永磁多维机器人关节用球形电动机的研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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永磁多维机器人关节用球形电动机的研究

项目名称：永磁多维机器人关节用球形电动机的研究
项目类别：面上项目
批准号：50377010
申请代码：E070303
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：王群京
负责人职称：教授
依托单位：合肥工业大学
批准年度：2003

中文摘要：

针对目前国内外仿人型机器人关键基础件之一的关节电机的现状- - 多采用常规电励磁电机、数量大且传动机构复杂，提出采用新型永磁材料的球形永磁多维关节电动机的新构想，在长期研究永磁电机的基础上将基于传统电机理论的球形电动机的研究进行变革，利用三维有限元计算方法结合三维解析解分析，建立这种电机的数学模型和设计理论，采用先进的智能控制模式进行电机的系统仿真并结合实际样机制造比对设计、计算结果。该项目成果预计有可能填补国内空白，明显提高我国仿人型机器人的研究水平。

中文主题词：永磁；球形步进电机；机器人关节电机

英文摘要：

PM; Spherical Stepper Motor; R

英文主题词： PM; Spherical Stepper Motor; R

结论摘要：

针对目前国内外仿人型机器人关键基础部件之一的关节电机的现状- - 多采用常规电励磁电机、数量大且传动机构复杂，提出采用新型永磁材料的球形永磁多维关节电动机的新构想，在长期研究永磁电机的基础上将基于传统电机理论的球形电动机的研究进行变革，利用三维有限元计算方法结合三维解析分析，建立这种电机的数学模型和设计理论，采用先进的控制模式进行电机的系统仿真并结合实际样机制造比对设计、计算结果。研究的具体内容有第一，在充分调研已知球形电机结构的基础上，对球形电机中常用的永磁体进行了建模分析，在此基础上采用积分方程法对电机的气隙磁场进行了计算，与三维有限元法计算结果加以对比，具有良好的一致性，为电机的转矩计算和优化设计打下坚实的基础；第二，进行电机转矩特性、运动学和力学建模及稳态温度场的研究，转矩的计算主要采用麦克斯韦张量法和虚位移法，并对电机的动态过程、结构参数及其对转矩特性的影响和不同控制方式下稳态温升进行了研究和探讨；第三，电机运动控制算法的研究，提出了适合与离散步进和连续轨迹跟踪的运动控制算法，进行了仿真验证；第四，在理论分析的基础上，设计并制作了实验样机，进行了实验验证。

成果综合统计