导管架爬壁机器人力学分析与磁吸附单元优化设计

来源：机床与液压杂志2024年第23期北京时间：

作者：任福深，刘金刚，刘均，王宝金，王克宽

单位：东北石油大学三亚海洋油气研究院；东北石油大学三亚海洋油气研究院；东北石油大学三亚海洋油气研究院；东北石油大学三亚海洋油气研究院；中国石油集团工程技术研究院有限公司

摘要：为了解决爬壁机器人在海洋平台导管架水平面上下稳定吸附的问题，设计一种履带式磁吸附爬壁机器人。通过介绍导管架爬壁机器人的基本结构，分析其在不同失稳条件下所需的最小磁吸附力。利用ANSYS Maxwell软件研究磁吸附装置中永磁体的关键参数对永磁吸附力和磁质比的影响。对磁吸附装置中永磁体的关键尺寸参数进行优化设计，并开展磁吸附单元和整机实验。结果表明：经过优化设计后，该导管架爬壁机器人的吸附力由68.2 N增大至79.5 N，可稳定吸附于海洋平台导管架壁面上。

关键词：爬壁机器人;力学分析;磁吸附;优化设计

基金资助：海南省高新技术项目(ZDYF2023GXJS004)；中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目（2021DJ2504）