn)動(dòng) 程中存在的三類可 失效 式：沿壁面滑移 縱向 覆 橫向 覆，探索吸附裝置安全吸附的條 與吸附力的“系。針吸附裝置障 力的設(shè)計(jì)要 ， 吸附裝置障的力學(xué) ，研究各情 的障礙 力， 采取 應(yīng)措施高其障性 。 最，處 實(shí)驗(yàn) 得數(shù)據(jù)，做數(shù)據(jù)曲線圖，分爬壁機(jī)器人工作fi各個(gè)面的吸附可靠性得 “結(jié)論。再將實(shí)驗(yàn) 得數(shù)據(jù)與ANASYS仿真的數(shù)據(jù)結(jié)果作比，證 論的正確性， 吸附可靠性研究為 論了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。三 文 索及參考文 目錄1陳勇, 王昌 , 包 東. 新 爬壁機(jī)器人磁吸附 優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 兵工學(xué)報(bào), 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王軍波, 陳, 孫振國. 爬壁機(jī)器人變磁力吸附 的優(yōu)化設(shè)計(jì)J. 華 學(xué)學(xué)報(bào): 自科學(xué)版, 2003, 43(2): 214-217.4蔡麗君. 履 式爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究D. 上海工程技術(shù) 學(xué), 2011.5張俊, 張華, 萬偉民. 履 式爬壁機(jī)器人磁吸附 的磁場及運(yùn)動(dòng)分J. 機(jī)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張 . 輪式懸磁吸附爬壁機(jī)器人研究D. 工業(yè) 學(xué), 2012.8 正 , 軍, 王 , ”. 新 爬壁機(jī)器人附壁 與仿真J. 學(xué)學(xué)報(bào): 工程科學(xué)版, 2011, 43(2): 211-216.9 . 壁面 爬壁機(jī)器人的研究D. 海 學(xué), 2008.10張.國內(nèi)外壁面移動(dòng)式機(jī)器人發(fā)展 . 工程技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),1994,16(l),27-31.11 . 磁 磁場 量系的研究D. 工業(yè) 學(xué), 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. “壁面爬壁機(jī)器人的研究D. 工 學(xué), 2012.15fifl . “壁的 磁吸附爬壁機(jī)器人研究D. 工 學(xué), 2010.16陳勇, 王昌 , 包 東. albac 磁吸附機(jī)構(gòu)的 分及優(yōu)化J. 高技術(shù) , 2013, 23(5): 484-490.國內(nèi)外研究 狀及分爬壁機(jī)器人 的，其開可以”到本 1966年研 的依靠吸附的爬壁機(jī)器人機(jī)，機(jī)器人用電力動(dòng)機(jī)得吸附力實(shí) 壁面行。 發(fā)在全 內(nèi)爬壁機(jī)器人技術(shù)研究 ，各國研 各類 的機(jī)，在上世 年 ，國內(nèi)的研究人 一領(lǐng)域。 機(jī) ， 都 本的吸附 爬 。為了 在豎直 壁面作業(yè)，吸附力 要 證機(jī)器人本的靜態(tài) 吸附， 得機(jī)器人在各 的運(yùn)動(dòng)中安全的 壁面。 以采用式取可靠的吸附力，成為了爬壁機(jī)器人技術(shù)研究最為 內(nèi) 。 currency1 ，爬壁機(jī)器人的吸附式要為以 三類：磁場吸附， 的吸附和仿吸附國內(nèi)發(fā)展 狀國內(nèi)爬壁機(jī)器人的研究 ， 已取得 成果。 工程 學(xué)作為 ，1997年成 研 的水 壁 爬壁機(jī)器人8 ，采用 磁 ， 與 壁 合成吸附機(jī)構(gòu)， 工作氣 ，高磁吸附力。 ，研 了磁吸附的履 式的 壁 爬壁機(jī)器人4。 磁力履 爬壁機(jī)器人， 條履 上均勻分布30 磁 ，移動(dòng)fi始終 持一 數(shù)量的磁 和壁面接觸以 證機(jī)器人的 吸附在壁面上。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向 控 兩側(cè)履 的速度currency1實(shí) ，用車上的 計(jì)實(shí) 機(jī)器人的控 。 針 磁力履 式爬壁機(jī)器人 性的 ，華 學(xué)孫振國，王軍波，陳設(shè)計(jì)了一變磁力吸附 3，為變磁力吸附 的兩工作狀態(tài)。將徑向磁化的 柱 磁置 軛中的 孔中，氣 a把軛隔為稱的兩半， 磁可在孔中自 轉(zhuǎn)動(dòng)。 磁 與外部撥動(dòng)-回復(fù)機(jī)構(gòu) 接，實(shí) 磁吸附力的調(diào) 。華 學(xué)研 的輪式磁吸附爬壁機(jī)器人7， 磁安裝在車子底盤上，工作fi與導(dǎo)磁壁面非接觸。機(jī)器人要 輪式移動(dòng)車和特殊設(shè)計(jì)排列的 磁吸附機(jī)構(gòu)成。稱分布的動(dòng)輪采用非磁性材料，用差速動(dòng)實(shí) 轉(zhuǎn)向。將 磁吸附機(jī)構(gòu)安裝在車底盤上，與導(dǎo)磁壁面 持一 的距離，則機(jī)器人既可以 地運(yùn)動(dòng) 承一 的 。 工 學(xué)在研究輪式爬壁機(jī)器人fi設(shè)計(jì)了一可調(diào)磁 吸附 14。本磁力吸附裝置根據(jù)磁力夾 工作 設(shè)計(jì)，整結(jié)構(gòu) 磁和軛成。將半徑為R的徑向磁化的 柱 磁安裝在 軛中，軛被氣 D分隔成稱的兩半，當(dāng) 磁 性向?yàn)樗絝i，呈吸附狀態(tài)，在軛 工 和兩 的氣 1d 中 成閉合的磁場，向機(jī)器人爬壁fi 的磁吸附力 當(dāng) 磁 性向?yàn)樨Q直fi，呈卸 狀態(tài)，在兩側(cè)軛中 成閉合磁場，幾乎 向工 吸附力。一currency1，便可以實(shí) 機(jī)器人上 工作壁面的操作國外發(fā)展 狀本在個(gè)領(lǐng)域 領(lǐng) 地。傳履 式磁吸附爬壁機(jī)器人磁吸附機(jī)構(gòu)的 磁 鉸鏈聯(lián)接在一，其壁面適應(yīng) 力差。，本研究人 研 了一面向曲面的分散機(jī)構(gòu)9，吸附機(jī)構(gòu)將 磁直接鑲嵌在履 上， fi在履 上裝置段剛性導(dǎo)桿，將 桿級 接，一currency1，機(jī)器人無論在什么的壁面上都可以 證履 與壁面的接觸， 影響其運(yùn)動(dòng) 性。 要意的，為了磁吸附機(jī)構(gòu)稱， 以2的冪 分配導(dǎo)桿個(gè)數(shù)。本應(yīng)用技術(shù)研究 研 依靠磁輪吸附的爬壁機(jī)器人10。機(jī)器人依靠 磁 作的 車輪吸附 吸附在壁面上，可以在各 導(dǎo)磁壁面移動(dòng)。兩 電機(jī)控 吸附 實(shí) 機(jī)器人的 運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人的攝像機(jī)可以傳輸圖像，實(shí)fi監(jiān)控工作 場狀 ，的機(jī)械臂可以安裝各操作工 成諸 的工作。機(jī)器人壁面和路 適應(yīng) 力， 會(huì)壁面 層 油漆造成破壞。爬壁機(jī)器人 狀分 7爬壁機(jī)器人實(shí)質(zhì) 吸附力產(chǎn)壁面的正 力， 依靠摩擦力克服自重在壁面上行的移動(dòng)機(jī)器人。上述發(fā)展 狀中可以看，爬壁機(jī)器人的研究焦 集中在吸附式和行機(jī)構(gòu)上。三要的吸附式，仿吸附廣闊， 技術(shù) 剛剛，數(shù)研究還停留在試驗(yàn)階段， 可行性。 吸附壁面材料適應(yīng) 廣， 要 壁面比光滑以 證其密封性，漏氣 影響其吸附性 ， 的產(chǎn) 可避免的產(chǎn)噪聲輻射。磁吸附式分為 磁吸附和電磁吸附，結(jié)構(gòu)簡 吸附 力，壁面 狀適應(yīng) 力， 只適合在導(dǎo)磁性 質(zhì)。在爬壁機(jī)器人各行式中，腿 式機(jī)器人壁面適應(yīng)和 渡 力， 跨 的障礙， 存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控 度 ，運(yùn)動(dòng)速度慢”缺 。履 式機(jī)器人發(fā)展早，壁面 狀適應(yīng) 力，工作壁面的接觸面積 ， 存在耗 ，轉(zhuǎn)向阻力 ，運(yùn)動(dòng) ”缺 。輪式移動(dòng)系機(jī)構(gòu)簡 ，質(zhì)量 ， 耗 ，控便，運(yùn)動(dòng) ， 和壁面接觸面積 。爬壁機(jī)器人吸附技術(shù)和行技術(shù) 機(jī) 合，無論 吸附式還行式，都要考 到兩 的 適應(yīng)性。針本課題的實(shí) ，輪式磁吸爬壁機(jī)器人 優(yōu) 目類機(jī)器人 兩要 式：一用懸 的非接觸吸附機(jī)構(gòu)產(chǎn)吸附力，用非磁性材料 作輪currency1動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，懸磁結(jié)構(gòu) 存在壁面適應(yīng) 力差，障 ”缺 。 一直接用磁 作輪，輪既做吸附結(jié)構(gòu)做動(dòng)行機(jī)構(gòu)， 的高性 磁，其質(zhì)地 ， 振動(dòng) 力 以磁輪在工作 程中 ，安全性 高。 上述 成為了研究的重 。 成課題 的條 要 及 1了 磁吸附裝置的本 2 吸附裝置靜力學(xué)分 3輪動(dòng)磁吸附要 兩 式：一吸附機(jī)構(gòu)和和動(dòng)機(jī)構(gòu)分離 一動(dòng)行機(jī)構(gòu)既 移動(dòng) 吸附的式。 一 在輪動(dòng)車 部安裝 磁， 磁輻射面積廣 吸附力 力，結(jié)合輪動(dòng)，機(jī)器人可以 移動(dòng) 要 持 的吸附力 證機(jī) 磁和壁面的距離 ，磁力 磁與壁面距離 的 。 了機(jī)器人的障 力和曲面的適應(yīng) 力，當(dāng)機(jī)器人 曲面fi會(huì) 距離 的 吸附力， 面 障礙 fi，會(huì)為底盤 導(dǎo)與 磁發(fā) 。 行機(jī)構(gòu)既 移動(dòng) 吸附的式currency1的用 磁材料 作機(jī)器人輪， 的 磁材料材質(zhì) ， 振動(dòng)性 差，吸附效 高，題設(shè)計(jì)了一度 吸附效高的輪式懸磁吸附裝置題“4 運(yùn)用 分 ,要 運(yùn)用ANSYS ， 吸附裝置靜力學(xué)分 ，意的力學(xué)分和吸附 性。 工作計(jì) fi 安排fifl 論文工作 度（要內(nèi) 成要 ）2015.1.1 1.20 ， 料201