2015年,我國發(fā)布了《中國制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃,將機器人產業(yè)的發(fā)展提升到戰(zhàn)略層面。機器人技術集眾多高科技于一身,其應用不僅從制造領域走向非制造領域,而且正以驚人的速度不斷向軍事、航天、醫(yī)療、服務、交通、娛樂等非工業(yè)領域擴展。隨著機器人應用領域的不斷擴展,對機器人智能程度的要求也在不斷提高,因此給機器人配備智能仿生眼,使其像人類一樣感知和獲取環(huán)境信息、快速準確地識別和跟蹤目標顯得尤為重要。電機是機器人仿生眼的驅動部件,機器人智能化的發(fā)展對仿生眼用電機提出了更高的要求,如體積小、重量輕、結構緊湊、定位精度高、運行范圍大、輸出力矩大、機械結構簡單等。顯然,無需位置傳感器就能夠實現(xiàn)高精度位置控制的兩自由度混合式步進電機是仿生眼驅動的理想選擇。但是,不但目前的兩自由度混合式步進電機結構復雜,體積大,難以滿足仿生眼驅動要求,而且混合式步進電機目前的理論分析方法、混合式步進電機標準的轉子磁體結構,也難以滿足仿生眼驅動用兩自由度混合步進電機結構的創(chuàng)新和分析及優(yōu)化需求。因此本文基于仿生眼驅動用兩自有度混合式步進電機,對混合式步進電機的研究方法及磁體結構進行創(chuàng)新、對兩自由度混合式步進電機原理及結構進行... 

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和研究意義
    1.2 仿生眼及其驅動的研究現(xiàn)狀
    1.3 混合式步進電機的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 混合式步進電機分析方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 混合式步進電機拓撲結構的研究現(xiàn)狀
    1.4 兩自由度混合式步進電機的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 多自由度電機的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 兩自由度混合式步進電機的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究內容
第二章 混合式步進電機的齒層計算轉矩法及二維等效有限元分析方法研究
    2.1 混合式步進電機及其基于齒層比磁導法的場路結合分析
        2.1.1 步進電機及混合式步進電機
        2.1.2 混合式步進電機的齒層比磁導法
    2.2 混合式步進電機的齒層計算轉矩法的提出及研究
        2.2.1 齒層計算轉矩法的提出及理論分析證明
        2.2.2 齒層計算轉矩法在步進電機性能分析中的應用
        2.2.3 齒層計算轉矩法的有限元仿真驗證分析
    2.3 混合式步進電機的二維等效有限元分析方法研究
        2.3.1 二維等效有限元分析模型的建立
        2.3.2 二維等效有限元分析模型的參數(shù)確定
        2.3.3 三維有限元仿真驗證分析
    2.4 本章小結
第三章 定子磁體混合式步進電機的結構原理及性能分析
    3.1 引言
    3.2 定子磁體混合式步進電機的結構及工作原理
        3.2.1 定子磁體混合式步進電機的結構
        3.2.2 定子磁體混合式步進電機的工作原理
    3.3 定子磁體混合式步進電機的有限元分析與樣機實驗
    3.4 不同結構定子磁體混合式步進電機的性能比較分析
        3.4.1 比較模型建立
        3.4.2 空載特性比較
        3.4.3 負載特性比較
        3.4.4 有限元仿真驗證分析
    3.5 定子磁體和轉子磁體混合式步進電機的性能比較分析
        3.5.1 近似最佳永磁氣隙磁密及鐵心迭長
        3.5.2 永磁轉矩及定位轉矩比較
        3.5.3 定轉子鐵心磁通密度比較
        3.5.4 輸出轉矩及功率密度比較
        3.5.5 永磁體漏磁及利用率比較
        3.5.6 有限元仿真驗證分析
    3.6 本章小結
第四章 新型兩自由度混合式步進電機的結構、原理及電磁耦合分析研究
    4.1 引言
    4.2 新型兩自由度混合式步進電機的結構原理
        4.2.1 球形正交結構兩自由度混合式步進電機
        4.2.2 球形非正交結構兩自由度混合式步進電機
        4.2.3 非球形結構兩自由度混合式步進電機
    4.3 不同結構兩自由度混合式步進電機對比研究
        4.3.1 運行范圍比較
        4.3.2 定位精度比較
        4.3.3 轉矩密度比較
        4.3.4 不平衡力比較
    4.4 兩個自由度電機之間的電磁耦合分析
        4.4.1 電磁耦合產生原因及抑制削弱措施
        4.4.2 有限元仿真驗證分析
    4.5 本章小結
第五章 新型兩自由度混合式步進電機的性能分析及樣機實驗
    5.1 引言
    5.2 新型兩自由度混合式步進電機的性能分析
        5.2.1 二維等效有限元分析模型建立
        5.2.2 二維等效有限元分析模型驗證
        5.2.3 空載特性分析
        5.2.4 負載特性分析
        5.2.5 定位精度分析
        5.2.6 不平衡力分析
    5.3 樣機實驗
        5.3.1 球形正交結構兩自由度混合式步進電機樣機實驗
        5.3.2 球形非正交結構兩自由度混合式步進電機樣機實驗
        5.3.3 非球形結構兩自由度混合式步進電機樣機實驗
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 前景展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間學術成果
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]五相容錯式磁通切換永磁電機的氣隙磁場調制運行機理分析[J]. 吉敬華,潘小云,趙文祥,陶濤.  中國電機工程學報. 2017(21)
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本文編號：3703576