摘要：在自动化越来越普遍的的今天，很多危险的工作已经不再需要人力去完成，如船舶油管的维护，核能工业，化石行业等，爬壁机器人的应用得到体现。爬壁机器人因为灵巧、安全、稳定，能搭载相应的工具去完成指定的任务，越来越多的研究者投入其中研究开发，爬壁机器人的种类也越来越多，性能也越来越完善。

本次研究设计是一款悬磁吸附爬壁小车，研究内容包括小车的框架设计、运动方式、驱动方式、磁吸附方式、小车运行程序的编写、永磁体的磁力仿真。爬壁小车需要在导磁壁面进行静态受力分析和动态受力分析，得出小车需要的最小吸附力和电动机所需要的牵引力。对小的硬件进行选型安装，爬壁程序的编写。用ANSYS对永磁铁进行磁力分析，求证是否满足爬壁小车需要的最小吸附力，选择永磁铁的排列方式。以上述条件做为爬壁小车的一个理论基础完成小车的搭建，对设计完成的小车进行多次调试，验证是否满足要求。

关键字：爬壁小车  永磁铁  受力分析  ANSYS

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-1

1.1研究的背景和意义-1

1.2爬壁小车的国内外研究现状-1

1.3爬壁小车的未来发展方向-2

1.4课题的主要研究内容-3

1.5本章小结-4

第2章 悬磁吸附爬壁小车的总体设计方案-5

2.1悬磁吸附爬壁小车的设计目的和要求-5

2.2悬磁吸附爬壁小车的运动方式-5

2.3悬磁吸附爬壁小车的驱动方式（四驱）-6

2.4永磁材料的挑选与吸附方式-6

2.4.1永磁材料的选择-6

2.4.2磁吸附方式的选择-7

2.5控制系统的设计-8

2.5.1 最小系统板-8

2.5.2电源模块-8

2.5.3稳压模块-9

2.5.4 驱动模块-10

2.5.5蓝牙模块-10

2.6爬壁小车底板设计-11

2.7爬壁小车车轮的选择-12

2.8爬壁小车的基本框架-13

2.9本章小结-13

第3章 悬磁吸附爬壁小车的受力分析-14

3.1悬磁吸附爬壁小车的静态受力分析-14

3.2悬磁吸附爬壁小车的动态受力分析-15

3.3本章小结-16

第4章 运用ANSYS对磁吸附装置进行仿真分析及排列安装-17

4.1ANSYS软件介绍-17

4.2ANSYS的仿真步骤及结果-17

4.4永磁铁的安装排列-21

4.3本章小结-22

第5章 程序编写-23

5.1 程序流程图-23

5.2手动模式程序-23

5.3自动模式程序-24

5.4本章小结-25

第6章 调试与运行-26

6.1小车的承重测试-26

6.2小车的爬壁测试-27

6.3小车的速度测试-28

6.4自动行走-29

6.5本章小结-30

第7章 总结与展望-31

7.1总结-31

7.2展望-31

参考文献-33

致谢-34