新型爬壁机器人多向磁化永磁吸附装置的设计外文文献翻译中英文翻译.docx

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新型爬壁机器人多向磁化永磁吸附装置的设计外文文献翻译中英文翻译

附录1：

外文翻译

新型爬壁机器人多向磁化永磁吸附装置的设计

引言：

一种用于爬壁机器人的多向磁化永磁吸附装置（PMAD）。

在相同质量下，新型PMAD能显著提高吸附力。

首先，基于本文提出的设计理论，对新型PMAD的磁路进行了优化。

新型PMAD包含多个排列紧密的不同磁化方向的永磁体。

根据磁化方向的排列规律，磁体可分为若干个元件单元。

在每个元件单元中，磁化方向沿半圆分布.其次，采用有限元分析软件ansysworkbench对结构进行参数化建模和结构特征分析。

对新型PMAD进行了特性分析、磁路模拟、吸附力计算和参数优化。

在此基础上，提出了材料和体积相同的新型和Halbach型PMAD。

都是试制的。

测定了不同气隙厚度下的吸附力。

实验结果表明，在相同质量下，与Halbach型PMAD相比，新型PMAD的吸附力平均提高了一倍，最大放大倍数为2.3倍。

最后，将新型pMADs应用于爬壁机器人的超声波检测中，提供了稳定可靠的吸附性能。

1.概况

爬墙机器人作为一种特殊的移动机器人，可以在墙、天花板等二维或复杂的三维环境中执行各种任务，除移动机器人用轮子或腿在地面上移动外，爬墙机器人还具有在移动时保持身体对抗重力的独特特性。

因此，在爬壁机器人设计中，既要考虑移动性，又要考虑吸附性。

根据吸附方式的不同，爬壁机器人可分为五类：

真空吸附式、磁吸附式、夹持式、导轨式和仿生t型。

YPE3磁性吸附，包括永磁吸附和电磁吸附，比真空吸附更适用于铁磁表面。

一般来说，磁路的设计应该是为了最大限度地利用其中的材料。

另一方面，如果在移动设备上安装PMAD，则PMAD质量的降低可以提高移动设备的移动性。

因此，优化PMAD的磁路以增加吸附量是非常必要的。

2.多向磁化PMAD的结构设计

将不同的部件单元紧密地布置可以使泄漏通量最小化并集中更多的磁感应。

“期望区域”中的n行。

同样，沿y轴两侧也有泄漏通量。

使任意两个相邻的元件单元排斥，可以使不同成分的回路产生排斥。

NT单位不相交。

随着组分N的加入量和磁体长度LM的增加，漏通量的比例减小，比吸附力fm增大。

ND逐渐接近上限值。

3.新型PMAD在爬壁机器人中的应用

为了验证这种新型PMAD的可行性和实用性，在一个爬壁机器人上安装了PMAD。

爬墙机器人的结构如图1所示.

爬壁机器人的质量为7.9kg，整体尺寸320mm×300mm×120毫米攀壁机器人是为自动爬墙而设计的。

攀壁机器人是为了能够自动爬墙而设计的。

液压发电站飞行时间的超声波检测绕射法（TOFD），可在水电站中任意位置移动大型压力管和蜗壳。

图1爬墙机器人的结构

爬壁机器人由两个步进电机驱动的两个前轮和两个由两个通用轮组成的后驱动轮。

机器人的速度和位移通过调整步进电机的速度和角度。

TOFD探针被探头夹持，并被弹簧紧紧地压在墙上。

两个ToFD探头之间的距离可以通过沿导轨移动探针夹持器来调节。

导轨由升降电机驱动升降。

监控摄像机MONITTO前面的场景。

两个ToFD探头之间的距离可以通过沿导轨移动探针夹持器来调节。

导轨由升降电机驱动升降。

监控摄像机MONITTO前面的场景。

两个新颖的PMAD安装在底盘下。

PMAD中永磁体的安装方式与上述实验相同。

图1底盘下的PMAD

图2吸附力调节机构

图3吸附力FM与距离L的关系曲线

从结果中可以看到。

1和2，所述PMAD通过连杆和螺杆对与底盘连接，所述四个部分构成吸附力调节机构。

如图15所示，r调整螺杆对可调节PMADs的位置，然后调整吸附力。

当L＝23mm时，新的PMADs与钢平面平行，气隙厚度为5mm；吸附力的计算值约为1000N，对操作者来说吸附力较大，而螺杆对则能有效地降低操作力。

PMAD从280N增加到991N，新型PMAD的吸附力始终大于Halbach型PMAD，说明了新型PMAD的优点。

为了比较新型PMAD和Halbach型PMAD在实际系统中的性能，在爬壁机器人中安装了两种体积相同的PMAD。

在E实验中，L距离从5mm增加到23mm，吸附力fm用平均重复测量值测量。

吸附力FM与d的关系曲线如图3所示。

实验结果与第四节验证实验的结果基本一致。

当L从5mm增加到23mm时，吸附力fm

除上述超声波检测爬壁机器人外，新型pmad还可为其他全位置爬壁机器人提供高性能的吸附装置。

4.结论

本课题成功地设计并演示了一种新型的PMAD，它能产生更大的单位质量吸附力。

主要结论如下：

（1）根据设计理论，提出了一种多向磁化PMAD。

设计理论认为，一般情况下，pmad只应由永磁体和比吸附f组成。

当结构参数等于最优值时，OrceFM等于理论最大FM。

这种新型PMAD是由一些排列紧密的具有多方向剩余磁感应强度Br-矢量的永磁体组成的。

磁铁可分为几个组分。

（2）采用有限元法对新型PMAD进行了参数化建模、结构特性分析、磁路模拟吸附力计算和结构参数优化。

大比吸附力FM随磁体长度LM、组分单元N的数量和单元n中磁体数量的增加而增大，且趋于极限。

T型结构参数优化后，比吸附力FM达到理论最大FM的80%。

（3）多向磁化PMAD能显著提高比吸附力Fm。

试验生产了材料和体积相同的新型和Halbach型PMAD.关系c测量了比吸附力fm与气隙厚度lg之间的关系。

实验结果表明，所测值与计算值接近，符合要求。

与Halbach型PMAD相比，新型PMAD的C吸附力Fm平均翻一番。

（4）多向磁化PMAD为爬壁机器人提供了一种新型的高性能吸附解决方案.新型pmad和Halbach型pmad在爬壁机器人f中的应用或超声检测,并相互比较。

（5）实验结果表明，该新型PMAD具有较好的性能。

（6）新型PMADS的吸附力可从280N改为991吸附稳定可靠。

附录2：

外文原文