永磁轮式管外攀爬机器人结构设计与力学分析

在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测.针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人.该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测.根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力....

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Published in机械传动 Vol. 47; no. 10; pp. 48 - 54
Main Authors 李浩男, 侯宇, 蒋怡蔚, 孙伟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北武汉 430065%武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室,湖北武汉 430065 2023
武汉科技大学精密制造研究院,湖北武汉 430081
武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北武汉 430081
Subjects
永磁吸附
Wheeled robot
Permanent magnetic
Obstacle climbing ability
轮式机器人
力学分析
越障能力
Mechanical analysis
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Summary:在石油、化工等行业中,大型管道长期运输腐蚀性油气资源,需要进行定期检测.针对这一应用场景,提出了一种能够在管道外壁稳定行走且具有良好越障能力的永磁轮式机器人.该机器人采用六轮摇臂式移动机构配以永磁轮,搭载检测设备后可以代替人工进行更加安全高效的检测.根据机器人在管道上稳定吸附的力平衡条件,计算出机器人所需的最小磁力,从而确定机器人运动所需的驱动力;通过Maxwell仿真建立永磁轮的磁力分析模型,设计并确定了永磁轮的尺寸;最后,基于Adams软件进行机器人的运动学仿真,验证了机器人的越障能力.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.10.007