基于有限元分析的不完全消磁机构的优化设计.pdf

笫3期 机械设计与制造 兰QQ鱼生!旦 丛璺竺垒i里皇翌里竺!鲤鱼丛竺堕!!竺竺 =!二 文章编号：1001—3997(2006)03—0001—02 ，”气 蝌 基于有限元分析的不完全消磁机构的优化设计 涵l ；茴l 赵杰谷柏峰樊继壮蔡鹤皋(哈尔滨工业大学机器人研究所，哈尔滨150001) for devicebasedonfiniteelementsmethod Optimaldesignincompletelydemagnetizing ZHA0 Jie，GU Bai—feng，FANji—zhuang，CAIHe—gao Research Instituteof (Robot Institute，HarbinTechnology，Harbin150001，China) 【摘要】基于内平衡原理的爬壁机器人永磁吸附机构具有吸附脱离易控、功耗低等优点，利用有 限元方法对其结构进行优化设计，并利用虚拟样机技术对机构参数与机构吸附特性之间的关系进 行了分析。通过实验对其结果进行了验证，优化设计后的吸附单元，吸附状态时最大吸附力可达 319N，脱离状态时的吸附力仅为6N。 关键词：磁吸附；爬壁机器人；优化设计；有限元；虚拟样机 【Abstract】Basedon devicewhichWas Internally—balancedprinciple,permanentmagneticattracting usedin tocontrolthemotion consumedlow robots，Was wall—climbing easy ofd括joining,and pow— FEM．Basedonthese structure on er．Optimize．thedesignbyusing results，theinfluenceof parameters characteristics Wasstudiedmeans show ofmagneticattracting by ofvirtualprototype thatthe devicehasexcellent optimized attractingcharacteristics． elements Key attracting；Wall—climbingrobot；Optimaldesign；Finite words：Magnetic method；Virtual prototype 中图分类号：THll2文献标识码：A 1引言 的结构形式及其参数，影响其处于不同状态的吸附力的大小。 非线性弹簧的力特性应处于磁吸附力变化范围之内，因此当吸 在工作表面是导磁材料时，永磁吸附由于其维持吸附时不 附单元具有比较大的磁吸附力变化率时，可以降低非线性弹簧 需要耗能，吸