磁悬浮球形主动关节系统的研究

项目名称： 磁悬浮球形主动关节系统的研究

项目编号： No.50975249

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 曾励

作者单位： 扬州大学

项目金额： 29万元

中文摘要： 基于磁悬浮技术、电机技术及机器人关节技术，提出并研制一种多自由度磁悬浮球形主动关节系统。从理论上分析磁悬浮球形主动关节既产生支承球形关节的径向悬浮磁力，同时又产生驱动球形关节多自由度转动的切向磁转矩的工作机理。推导磁悬浮球形主动关节产生的径向悬浮力和任意自由度方向的切向磁转矩公式，并通过简易的模型实验对关节进行稳定悬浮和旋转驱动的实验验证。用有限元法分析方法计算磁悬浮球形主动关节磁场各参数的分布规律和磁场间的耦合关系，对磁路结构进行优化，设计主动关节的本体结构。根据本体结构的特点，用空间转子动力学分析方法建立磁悬浮球形主动关节系统的动力学耦合模型，设计系统的自检测解耦控制系统并进行系统仿真优化，为磁悬浮球形主动关节的原理论证和设计计算提供依据。最终制造出本体样机，根据仿真结果设计和构建自检测解耦控制系统，并进行磁悬浮球形主动关节的实验。

中文关键词： 磁悬浮球形主动关节；三维动力学模型；状态重构同步控制；有限元分析；解耦控制

英文摘要：

英文关键词： Maglev spherical active joint；three-dimensional dynamics mod；state reconstruction synchrono；finite element analysis；decoupling control