| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第17-40页 |
| 1.1 研究的背景及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第18-38页 |
| 1.2.1 爬壁机器人吸附装置研究现状 | 第18-30页 |
| 1.2.2 Halbach阵列研究现状 | 第30-34页 |
| 1.2.3 永磁机构优化方法研究现状 | 第34-38页 |
| 1.3 论文组织结构 | 第38-40页 |
| 2 磁吸附爬壁机器人总体技术研究 | 第40-53页 |
| 2.1 爬壁机器人总体结构方案的研究 | 第40-44页 |
| 2.1.1 爬壁机器人设计要求及技术路线 | 第40-41页 |
| 2.1.2 吸附方式的选择 | 第41-42页 |
| 2.1.3 移动方式的选择 | 第42-43页 |
| 2.1.4 驱动方式的选择 | 第43页 |
| 2.1.5 磁吸附爬壁机器人的基本结构 | 第43-44页 |
| 2.2 磁吸附爬壁机器人静态稳定性分析 | 第44-48页 |
| 2.2.1 爬壁机器人空间位姿描述 | 第44-46页 |
| 2.2.2 沿壁面下滑 | 第46-47页 |
| 2.2.3 纵向翻转 | 第47页 |
| 2.2.4 横向翻转 | 第47-48页 |
| 2.2.5 法向脱离 | 第48页 |
| 2.2.6 沿壁面下滚 | 第48页 |
| 2.3 磁吸附单元吸附力总体要求 | 第48-50页 |
| 2.4 爬壁机器人静态稳定性的数值仿真分析 | 第50-52页 |
| 2.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 3 Halbach型磁吸附单元磁路设计和数学模型分析 | 第53-72页 |
| 3.1 磁路设计任务 | 第53-55页 |
| 3.1.1 磁路设计的基本方程 | 第53-54页 |
| 3.1.2 磁路设计的主要任务 | 第54-55页 |
| 3.2 磁性材料的选择 | 第55-57页 |
| 3.2.1 永磁材料的选择 | 第55-56页 |
| 3.2.2 软磁材料的选择 | 第56-57页 |
| 3.3 磁路结构的选择 | 第57-61页 |
| 3.3.1 聚磁技术 | 第57-58页 |
| 3.3.2 基于Halbach阵列的新型变磁力吸附单元的结构方案 | 第58-61页 |
| 3.4 Halbach型磁吸附单元数学模型及分析 | 第61-71页 |
| 3.4.1 理想Halbach阵列空间磁场数学模型及分析 | 第61-65页 |
| 3.4.2 非理想Halbach阵列空间磁场数学模型及分析 | 第65-71页 |
| 3.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 4 Halbach型磁吸附单元磁吸附性能有限元分析 | 第72-101页 |
| 4.1 新型磁吸附单元有限元分析 | 第72-82页 |
| 4.1.1 有限元分析数学模型 | 第72-74页 |
| 4.1.2 ANSYS二维有限元分析 | 第74-79页 |
| 4.1.3 ANSYS三维有限元分析 | 第79-82页 |
| 4.1.4 实验验证 | 第82页 |
| 4.2 几种永磁排列方式的比较 | 第82-86页 |
| 4.2.1 相同气隙长度的磁性能比较分析 | 第83-85页 |
| 4.2.2 不同气隙长度的磁性能比较分析 | 第85-86页 |
| 4.3 几种变磁力吸附机构的比较 | 第86-90页 |
| 4.3.1 相同气隙长度的磁性能比较分析 | 第87-89页 |
| 4.3.2 不同气隙长度的磁性能比较分析 | 第89-90页 |
| 4.4 磁吸附单元参数对磁吸附性能的影响 | 第90-100页 |
| 4.4.1 磁轭结构参数对磁吸附性能的影响 | 第90-93页 |
| 4.4.2 Halbach阵列单波长分段个数对磁吸附性能的影响 | 第93-97页 |
| 4.4.3 Halbach阵列结构尺寸对磁吸附性能的影响 | 第97-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-101页 |
| 5 基于免疫遗传算法的磁吸附单元多目标优化 | 第101-117页 |
| 5.1 永磁吸附单元的优化模型 | 第101-104页 |
| 5.1.1 优化设计变量 | 第101-102页 |
| 5.1.2 目标函数 | 第102-103页 |
| 5.1.3 约束条件 | 第103页 |
| 5.1.4 终止条件 | 第103-104页 |
| 5.2 多目标免疫遗传算法及其改进 | 第104-114页 |
| 5.2.1 算法的提出 | 第104-109页 |
| 5.2.2 算法的流程 | 第109-111页 |
| 5.2.3 算法的测试 | 第111-114页 |
| 5.3 优化结果及分析 | 第114-116页 |
| 5.4 本章小结 | 第116-117页 |
| 6 磁吸附单元磁性能和吸附可靠性实验研究 | 第117-129页 |
| 6.1 磁吸附单元空间磁场测量 | 第117-118页 |
| 6.2 磁吸附单元磁吸附力测量 | 第118-121页 |
| 6.2.1 硬件实现 | 第118-120页 |
| 6.2.2 软件设计 | 第120-121页 |
| 6.3 实验内容及结果分析 | 第121-128页 |
| 6.3.1 实验测试方法 | 第121-124页 |
| 6.3.2 实验结果及分析 | 第124-128页 |
| 6.4 本章小结 | 第128-129页 |
| 7 总结 | 第129-131页 |
| 7.1 论文总结 | 第129-130页 |
| 7.2 研究展望 | 第130-131页 |
| 致谢 | 第131-132页 |
| 参考文献 | 第132-147页 |
| 附录 | 第147页 |
