机器人臂万向磁悬浮球形主动关节的关键技术基础研究

项目名称： 机器人臂万向磁悬浮球形主动关节的关键技术基础研究

项目编号： No.51375427

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 曾励

作者单位： 扬州大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 关节的驱动与传动技术是制约机器人整体性能的关键环节，目前尚缺乏具有潜力的技术解决方案。项目提出基于机器人臂的万向磁悬浮球形主动关节，研究关节悬浮和绕任意轴定点旋转的机理；基于电磁学、转子动力学及空气动力学创建气隙动力学理论，建立包括绕流边界层特性的悬浮力和力矩模型，结合关节臂的6自由度动力学模型，基于有限元和仿真分析运用最小二乘支持向量机建立系统精确模型，研究气隙刚度、悬浮力及驱动力矩等特性，分析关节稳定性和动态响应性能；基于模糊神经网络逆实现多变量非线性动态解耦，得出机器人臂关节解耦控制及高精度、快速响应的闭环鲁棒控制理论和实现方法；基于虚拟样机技术进行多参数协同仿真和优化设计样机结构及参数；研究关节姿态陀螺检测及无位移/速度传感器自检测的理论和实现方法；设计机器人臂关节的样机实验台进行试验研究。项目研究对机器人关节及高速悬浮机械发展提供理论支持，对改善多自由度关节性能等均具有重要意义。

中文关键词： 感应式；磁悬浮球形主动关节；模糊神经网络；内模控制；无源被动悬浮

英文摘要： The joints' drive and transmission technology is the key point that restricts the overall performance of robots and there hasn't been any reasonable technological solution. The concept of universal maglev spherical active joints for robot arms was propose

英文关键词： Induction；Magnetic levitation spherical active joint；Fuzzy neural network；Internal mode control；Passive suspension