一种磁吸附爬壁机器人的磁块设计方法及磁块技术

技术编号:6966472 阅读:382 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种履带式磁吸附爬壁机器人的磁块设计方法,以机器人在壁面上不滑动、不倾覆为条件,根据力平衡和力矩平衡的关系,推导出机器人在倾斜壁面上下爬行时磁块所需要提供的最小吸力Fi1,以及机器人在倾斜壁面平行爬行时磁块所需要提供的最小吸力Fi2;通过电磁学的理论计算分析并结合磁回复曲线,得到机器人履带上的磁块所包含的单个磁吸附单元的吸力为Fa;在设计磁块时,通过磁块结构的调整使得Fa大于或等于Fi1和Fi2。使用本发明专利技术设计的磁块能够提供足够的吸力使得机器人不从倾斜壁面跌落。而且,本发明专利技术磁块为多磁路结构,可提高单个磁块对非平面壁面吸附的适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁吸附爬壁机器人设计
,特别涉及一种用于野外高大的圆锥形钢塔表面上任意方向移动的爬壁机器人的磁吸附单元的高效、多磁路的磁块的设计方法以及利用该方法设计的磁块。
技术介绍
工业领域往往会用到又高又大的罐体,例如石油化工或天然气企业的储油、储气罐、发电厂等企业的锅炉、风力发电设备的风机塔等。这些罐体的几何外形呈现圆柱状、球状以及圆锥状的特点。而罐体往往需要进行维护、壁厚检测,目前仍采用传统的人工方式, 其设备一般就是软梯、绳索或脚手架之类的,这样就带来了劳动强度大、周期长、效率低下以及安全性差等问题,因此急需一种自动化的检测或进行其他作业的设备,这种设备要具有在这些罐体表面贴敷且灵活移动的特点。对于一般的磁吸附爬壁机器人来讲,由于要工作在这种变截面的壁面上,而且壁面上的焊接处较高,因此要想进行任意方向的移动,将很难做到能时时达到牢牢吸附的目的。应用于这些罐体上的爬壁机器人一般采用磁块提供磁吸力,一般来讲,磁吸附爬壁机器人对导磁性壁面的吸附,最直接的方法是采用永磁吸附方式和电磁吸附方式,电磁吸附方式机构较多、控制上复杂、耗能较大,但可以实现对磁力的主动控制;永磁吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种履带式磁吸附爬壁机器人的磁块设计方法,应用于具有两排履带且每个履带安装有采用永磁铁实现的磁块,以磁块提供吸力的爬壁机器人,每个磁块包含多个磁吸附单元;其特征在于,设定爬壁机器人的重量为G,壁面与垂直面的夹角为θ,壁面与爬壁机器人磁块的最大静摩擦系数为μ′max,m为单排履带中同一时刻与壁面接触的磁块数量;该方法包括如下步骤:步骤一、以机器人在壁面上不滑动、不倾覆为条件,根据力平衡和力矩平衡的关系,推导出机器人在倾斜壁面上下爬行时磁块所需要提供的最小吸力Fi1,以及机器人在倾斜壁面平行爬行时磁块所需要提供的最小吸力Fi2;步骤二、履带上的每个磁块包含多个磁吸附单元,通过电磁学的理论计算分...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:高学山戴福全邵洁
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:11

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