机床与液压

作者：吴向凡，付拯，田祖织，郭阳阳，黄咸康，陈子博

单位：徐州工程学院机电工程学院；中国矿业大学机电工程学院；中国矿业大学机电工程学院；智能采矿装备技术全国重点实验室；中国矿业大学机电工程学院；中国矿业大学机电工程学院；中国矿业大学机电工程学院

关键词：变刚度驱动关节;磁流变液;永磁体;失电制动

基金：江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大项目（22KJA460013）；国家自然科学基金项目 (52375069)

为了提高机器人的柔顺性和使用安全性，综合利用永磁体（PM）、励磁线圈和磁流变液（MRF）特性，设计一种具备变刚度驱动、变刚度制动和失电制动功能的PM/MRF变刚度驱动关节。对PM/MRF变刚度模块进行电磁场仿真分析，得到不同工作模式下变刚度模块的磁感应强度分布特性，并分析励磁线圈电流对变刚度模块磁感应强度分布的影响规律。最后，设计并搭建实验系统，对PM/MRF变刚度驱动关节开展驱动与制动特性实验。结果表明：磁感应强度特性与电磁场仿真结果相符；驱动转矩和制动转矩与线圈电流呈近似线性关系，能够实现主动变刚度驱动、主动变刚度制动和失电制动；3种工作模式转矩基本达到设计要求，且具备良好的稳定性。

来源：2025年第18期

《机床与液压》期刊编辑部

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