摘要：为解决爬壁机器人的永磁轮吸附力无法改变、作业完成后很难从壁面取下的问题,设计了一种磁力可开关的永磁轮。采用Maxwell软件对永磁轮的吸附单元进行了参数化优化设计,使得爬壁机器人的永磁轮能以较小的质量提供400 N左右的吸力,并能关闭磁力以便工作人员将爬壁机器人从壁面分离。

摘要：为解决大型球罐压力容器表面三层高强度环氧漆打磨问题,设计了一款大型球罐壁面除漆机器人,并对其开展了实验研究。机器人主要包括爬壁吸附系统和自适应打磨系统。通过对海尔贝克阵列永磁体研究,仿真分析履带结构永磁体吸附力与工作间隙的关系,研发了一款吸附稳定、越障性能优越的爬壁吸附系统;针对弧形壁面打磨情况,设计了一款基于电流反馈的自适应打磨系统,并分析金属丝打磨辊力学模型,研发多样金属丝打磨辊。对机器人进行测试,打磨效果良好,机器人可以对环氧漆打磨并露出金属光泽,且是人工打磨效率的3~10倍。该研究为球罐高强度环氧漆打磨提供了新打磨工具,保证了打磨质量,提高了打磨效率。

摘要：近年来,爬壁机器人愈发成为行业的研究热点。针对爬壁机器人在吸附壁面运动时的安全性和可靠性问题,设计出一种多履带爬壁机器人,其特点在于能够在不同弧度的金属壁面进行工作运动,同时具有一定的越障功能。在多种不同工作状态下,对爬壁机器人进行静力学分析,求出机器人在保证可靠吸附时的极限吸附力,在此基础上使用Ansys Maxwell进行仿真比较,确定结构尺寸合适的永磁体及合适的吸附气隙,设计出合适的磁吸附机构,最终完成多履带爬壁机器人的整体设计。

摘要：设计一种新型的船体爬壁机器人,用来对大型轮船侧壁的焊缝进行打磨,改变了依靠人力打磨作业的方式,不仅提高了工作效率,而且大大降低了安全事故的发生。该机器人包括行走机构、吸附机构和焊缝打磨执行机构。针对爬壁机器人在不同的极限工况下,建立静力学模型,分析爬壁机器人出现滑移失效、横向倾覆失效、纵向倾覆失效、脱离失效时的极限磁吸附力。使用Ansys Electronics Desktop-Maxwell对永磁体进行仿真和结构优化,使之满足所需的磁吸附力。搭建出样机后,对机器人进行性能测试、磁吸附力测试和焊缝打磨测试。结果表明:该机器人不仅焊缝打磨效果好,而且工作性能稳定。

摘要：正交异性钢桥面板的焊缝开裂危害巨大,目前主要由人工通过超声波检测装置对焊缝进行检测,因此设计一种可以搭载超声波焊缝检测装置的爬壁机器人来实现对焊缝的检测。通过对壁面特性研究及各种方法的综合比较分析给出爬壁机器人的总体方案,结合方案将爬壁机器人在壁面上的吸附状态分为两种,对此进行力学分析得出对于吸附力的要求,最后通过Maxwell软件进行磁力仿真,对永磁轮的吸力进行验证,为机器人的磁轮设计和可靠行走提供理论依据。

摘要：为解决爬壁机器人在船舶货舱清洗过程中多壁面过渡的问题,该文设计了一种具有壁面自适应能力的磁吸附爬壁机器人,其包括磁吸附机构、自适应清洗机构和行走机构。该文首先通过建立机器人壁面过渡时的力学模型,得到机器人磁吸附力的分布特点,并据此设计出一种弧形磁吸附机构。然后利用ANSYS Maxwell 3D软件对该机构磁吸附力的分布进行优化,以满足壁面过渡的需要;此外,还在机器人前端设计了一种自适应清洗机构,通过对该机构的结构原理进行分析和实验,验证了清洗机构也具有壁面过渡能力。最后通过模拟船舶货舱壁面的实际特点,对机器人样机进行壁面过渡综合实验,完成了机器人舱底过渡行走实验和舱顶过渡行走实验,验证了该机器人的壁面自适应和舱内行走的能力。

摘要：分析了国内外爬壁机器人的研究现状,结合机器人工作环境与需求,讨论了不同结构方案的优缺点,针对机器人运动灵活性、吸附稳定性、变曲率适应性等问题,设计了爬壁机器人的机械结构,利用SolidWorks软件建立爬壁机器人虚拟样机,并对其进行运动分析。研究了磁场的静态分布规律,利用Ansoft Maxwell软件对磁力进行了仿真,优化了永磁吸附模块参数。利用Ansys Workbench软件对机器人结构中关键零部件进行有限元分析,验证机器人结构设计的可靠性。

摘要：火电站锅炉炉膛需要定期进行检修,传统的检修方式是搭建脚手架人工操作,十分危险,利用轮式水冷壁爬壁机器人来实现清理检修等工作可大大降低检修难度。水冷壁壁面是由钢管外径构成的不规则表面,采用永磁吸附装置进行吸附,为了保证水冷壁爬壁机器人在移动过程中的安全可靠,本文利用有限元方法,建立爬壁机器人磁力仿真模型,以磁吸附力的最小值作为载荷设计原则,通过优化磁性轮结构,降低爬壁机器人在水冷壁管不同位置时的磁力波动,提高水冷壁爬壁机器人的吸附安全系数。应用于火电站锅炉炉膛壁面检修工作,效果良好。