什么是磁吸附爬壁機(jī)器人及分類原理介紹

當(dāng)前全球各國向機(jī)械化、智能化發(fā)展勢(shì)頭迅猛，各類智能產(chǎn)品伴隨著“便捷式生活”、“加快工業(yè)發(fā)展”等使命而誕生，在科技與互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的洪流下，爬壁機(jī)器人早已揭開初創(chuàng)時(shí)的神秘面紗，逐漸在核工業(yè)、石化工業(yè)、建筑業(yè)、船舶工業(yè)、航空航天、市政工程及軍事等多方面得到廣泛的應(yīng)用。

爬壁機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，但相比于普通的移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)空間更為廣泛，爬壁機(jī)器人不僅可以在水平壁面進(jìn)行移動(dòng)，也可以在與水平面有角度的壁面甚至是懸垂壁面運(yùn)動(dòng)，這得益于爬壁機(jī)器人的一個(gè)獨(dú)特裝置——壁面吸附機(jī)構(gòu)，根據(jù)爬壁機(jī)器人的吸附機(jī)理，可以將爬壁機(jī)器人分為負(fù)壓吸附、磁吸附、抓扣式吸附和仿生吸附四類，吸附方式不同的爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)不同，應(yīng)用領(lǐng)域也存在較大差異。
 
磁吸附爬壁機(jī)器人適用于導(dǎo)磁性材料構(gòu)成的壁面上進(jìn)行作業(yè)，通過永磁鐵或者電磁鐵相對(duì)于導(dǎo)磁壁面材料產(chǎn)生的吸附力，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)壁面的一個(gè)正壓力，并且可以依靠機(jī)器人和壁面間的摩擦力來克服自重從而在壁面上附著、移動(dòng)、越障等的機(jī)器人，磁吸附爬壁機(jī)器人較真空吸附爬壁機(jī)器人的吸附更為可靠，不會(huì)發(fā)生漏氣現(xiàn)象，目前，磁吸附爬壁機(jī)器人具有永磁吸附和電磁吸附兩種：

1、電磁吸附

利用電生磁的原理，通過電流的磁場(chǎng)效應(yīng)產(chǎn)生磁力吸附在壁面上，電永磁吸附結(jié)構(gòu)具有磁力大小可調(diào)節(jié)的功能，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大體積的機(jī)器才可以帶動(dòng)。

2、永磁吸附

是通過在底部設(shè)計(jì)安裝上永磁材料，形成磁力碗，然后很好的吸附在金屬壁面的表面；

電磁吸附可以調(diào)節(jié)電流從而調(diào)節(jié)磁力大小，控制較為靈活，但是耗電量大不利于無線操控，同時(shí)存在斷電墜落的風(fēng)險(xiǎn)；永磁吸附更為可靠，但體積較大，吸附力調(diào)節(jié)困難。

隨著近年來磁性材料的突破，商用銣鐵硼磁鐵表面磁力達(dá)到50 MGOe，可以吸附超過自身重量100倍的物體，因此采用永磁吸附的爬壁機(jī)器人已逐漸成為主流，并在數(shù)值仿真技術(shù)助力下，對(duì)永磁輪進(jìn)行建模仿真，計(jì)算磁路磁力線以及磁感應(yīng)強(qiáng)度分布，進(jìn)而優(yōu)化了磁輪的軛鐵厚度和氣隙厚度等，為解決永磁吸附磁力大小不可調(diào)，取下困難等問題。
 
磁吸爬壁機(jī)器人是近年來發(fā)展最為迅速的機(jī)器人，在造船、石化、核電等行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，磁吸附爬壁機(jī)器人不會(huì)受壁面凹凸或者裂縫的限制，和其他吸附模式相比較，對(duì)工作環(huán)境有更好的適應(yīng)性，主要是克服重力，在具有一定的傾斜度、垂直或者倒立的壁面上具有靜止以及移動(dòng)的能力。

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