用于柔顺关节的磁流变液传动装置设计与实验研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengjiangjie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统的刚性机器人和软体机器人学科分别解决了人机交互中的安全性问题和机器人本身的工作精度问题。在机器人工作中柔顺关节的研究使得机器人的两个要求同时得到满足。针对上述问题,研发一种多盘式磁流变液传动来代替传统刚性关节结构具有重要意义。磁流变液是一种智能材料,具备在磁场环境中相变的特性,其粘度可随着外加磁场的变化而在数十毫秒内连续可逆变化。本文依据磁流变液特性提出了一种机器人柔顺关节,设计了磁流变传动装置,主要研究内容如下:(1)基于磁流变液传动技术提出一种基于多盘式磁流变传动的机器人柔顺关节。将磁流变传动装置嵌入刚性机器人关节中,以变刚度传动方式保证了关节的柔顺性,从单盘式到多盘式的提升保证了足够输出强度和安全性。(2)分析磁流变液传动中磁性颗粒的受力作用,并利用颗粒间相互作用力,从微观上的角度分析了磁流变液颗粒链的受力并以此得到宏观剪切模型,并与宏观模型联系。研究磁流变液柔顺关节的控制机理,利用磁流变液本构模型,磁流变液测试数据进行参数拟合,结合磁通计算模型和扭矩传递模型联立了速度控制模型。(3)为保证输出强度,设定了目标最大扭矩为5N·m,设计了一种磁流变液传动装置,并对其中的扭矩传递模型中的参数的影响进行了Matlab仿真,根据实际情况对转矩传递的影响因子选择最优参数。进行了磁路的设计,并利用电磁仿真软件Maxwell对该装置的工作间隙处磁场强度大小进行有限元仿真分析。根据仿真结果得到最优参数以加工样机。模型仿真结果表示磁场强度可达到0.3T以上。(4)加工磁流变液柔顺关节样机,针对不同表面粗糙度和表面纹理对传递扭矩的影响,进行了分析和实验,搭建了磁流变液测试实验平台,测试柔顺关节传动特性指标,并进行磁流变传动的扭矩传动特性和响应特性等指标进行了实验测试。实验结果表明表面粗糙度越大,所能传递的扭矩会越大;不同对纹理对传递扭矩也有一定的影响。磁流变传动装置输出稳定快速,且可无级调控。且该装置能有效保证关节操作的准确性,满足设计要求。
其他文献
自动重合闸广泛应用于输电线路,但若重合于故障,短路电流会在短时间内对系统和设备造成两次冲击,导致严重的后果,因此自适应重合闸的概念被提出。自适应重合闸的研究内容主要
随着汽车、航空航天、机器人、材料试验等诸多工业与科研领域对动态力测量的准确度要求不断提高,力传感器作为测量中最重要环节,其动态性能显得日益重要。然而现今力传感器普
本研究根据新马克思主义空间理论和文化人类学的地志学进路,试图通过对一个乡村社会(汉村)从清末至今的空间景观、家屋地貌、村落格局、日常生活生产方式变迁以及社会事件等
植物细胞应对重金属胁迫的最初表现为细胞壁硬化与伸展性受限,即重金属改变了植物细胞壁的力学性能。本论文采用多聚赖氨酸修饰膜黏附水稻悬浮细胞,并通过石英晶体微天平技术
人脸分析一直以来都是计算机视觉和模式识别领域研究的热点问题之一。人脸分析通过对人脸图像进行分析来获得身份、年龄、性别、表情等关键信息。常见的人脸分析任务包括人脸
因人类过度使用引起的能源短缺、以及逐渐恶化的环境污染问题,促使科研工作者将能源研究的重点转移到可持续和可再生能源领域,例如太阳能、风能、潮汐能等。为了满足对新兴能
处于社交网络时代的我们,人人都是知识内容的发布者。知识内容主要来自于途径,一个是用户的发布内容(微博,博客)等,另外一个是用户之间的交互(标签,评论,回复)。这些内容之间
不可再生的化石燃料正在迅速的被消耗,能源的有效利用问题严重的制约着社会发展,使得能源的储存和转化备受关注。相较于当前能量密度低的商业化锂离子电池,锂硫电池的优势十
免疫层析测定是基于抗原抗体特异性反应和层析技术发展起来的一项免疫检测技术。由于其简便、快速、灵敏度高、特异性强、操作简单等优点而广泛应用于医学、环境检测、食品监
高维目标优化问题(Many-objective Optimization Problem,MaOP)一直以来是多目标优化领域(Multi-objective Optimization Problems,MOPs)极具挑战性的难题。其中,基于决策者