Halbach型永磁吸附装置吸附力计算方法研究

作     者：黄渭 朱甲射 陈咏华 孙振国 HUANG Wei;ZHU Jia-she;CHEN Yong-hua;SUN Zhen-guo

作者机构：清华大学机械工程系北京100084 浙江清华长三角研究院浙江嘉兴314006 

基　　金：苏州-清华创新引领行动专项资助项目(2016SZ0218) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2019年第36卷第11期

页      码：1221-1225,1230页

摘      要：针对Halbach型永磁吸附装置空间磁路复杂,难以通过常规的磁路分析方法设计各项结构参数的问题,研究了一种较便捷的吸附力计算方法,以便对吸附装置进行设计和调整。首先推导了无漏磁时理想Halbach永磁体对铁磁性壁面的吸附力公式;对等长全对称型阵列进行了傅里叶分析,求取了各模块的最优磁化方向,以及离散化带来的吸附力损失;针对纵向和横向端部效应下漏磁引起的吸附力损失,提出了使用选定基准线上的磁感应强度的分布特征替代全局积分的简化计算模型的方法,计算了各结构参数变化对端部效应的影响,并以此为基础对理想吸附力计算公式进行了修正。实验结果表明:经过修正公式计算得到的吸附力与该装置实际吸附力的平均误差为3.3%,满足工程应用设计要求。

主 题 词：爬壁机器人 永磁吸附装置 Halbach阵列 端部效应 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2019.11.019

馆 藏 号：203823000...