基于Halbach阵列爬壁机器人永磁轮吸附单元的设计与优化 (2015年)

针对爬壁机器人的工作环境和要求，基于Halbach阵列理论提出了新型磁轮吸附单元的拓扑结构．通过有限元仿真研究了磁轮轭铁厚度、极对数、轴向和周向磁化单元比例等若干因素对吸附力的影响．设计了两组实验，分别测试磁轮吸附力周向变化状况和空气隙对磁轮吸附的影响．在验证分析结果准确性的基础上，基于多岛遗传优化算法对磁轮结构参数进行了全局优化分析．结果表明：优化后的磁轮吸附力与磁轮重量比与优化前相比提高了近2倍，极大地提高了磁能利用率．