电磁驱动永磁吸附一体化微型爬壁机器人研究

拟通过在电磁微马达的转子上增加永磁吸附装置，将其直接作为微型爬壁机器人的轮子，实现驱动吸附一体化设计。以电磁场理论为基础，研究该机构磁路优化的设计方法，以提高输出力矩和磁吸附力为目标，研究其机电动力学模型、能量转换效率、力矩特性分析、结构尺寸优化等问题。建立全方位微型轮式爬壁机器人的动力学模型，以提高负载能力为目标，研究其整体结构尺寸优化的设计方法。以微细加工技术为基础，采用粘结键合技术与精密装配相结合的方法，形成微型爬壁机器人本体结构部件与传动机构的制备和装配方法。研究微型爬壁机器人控制系统集成的微型化技术、微能源供给方法以及其运动控制策略，使其单边尺寸小于3cm，可进入导磁的狭窄管道中或者大型工业设备零部件的内部进行检测。本项目无论是在推动微型爬壁机器人相关技术研究还是在促进其可实用化方面都具有重要的意义。

创新提出了在电磁微马达的转子上增加永磁吸附装置，将其直接作为微型爬壁机器人的轮子，实现驱动吸附一体化。以电磁场理论为基础，对该机构磁路进行了优化设计，提高了输出力矩和磁吸附力，研究其机电动力学模型、能量转换效率、力矩特性分析、结构尺寸优化等问题。建立全方位微型轮式爬壁机器人的动力学模型，对其整体结构尺寸进行了优化设计，以提高其带负载的能力。以微细加工技术为基础，采用粘结键合技术与精密装配相结合的方法，形成微型爬壁机器人本体结构部件与传动机构的制备和装配方法。研究了微型爬壁机器人控制系统集成的微型化技术、微能源供给方法以及其运动控制策略。本项目完成了电磁驱动永磁吸附一体化微型爬壁机器人设计及制作，其单边尺寸小于3cm，可进入导磁的狭窄管道中或者大型工业设备零部件的内部进行检测。