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永磁轮式爬壁微机器人尺寸优化设计研究
  • ISSN号:1001-3997
  • 期刊名称:机械设计与制造
  • 时间:2015.2.16
  • 页码:32-36
  • 分类:TH16[机械工程—机械制造及自动化] TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]郑州大学信息工程学院,河南郑州450001, [2]上海交通大学微纳科学技术研究院薄膜与微细技术教育部重点实验室,上海200240
  • 相关基金:中国博士后科学基金(2012M510111);国家自然科学基金(61175100,51275285)
  • 相关项目:电磁驱动永磁吸附一体化微型爬壁机器人研究
中文摘要:

给出了一种全向的永磁轮式爬壁微机器人.为获得爬壁机器人运动所需力矩和磁力与其尺寸设计之间的关系,研究了其动力学分析方法.结合爬壁机器人自身永磁轮尺寸、永磁轮间距、转向齿轮传输比、底盘半径、所需磁吸附力等设计约束,构造所需驱动力矩最小为目标函数,对其主要尺寸参数进行了优化设计.通过ANSOFT磁力仿真、ProEngineer机械仿真和MATLAB计算对爬壁机器人整体尺寸优化设计进行求解.对仿真计算结果进行了分析比较,证明上述设计方法的可行性.

英文摘要:

It presents an omni-directional wall-climbing microrobot with permanent-magnetic wheels. To obtain the relationship between the required torque and magnetic force of the robot and its size, its dynamical analysis method is studied. Combined with the following design constraints, such as the size of permanent-magnetic wheel, distance between wheels, transmission ration of steering gears, radius of chassis and magnetic force and so on, the sizes of the robot is optimized so as to minimize its required driving torque. By ANSOFT magnetic force simulation, Pro/Engineer mechanical simulation and MATLAB calculation, the optimization size design is solved. The simulation result demonstrates the feasibility of the design method.

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期刊信息
  • 《机械设计与制造》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:辽宁省机械研究院 东北大学
  • 主编:张义民
  • 地址:沈阳市皇姑区北陵大街56号
  • 邮编:110032
  • 邮箱:mdm1963@163.com
  • 电话:024-86899120 86894543
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3997
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1140/TH
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技核心期刊,辽宁省优秀科技期刊一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:30635