風力發(fā)電機塔身清刷機器人結構設計及其吸附性能研究.pdf

1、在目前已知的能源中，風能因具有清潔環(huán)保、資源總量豐富等眾多優(yōu)點而被廣泛應用。高效地利用風能可以降低能源危機的威脅、減少生活中碳排放、緩解溫室效應。風力發(fā)電機作為風力發(fā)電的主要承載形式，它的維護和保養(yǎng)至關重要，但目前對于風力發(fā)電機塔筒的清潔維護還是主要由人工完成，這樣的作業(yè)方法效率低下、工作強度大，人工作業(yè)方式被淘汰已經成為歷史必然。本文旨在研究一種能夠在風力發(fā)電機塔筒上進行清刷作業(yè)的爬壁機器人，主要對清刷機器人進行結構設計、力學分析，及

2、吸附性能研究，并制作機器人底盤原理樣機，對文中所討論的機器人吸附性能、運動能力等關鍵問題進行了試驗研究，驗證其正確性。
　　為了研究適用于風力發(fā)電機塔身清刷的爬壁機器人，首先結合機器人的工作環(huán)境和對吸附性能的要求，對清刷機器人的行走方式、吸附方式、清刷方案、懸架方案進行了概述，根據(jù)不同結構方案的優(yōu)缺點，提出了適用于風力發(fā)電機塔筒清刷的具體實施方案。在介紹清刷機器人總體方案后，設計出整體結構，包含底盤機構、吸附機構、磁隙調節(jié)裝置機構

3、和清刷機構。
　　其次，給出機器人穩(wěn)定吸附的條件，分別對機器人相對塔筒壁面靜止、直線行走以及原地轉向三種運動狀態(tài)進行力學分析，求得機器人安全吸附的最小吸附力，并對機器人底盤進行拓撲優(yōu)化，減少不必要的材料，減輕機器人總體質量。
　　再次，通過電磁分析軟件Ansoft Maxwell對機器人永磁吸附裝置進行仿真分析，研究了吸附裝置各參數(shù)對吸附力的影響，并基于高效率、輕量化的目標要求，對吸附裝置的參數(shù)進行優(yōu)化，并找出最終優(yōu)化結果。