某爬壁檢測機器人的磁性履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22017某爬壁檢測機器人的磁性履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析案例 四、永磁材料應(yīng)滿足高性價比的要求。根據(jù)表3-1中的對比分析，按照磁能積來比較的話稀土永磁材料約是其他永磁材料的兒十倍，主要優(yōu)點是磁性穩(wěn)定、磁性能高、加工性好。通過查閱罕見的稀土永磁材料資料，我們知道第三代稀土永磁材料釹鐵硼被稱為“磁王”，它的剩磁、最大磁能積、矯頑力等性能高于其他材料。綜上所述，本文選取釹鐵硼(NdFeB)作為吸附單元的永磁材料。經(jīng)查閱相關(guān)資料，最終確定采用釹鐵硼35(N35)，其性能如下表3-2。

表1.2N35的基本性能參數(shù)剩磁（T）最大磁能積矯頑力內(nèi)稟矯頑力回復(fù)磁導(dǎo)率密度居里溫度801.1.2永磁鐵的參數(shù)設(shè)計計算當(dāng)爬壁機器人處于臨界位置(頂部位置)時，此時需要的磁吸附力最大，,處于臨界條件時，N為0N。此時永磁體產(chǎn)生的吸力等于或大于重力G。通過計算。取安全系數(shù)1.5，即永磁鐵產(chǎn)生的吸力應(yīng)大于等于300N。1.2運動模塊的設(shè)計1.2.1鏈的參數(shù)計算履帶由鏈節(jié)和履帶板組成。根據(jù)履帶式機器人的要求做出以下假設(shè)，從而確定鏈條類型的假設(shè)如下：假設(shè)鏈輪初始齒數(shù)為Z=25；轉(zhuǎn)速為；鏈條節(jié)距預(yù)設(shè)鏈輪驅(qū)動功率;鏈輪的初始轉(zhuǎn)速。根據(jù)功率與轉(zhuǎn)速查機械設(shè)計手冊可知選擇鏈號12A-1，具體參數(shù)如下表1.3所示[16]。

表1.312A-1型鏈條參數(shù)ISO鏈號節(jié)距P滾子直徑內(nèi)接寬軸銷直徑內(nèi)鏈板高度排距抗拉載荷12A-119.0511.9112.575.941812.7821.8KN假設(shè)兩鏈輪的中心距為，則鏈輪中心之間的鏈節(jié)數(shù).鏈節(jié)數(shù): (3-6)鏈條長度L： (3-7)中心距： (3-8) (3-9)解得=381mm?？紤]到小車的總體尺寸取兩輪的中心距為。張緊輪滾子鏈鏈輪的主要尺寸如下： (3-10)分度圓直徑： (3-11)齒頂圓直徑： (3-12) 選取齒頂圓直徑160mm.齒根圓直徑： (3-13)取齒根圓直徑140mm.鏈傳動示意圖如圖1.1所示：圖1.1鏈傳動示意圖1.2.2電機的參數(shù)計算小車是否能穩(wěn)定的吸附在水冷壁壁面上，主要取決于永磁吸附機構(gòu)是否能提供足夠的吸力與電機是否能提供足夠的驅(qū)動力。驅(qū)動小車運動的電機必須滿足電機提供的最小轉(zhuǎn)矩，以保證小車在管道壁上的平穩(wěn)運動，且電機輸出的最小功率必須大于小車運動所需要的最小功率。因為不需要精確控制電機的角速度，所以選用直流減速電機作為機器人的驅(qū)動單元。假設(shè)小車以V=20m/min的速度勻速向上行駛，鏈輪所需功率為： (3-14) (3-15) (3-16)式中為傳動裝置的總效率，為電機一級減速裝置的效率，查機械設(shè)計手冊后取0.98；為齒輪傳動效率，查機