新型双层Halbach永磁单元建模与仿真研究

袁亚强, 王战中, 赵童

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20210023

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 34 ›› Issue (04) : 95 -102. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20210023

新型双层Halbach永磁单元建模与仿真研究

袁亚强, 王战中, 赵童

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摘要

针对有效提高爬壁机器人磁吸附单元吸附能力的问题,基于磁体同极对接和传统Halbach永磁体阵列吸附单元,提出并设计了一种新型双层Halbach永磁体阵列吸附单元。首先,运用Ansoft Maxwell软件对建立的吸附单元模型进行分析,得到其磁力线和磁感应强度更集中分布在工作间隙中。其次,对磁吸附单元构成模块的相关结构尺寸进行优化分析并得到优化后的结构尺寸。最后,用优化后的吸附单元与传统Halbach磁吸附单元进行仿真比较分析。仿真结果表明,在相同尺寸条件下,新型双层Halbach永磁体阵列吸附单元的磁吸附力提高了50.25%,为磁力吸附爬壁机器人磁吸附单元设计提供了方向。