闫晨飞　孙振国，2　张文增　陈　强，2

(1.清华大学先进成形制造教育部重点实验室　北京　100084 2.浙江清华长三角研究院　嘉兴　314006)



变磁化方向单元组合式永磁吸附装置优化设计

闫晨飞1孙振国1，2张文增1陈强1，2

(1.清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 2.浙江清华长三角研究院嘉兴314006)

在永磁吸附装置设计理论的基础上，提出并实现了一种变磁化方向单元组合式永磁吸附装置。该装置由若干磁化方向不同的永磁体紧密排列而成，不同磁化方向首尾相连构成环形。采用有限元法对新型永磁吸附装置进行了参数化建模、结构特性分析、磁路仿真、吸附力计算和结构参数优化。试制了相同材料和体积的新型和Halbach型永磁吸附装置，测定了单位质量吸附力与气隙厚度的关系曲线。实验结果表明，与Halbach型永磁吸附装置相比，新型永磁吸附装置的单位质量吸附力平均增加了1倍，最大增幅达2.3倍。

永磁吸附装置磁路设计磁路仿真参数优化Halbach阵列

0　引言

随着材料技术的发展，永磁体的性能越发优良，得到了广泛应用[1，2]。永磁吸附装置是永磁体应用中十分重要的一类，主要应用于爬壁机器人、永磁吸盘、磁性夹具、起重装置、永磁接触器[3]等。永磁吸附装置对铁磁材料的吸附能力优于真空吸附装置。与电磁吸附装置相比，永磁吸附装置重量和体积更小，无需电源和冷却设备，没有意外断电失去吸附力的安全隐患[4，5]。因此，永磁吸附装置具有广阔的应用前景。

为最大限度发挥磁性材料性能[6]，减小装置整体质量，需要对永磁吸附装置的磁路进行优化设计[7]，以聚集尽量多的磁场[8]，增加其单位质量所提供的吸附力。……