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“危险角度”上能够可靠吸附,驱动电机提供的实时扭矩,可满足机器人的驱动要求并验证了分析结果的正确性,该分析结果为多履带全向爬壁机器人的设计和优化提供了基础。

探讨不同磁吸附方式对血液冷藏库内门的密封性影响。对不同磁吸附方式中有机玻璃门关闭有效率,密封性及温度场稳定情况统计分析。结果表明两年之内,使用弹出式磁吸附内层有机玻璃门有效密封率为53.33%,使用平行磁吸附有机玻璃门密封率达100%;使用两年之后,使用弹出式磁吸附与平行磁吸附内门的密封率分别为0%和100%,有机玻璃门正常关闭率分别为0%和100%。通过温度测试发现,采用弹出式磁吸附内门在压缩机开启时、关闭时和平衡3个时刻平均温度分别为5.68±0.66℃、4.47±0.94℃、5.27±0.63℃,而采用平行磁吸附内门在上述3个时段平均温度分别为4.75±0.45℃、3.98±0.57℃、4.61±0.45℃。平行磁吸附对冷藏库密封性更高,对冷藏库内温度场稳定更有保障。

以提高液压油的清洁程度为目标,设计了一种智能电磁吸附式液压油净化装置。首先,以电磁平板、电磁换向阀、压力继电器、传感器为硬件核心,完成了智能净化装置的结构设计。其次,利用传感器对净化装置两端压力进行自动实时检测,并将得到的压力值与设定的压力阀值进行比较,控制压力继电器、电磁换向阀的工作状态,实现对智能净化装置的进一步控制。最后,利用FLuidSIM搭建了智能净化装置的工作原理模型,并以此为基础利用AMESim搭建了智能净化装置的仿真模型,通过对仿真模型运行结果的分析,证实所设计的智能净化装置可靠有效。

针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题,研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案,研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析,对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式,实现了轻量化设计的攀附机构,有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用,融合链条传动和同步带传动方式,设计一种履带式攀附机构,并将它用于磁吸附攀爬机器人系统,完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动,最大吸附力/自重比可达2.54。

设计一种新型的船体爬壁机器人,用来对大型轮船侧壁的焊缝进行打磨,改变了依靠人力打磨作业的方式,不仅提高了工作效率,而且大大降低了安全事故的发生。该机器人包括行走机构、吸附机构和焊缝打磨执行机构。针对爬壁机器人在不同的极限工况下,建立静力学模型,分析爬壁机器人出现滑移失效、横向倾覆失效、纵向倾覆失效、脱离失效时的极限磁吸附力。使用Ansys Electronics Desktop-Maxwell对永磁体进行仿真和结构优化,使之满足所需的磁吸附力。搭建出

针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人.首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理.建立了翻转越障过程动力学模型,该模型体现了机器人机构尺寸等因素对电机输出力矩的影响.根据此模型,能确定机器人越障过程所需最小驱动力矩.利用ADAMS软件进行仿真验证,仿真结果证明了动力学模型的正确性,表明了机器人结构简单,具有较强的越障能力.