磁悬浮球形主动关节的运动特性研究

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4、节的运动特性研究（申请硕去学位）徐大明指导教师：曾励扬州大学中华人民共和国，扬州２０１５年４月Ｉ摘要随着现代工业的发展，主动关节的应用变得越来越广泛。对现有主动关节分析可知，。驱动与传动技术制约着其整体性能，基于此，本文开展对磁恳浮球形主动关节的研究磁＂＂悬浮球形主动关节可零传动的方式直接驱动关节转子，这就使得关节的结构及关节控制系统大为简化。磁悬浮球形主动关节在多自由度运动结构系统中可１＾＾？代替两台或多台单自由度的电机驱动，，使得传动链大大地缩

5、短体积和重量减小，从而提高了系统的效率、精度和动态响应速度。由上可见，对磁悬浮球形主动关节的研究无论是从应用还是理论来讲都具有广泛的意义。磁悬浮球形主动关节的硏巧，关键在于对关节转子运动状态的分析及关节检测控制系统的设计。本文基于已设计的关节结构，着重研究了关节的运动状态，并搭建实验平台对转子运动进行实验研究。具体工作包括如下几个部分：，运用虚位移原理基于对磁悬浮球形主动关节定、转子间隙磁感应强度的分析，建立磁悬浮球形主动关节电磁驱动本构方程；利用Ａｎｓｙｓ软件对感应磁场

6、进行有限元分析，得出并验证了电磁悬浮力、电磁转矩、磁通密度与空间位移参数与控制参数的变化关系。基于磁悬浮球形主动关节定转子结构及运动分析，建立符合边界条件的球坐标系下的流体动压分布方程，并运用有限差分法求解定转子气膜在稳态时与动态时的承载特性。分析了转子在电磁场及流体场共同作用下的运动情况，分析了球形转子在不平衡力矩作用下的进动与章动。搭建磁悬浮球形主动关节实验平台，并在现有的条件下对磁悬浮球形主动关节转子的运动状态实验分析。关键词：磁悬浮球形主动关节本构方程运动分析

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