用于柔顺关节的磁流变液传动装置设计与实验研究

发布时间：2024-06-06 04:46

　　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...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

的刚度来达到的。而要改变关节刚度，主要对新型的传动机构或者新型驱动进行研究。张亚平、周建军等在刚性驱动器的基础上集成弹性环、片弹簧等弹性元件得到可变刚度的关节驱动器[40]。更多的研究是采用螺旋弹簧[41-43]、或并联拮抗结构来实现驱动刚度的可调[44-45]。也有在弹簧传动件....

的刚度来达到的。而要改变关节刚度，主要对新型的传动机构或者新型驱动进行研究。张亚平、周建军等在刚性驱动器的基础上集成弹性环、片弹簧等弹性元件得到可变刚度的关节驱动器[40]。更多的研究是采用螺旋弹簧[41-43]、或并联拮抗结构来实现驱动刚度的可调[44-45]。也有在弹簧传动件....

第1章绪论尼器的机器人柔顺关节，可有效抑制关节振动。磁流变液阻尼器如图1-6所示向明等人[61]提出了一种基于磁流变液离合器的刚度可调的机械关节，它利用磁流变效应研究出一种变刚度机构，通过控制磁场的强度来调节关节刚度和离合矩的大小；这种可控特性可以保护电机以及机械结构的....

第1章绪论尼器的机器人柔顺关节，可有效抑制关节振动。磁流变液阻尼器如图1-6所示向明等人[61]提出了一种基于磁流变液离合器的刚度可调的机械关节，它利用磁流变效应研究出一种变刚度机构，通过控制磁场的强度来调节关节刚度和离合矩的大小；这种可控特性可以保护电机以及机械结构的....

本文编号：3990326