Modelling and Spherical Air Bearing Based Levitation Design of a Novel M-DOF Actuator

• Autorzy: Li Z. , Guo Z.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie siłownika typu M-DOF - lewitacja w powietrznym łożysku kulistym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Supporting and levitation control are important for actuators or motors with complicated structures. Based on the presented configuration design, the simplified torque calculation model and non-linear system dynamic model have been proposed, and spherical air bearing levitation mechanism is developed for alleviating the friction and resistance to improve the dynamic performance of this m-DOF actuator. The fluid field model is built in computational fluid dynamics software. Different structure parameters and conditions are computed and compared with the pressure distribution characteristics. Experiment results show that the actuator can effectively implement 3-DOF motion with the designed levitation modes, and that the proposed approach can be applied to m-DOF actuators of the same kind effectively.

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac nad mechanizmem lewitacji w powietrznym łożysku kulistym siłownika typu m-DOF, mających na celu zwiększenie dynamiki poprzez zmniejszenie tarcia i rezystancji. Zaproponowano także uproszczoną metodę obliczania momentu mechanicznego oraz model układu w stanach dynamicznych. Opracowane modele lewitacji zostały poddane weryfikacji eksperymentalnej.

Słowa kluczowe

EN

air bearing; levitation; m-DOF; actuator

PL

Łożysko powietrzne; ewitacja; m-DOF; siłownik

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 11a
• Strony: 288--291
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Li Z.

autor

Guo Z.

• School of Electrical Engineering, Hebei University of Science and Technology,

Bibliografia

• [1] Kok-Meng Lee, Kun Bai and Jungyoul Lim, Dipole Models for Forward/Inverse Torque Computation of a Spherical Motor, IEEE Transactions on Mechatronics, 14 (2009) , No. 1, 46-54.
• [2] Gregory S Chirikjian, David Stein, Kinematic design and commutation of a spherical stepper motor, IEEE Trans. On Mechatronics, 4 (1999) , No. 4, 342-353.
• [3] W. Wang, J. Wang, G. W. Jewell and D. Howe, Design and Control of a Novel Spherical Permanent Magnet Actuator With Three Degrees of Freedom, IEEE Transactions on Mechatronics, 8 (2003) , No. 4, 457-468.
• [4] Qunjing Wang, Zheng Li, Youyuan Ni, et al, Magnetic Field Computation of a PM Spherical Stepper Motor Using Integral Equation Method, IEEE Trans. on Magnetics, 42 (2006) , No. 4, 731-734.
• [5] Byung-Il Kwon, Young-Boong Kim, Design and Analysis of Double Excited 3-Degree-of-Freedom Motor for Robots, Journal of Electrical Engineering & Technology, 6 (2011), No. 5, 618-625.
• [6] Zheng Li, Analytical Calculation and Design of Permanent Magnets in a New Type Multi-DOF Motor Using Finite Element Method, International Review of Electrical Engineering, 6 (2011), No. 5, 2345-2350.
• [7] Zheng Li, Yongtao Wang, Finite Element Analysis and Structural Optimization of a Permanent Magnet Spherical Actuator, Electronics and Electrical Engineering, 114 (2011), No. 8, 67-72.
• [8] Zheng LI, Robust control of PM spherical stepper motor based on neural networks, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (2009) , No. 8, 2945-2954.