混合式变刚度磁弹簧力学特性研究

作     者：谢延松 张明 孙凤 孙兴伟 徐方超 张磊 XIE Yan-song;ZHANG Ming;SUN Feng;SUN Xing-wei;XU Fang-chao;ZHANG Lei

作者机构：沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 辽宁科技学院机械工程学院本溪117004 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52005344,52005345) 辽宁省教育厅青年项目(LJKQZ2021044) 辽宁省教育厅科学技术研究青年项目(202007141) 国家重点研发计划(2020YFC2006701) 中央引导地方科技发展专项(2020JH6/10500048) 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2023年第1期

页      码：161-164,178页

摘      要：基于磁通叠加原理,提出一种混合式变刚度磁弹簧,具有刚度快速调节特性,可作为柔性机器人关节的弹性部件。在通入电流时,通过改变电流实现磁弹簧的刚度变化范围的调节;在未通入电流时,机构间只存在永磁磁通,在永磁力作用下可实现弹簧自复位。通过等效磁荷法、间隙磁导法和虚位移法推导出了磁弹簧的轴向磁力解析模型,基于有限元分析确定了线圈-永磁环的最优布置形式,并对机构参数进行了优化设计,使机构的输出刚度变化范围最大化。有限元仿真与模型计算共同表明,轴向磁力与刚度随着气隙变化呈先平缓后急剧增加的非线性关系;输出力和刚度与线圈电流近似线性关系;通过控制电流的大小和方向,可以控制混合式变刚度磁弹簧的刚度增减。

主 题 词：弹性部件 变刚度 永磁体 磁通 有限元仿真 

学科分类：12[管理学] 080503[080503] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.13462/j.cnki.mmtamt.2023.01.036

馆 藏 号：203117838...