模块化可对接爬壁机器人

针对单体爬壁机器人越障能力低而多关节爬壁机器人壁面运动能力差的问题,提出了一种具有对接能力的模块化电磁吸附爬壁机器人设计。主要介绍了单体吸附爬壁模块、越障关节结构设计以及爬壁机器人的控制系统设计。该机器人的单个模块能够独立吸附行走,而多个模块对接后则能利用越障关节完成壁面越障。实验证明此种模块化可对接爬壁机器人爬壁性能良好,不仅能在壁面进行越障,且能够在单目视觉系统导引下实现壁面对接和分离。     

钢制表面除锈爬壁机器人系统设计

针对大型钢制表面除锈爬壁机器人作业的特性,进行了作业系统原理及总体初步方案的建立。结合钢制表面除锈作业的特点,按照该类爬壁机器人的本体小型化、搭载工作设备的负载能力强、驱动爬壁能力强的原则,分别对永磁吸附机构、履带链轮行走机构、电动机驱动机构及其减速机等进行选型分析,并研讨了电动机系统的控制策略。最后,根据分析过程,建立了钢制表面除锈爬壁机器人初步方案设计的流程图及其样机三维模型,验证了方案设计的可行性。     

新型多履带全向爬壁机器人结构设计

针对爬壁机器人的壁面行走可靠性问题,结合爬壁机器人的结构特点,设计一种抛弃传统履带差速转向,避免机器人运动过程中转弯,可全向移动的多履带爬壁机器人.对机器人在不同倾角壁面的行走条件进行分析,得到机器人所需吸附力与壁面倾斜角度的变化规律,分析壁面倾斜角度对所需驱动力的影响.通过搭建样机进行附壁行走试验,验证了机器人在危...     

基于磁隙式吸附机构的槽车清洗机器人

给出了一种基于磁隙式吸附机构的槽车清洗机器人机构设计方案,采用磁隙式吸附装置平衡清洗作业过程中高压水枪反向冲击力产生的倾覆扭矩,提高系统稳定性裕度。建立数学模型描述清洗作业力学行为,利用有限元仿真优化磁吸附模块设计参数,计算不同气隙高度下单个磁吸附装置产生的吸附力。根据仿真结果,当采用2块40 mm×40 mm×15 mm与2块80 mm×40 mm×15 mm的永磁铁,磁铁间隙为10 mm,轭铁厚度为9 mm,气隙高度为10 mm时,单个磁吸附装置能够产生693 N的吸附力,槽车清洗机器人能够在20 MPa的清洗水压下稳定地工作。     

大型承压设备爬壁机器人磁桥设计和试验研究

针对大型承压设备轮式爬壁机器人磁轮吸附力不足的问题,对爬壁机器人磁吸附结构进行了优化设计与实验研究。通过爬壁机器人受力状态及吸附力要求的物理分析,提出了磁轮与磁桥结构相结合的磁吸附方式;利用建立的有限元仿真模型,确定了最佳永磁体长度、高度、宽度等规格参数,并研究了磁桥与容器壁面空气间隙对爬壁机器人吸附力的影响;设计磁吸附力测试装置进行了实验,然后与有限元仿真结果进行了对比。研究结果表明:该磁桥结构能够为轮式爬壁机器人提供充足的吸附力,能避免机器人爬行过程中出现的向上爬行打滑和横向爬行侧滑问题。     

火电厂爬壁机器人研究进展

爬壁机器人能够替代人工完成高难度、高风险的高空工程作业,在舰船清洗、液化气罐检测等诸多领域已经得到广泛的应用。基于现代爬壁技术在机器人领域的实际应用,对爬壁机器人的工作原理进行了介绍,分析了真空吸附、磁力吸附、静电吸附、仿生吸附以及攀附式吸附等不同吸附技术的特点,比较了轮式爬壁机器人、履带式爬壁机器人、足式爬壁机器人等多种爬壁机器人移动机构的优缺点。最后,结合火电厂应用环境特点,重点分析了爬壁机器人在火力发电厂的应用案例,探讨了火电厂爬壁机器人的发展趋势,指出复合吸附结构与移动方式是未来火电厂爬壁机器人的发展热点。     

履带式爬壁除锈机器人设计及试验

针对修船作业中船舶壁面的除锈问题,设计了一种单纯采用永磁吸附实现附壁的履带式爬壁机器人,利用其上搭载的高压水射流装置实现除锈。首先,设计的永磁吸附单元由多块永磁体组成,采用Halbach充磁方向布置,单块磁吸附力理论接近1.4 kN;然后,机器人行走方式采用同步链传动、双链条履带结构,使永磁吸附单元可靠稳定的吸附在壁面上,链条的涨紧采用垂直涨紧和水平涨紧相结合的方式,驱动系统采用双电机驱动及锥齿换向结构,同时清污盘与框架的连接采用十字铰接式柔性设计。最后,对制造的永磁吸附单元开展力学实验,对搭建的功能性样机开展水平运动、垂直爬壁和1∶1实船模型爬壁等实验。研究结果表明：制造的单块永磁吸附单元的吸附力可达1 kN,满足机器人抗倾覆要求;功能性样机在爬壁实验中是可以可靠附壁的,同时可实现机器人的行走和转向运动,为后期工程样机积累了实验数据,为机器人进一步优化奠定了基础。     

一种新型电磁吸附式爬壁机器人的研制

针对永磁吸附式爬壁机器人机动性与吸附性相矛盾这一问题,提出了一种电磁铁轮流通断电机构,并基于该机构设计了一种履带式爬壁机器人.为了防止机器人出现滑移、倾覆和翻转失稳状况,对机器人进行了力学分析,利用COMSOL软件对电磁铁进行磁场仿真分析,完成了电磁铁的设计及机器人整机的制作.结果表明,机器人能够以任意姿态在不同角度壁...     

油罐容积检测用爬壁机器人控制系统研制

本文讨论了爬壁机器人的控制系统设计。该机器人为石油油罐测量专用机器人。文中阐述了该机器人控制系统设计需考虑的几个问题，介绍了该系统的软、硬件。     

大间隙磁性液体静密封研究

为满足航空、航天、冶金等领域大间隙静密封要求,建立磁性液体静密封试验台,设计出磁性液体静密封试验件。在试验台上对磁性液体静密封进行深入研究,通过试验得出磁性液体静密封耐压、磁性液体注入量与密封间隙、密封温度和磁性液体磁化强度的关系。从理论上,计算试验件密封间隙中磁场分布,推导出磁性液体静密封耐压和温度关系的解析表达式,计算磁性液体静密封在不同间隙,不同饱和磁化强度下的最大耐压能力。理论分析和试验表明,在大间隙下磁性液体静密封能够满足一定耐压要求,具有实用价值。     

非晶带材生产线用磁性卷取辊吸附特性分析

根据对起卷吸附过程的力学分析建立完成起卷所需满足的力学条件。基于麦克斯韦电磁方程组,采用数值模拟方法对磁性卷取辊起卷吸附过程进行二维瞬态分析,探讨了永磁铁布局对磁吸附力的影响规律。对卷取辊外侧永磁铁布局结构进行优化,并通过模拟计算得到起卷吸附过程中磁吸附力随气隙的变化规律。模拟结果表明:在给定的气隙及空间范围内,磁性卷取辊能够克服各个阻力并完成起卷过程。     

基于ARM的直线式时栅位移传感器A/D转换电路设计

利用时空转换思想,以时间基准测量空间位移量,设计了基于ARM的直线式时栅传感器A/D转换电路。采用STM32F407VGT6型ARM处理器与AD7298BCPZ型12位A/D转换芯片相结合,利用嵌入式Linux实时操作系统的移植,使得系统具有更好的可靠性与实时性。实验表明:设计的A/D转换电路,最小分辨时间为2.44 ns.能够更好的实现传感器的高速、高分辨率采样,实现了直线式时栅传感器的实时误差修正与补偿,为高精度直线式时栅传感器的研制提供了技术支持。     

直线振动电动机磁路工作气隙设计

工作气隙是影响直线同步振动电动机工作性能的主要因素之一,寻求合理结构的工作气隙是电动机设计工作中十分重要的内容.文章首先针对隐极式结构的直线振动电动机,从理论上定性分析了电磁推力与工作气隙结构参数的关系,总结出合理工作气隙结构设计的依据.最后采用电磁场有限元分析软件验证了得出的结论,结果证明这些结论是正确的,可以在直线同步振动电动机工作气隙设计中采用.     

基体表面粗糙度对磁控溅射TiN涂层界面结合力的影响

利用球与平面的赫兹接触应力分布的经验修正公式∧［1］,对磁控溅处理前的基体表面粗糙度对沉积层和基体的界面结合力进行了研究,并和其他涂层界面结合力的测量方法方法进行了比较。结果表明：基体表面粗糙度对界面结合力有很大影响,表面粗糙度的改善有利于TiN层/基体的界面结合力的提高,同时改善了TiN层的摩擦学性能。     

离心风机轴端采用磁流体密封的研究

针对常用离心风机的特点,提出了采用大轴封间隙的磁流体密封结构,推导出密封级数的计算公式,并对9-26-10C离心风机轴端的磁流体密封进行了设计计算。结果表明:在压力差小于10kPa、输送介质含尘量约为20mg/m3、轴封间隙为1mm的条件下,两级磁流体密封己达到良好效果;当输送介质温度大于80℃时,必须采用冷却水套,才能确保其密封效果和寿命。     

Dynamic Adhesion Characteristics of Spherical Sliders Colliding with Stationary Magnetic Disks with a Thin Lubricant Layer

The dynamic indentation characteristics of 1- and 2-mm-radius hemispherical glass sliders when colliding with stationary magnetic disks under various lubricant conditions were investigated to clarify the dynamic interfacial forces between flying head sliders and magnetic disks. The collision times were ~15 and ~30 μs, respectively, and independent of the impact velocity. For a 1-mm-radius slider (Ra roughness = 1.71 nm), a clear adhesion force nearly equal to the static pull-off force was observed at the instant of separation when the lubricant thickness was from 1 nm without UV (0.69 nm mobile lubricant thickness) to 3 nm with UV (1.89 nm mobile lubricant thickness). The dynamic adhesion force was maximum when the slider had separated from the disk surface by about 2 nm and dropped from the maximum to zero when the separation reached more than 5 nm. When the mobile lubricant thickness was 0.43 nm, a clear adhesion force was not observed. For a 2-mm-radius slider (Ra roughness = 0.34 nm), a clear adhesion force, similar to the static pull-off force, was observed at the instant of separation at almost all lubricant thicknesses and impact velocities tested except at a small mobile lubricant thickness of 0.43 nm with impact velocities greater than 1.1 mm/s. The dynamic adhesion force dropped from the maximum to zero when the distance traveled from the maximum reached more than 5 nm. These results suggest that the dynamic adhesion force of 1- and 2-mm-radius sliders originates from meniscus formation rather than van der Waals force.     

软盘磁头前隙深度成形的数字工艺

根据软盘磁头前隙在深度方向成形的基本过程,分析了工艺中存在的困难,建立了研磨工艺的数学模型,摸索出一套实用的数字化工艺,并成功应用于实践。     

磁场作用下轮轨黏着特性研究

利用JD-1轮轨模拟试验机研究水和油介质工况下磁场对轮轨黏着特性的影响。结果表明:在水和油介质工况下,磁场作用下的轮轨黏着力大于无磁场作用的黏着力,其中加磁水介质黏着力相对增幅达20%,加磁油介质黏着力相对增幅达50%;水和油介质工况下,施加磁场时速度对轮轨黏着力影响不大。