一个六面体的基本特征

SPEEDAM2010年电力电子、国际研讨会电气传动、自动化和运动六面体和八面体球状步进电机的基本特征T.Yano国家研究所先进的工业和科学技术,Namiki1-2-1城,305-8564、景文科技（日本）摘要：对六面体和八面体球形步装电机转子和定子的研制。所开发的球形电动机驱动的原则是:传统的步进传动电机。电机具有三个自由度，随着电机结构是球对称的，控制 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是相同的，任何方向都可以变化。该实验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，叶轮转动，，相电流的电机驱动器和常规电枢线圈，三者之间的关系。电机的速度控制在0・05rpm到180rpm,最大输出扭矩为0・013Nm。所开发的马达是空芯式无背枷锁。铁芯，将是一个球形电机高扭矩球形电动机中的负载。A组步进电机的基球状多面体也得介绍。索引词：大扭矩,多学位的的自由度,球形电动机,步进电机一导言从汽车机器人上,有多少机械系统的自由度不同增多。也有一个比例一直在增加,从而机械系统使用的电机也不停增多。一方面,人的关节,如肩关节至少有三个自由度（侧方向,前后方向,手臂旋转）。数量多的自由度中,例如一个球形电动机肩关节一般有以下优势：（1）机械系统做得更小更轻,是为了减少电机所使用的数据系统。一个传统的具有真人形态机器人,手臂有七个自由度。马达成为一个负载电机的肩膀。因此,较大的电动机必须围绕的肩膀,那里留下一个大隆起。运用三个自由度球形电机,肩和腕关节和设置传统的一个自由度,联合在肘部的运动,人形机器人手臂只需要三台电机。因此,机器人的手臂就变得轻盈,牢固。这样的亮度和紧密度,特别好,像人形机器人手臂系统需要串联电机和一台电动机,两者一结合就变成其它负载电机。此外,更小更轻机械与系统,可以少零部件浪费,可以很好的保护资源和资源浪费。（2）简化和提高速度控制是可能的。人形机器人手臂机器人不能直接从位置计算几何角度和联合方向。因此,发展高速法算法的逆运动学解热带成为一个重要的研究。出现类似的问题,球形电机特别是结构设计,使中心的两个或三个自由度旋转相吻合。因此,运动学方程简单,能主要是解决几何,导致简化和加快控制了。（3）使直接驱动机制更加容易。机器人的眼睛运动和关节在巨大的桁架结构可以外层空间，无需增加额外的配置机制。因此，驱动机构变得更简单，没有浪费，并让成狭窄易于维护和安装空间。（4）容易小型化的机制。一个具有多自由度机构可轻松实现用发动机多度的自由在微机械领域，它是很难进入建立成熟的机制。因此，多自由运动度将在微纳米关键技术。（5）促进节能。京都议定书，并于1997年12月通过的，生效2005年2月16日，日本政府有责任减少6％温室气体之间的2008年和2012年190年为基准年。此外，八国集团首脑会议建议超过50％的绿色气体减少到2050年。此外，第四次评估警监会（政府间气候变化小组的报告变更）的结论是，大气中的增加，二氧化碳浓度会导致温室效果。2009年12月，日本首相，宣布的温室气体减少25％十五首脑哥本哈根会议（联合国向缔约方大会气候变化框架公约）温室气体减排是一项紧迫的问题。顺便说一下，马达是在基础设备之一各工业产品。能源消耗占百分之五十，等同于电机电能在日本的消耗。因此，能源在电机保护将大大有助于二氧化碳的减少，保护全球环境，文化水平的提高，经济发展。取代传统的球形电机，机械使用的电机数量多自由度和系统将减少，机械系统结构小，重量轻，便于控制。这将有助于节约能源和资源节约。当机械系统中使用温控室或洁净室，节约能源和资源节约的效果将是非常有用的。（六）利用超精密的机械系统可能性。在系统需要高精密定位，难以消除装配误差相结合一学位的自由度马达，经常保养维修消除世俗的错误是必要的。因此，在适用于需要多精度高，电机自由度似乎是有利的。与上述有利的，实用的球形电动机，机械系统将发生革命性改变。因此，研究具有多自由度马达，增加了近几年许多全球发展的报告［1］-［13］。然而，在另一方面，许多问题积累，需要解决，以便制定一个实际球形电动机。虽然有些球电机实现高定位精度，但在实际使用时，输出力矩球形电机还没有达到常规电机。此外，大多数电机宗旨是在为高扭矩，彻底失去了输出转矩控制，因而输出轴的旋转轴是关闭的方向［14］。因此，球电机项目的目标是使高扭矩，便于实际控制球电机。在此提出了一种球形步进电机的基础上的正六面体和正八面体开发和测试。作为一个正六面体有6个机和一个正八面体有8个架，调用6-8球形步进电机运动后记。起初，高扭矩球形电动机的基本设计概念是所示。接下来，传统的步进原则电机扩展到三维空间，设计了一个球形步进电机。一些多面体的还推出了另一候选人作出基球状多面体步进电机。二球形电动机高扭矩的设计理念在综合研究所，一个广泛的电磁球，如电机异步电机，同步电机，步进电机和交流伺服电机的开发［15］-［19］，并提出了新的应用［20］。同时，这些球形电动机的输出转矩，没有足够的用于驱动机器人关节。因此，其目标球形电机项目设置使高扭矩球形电动机。综合研究所开发的球形电动机的分类，分成两大类。一个是背驮式结构，其输出力矩是最小的，输出力矩部分，另一个是结构，所有电磁力直接驱动转子。很显然，后者结构是合适的高力矩电机。其中球形汽车在综合研究所开发的，单极球形同步电动机产生最高扭矩。但是，它不能停止旋转，这是很难用于驱动机器人关节电机。这是一事实，所研制的同步电机是单极。为阻止输出轴球形电动机，电机需要有极多。所以，原则上一个多极同步电机的球形有两自由度，提出和发展［21］。然后，原则是多极球面组步进电机的三自由度是提出［22］和一个六面体，八面体基球形步进电机是发展［23］。三.六——八面体设计基础球形步进电机AcrylicCaulBearinga卩丄n-.Hnnr-l、(rotor)0n■1L■—■■■■dF・h^kzn^HCB■4MMMl(a)图片(b)结构图1.设计的6-8球形步进电机A.设计基球状的六——八面体步进电机。图1(a)显示了发达国家6-8图片步进电机和图。1(b)显示了它的结构。无论是转子和定子是球状的。该电机有一个由六个支持球形转子轴承和定子。图2(a)所示的结构转子和图。2(b)给出了定子结构。八钕铁硼永磁体是附着在球壳在虚拟六面体的顶点刻在转子，使北方和南方极点位于交替进行。六铁芯也球壳上载于该中心的面孔虚拟六面体在转子名录。该球壳是铁制成，内径52毫米，厚度为5mm。转子是覆盖与丙烯酸球壳表面，使转子球体。丙烯酸壳的直径为78毫米外和厚度为4mm。⑻转子（b）定子图2.转子和定子在永久磁铁和铁芯形状圆柱体直径为20mm,厚度5毫米。该定子机座是一个丙烯酸球壳。二十五个单位，电枢线圈通过连接丙烯酸球壳。其中6人在附顶点八面体中的虚拟定子名录。其中有12个贴于边缘的中心虚拟八面体在定子名录。他们是在该中心的重视面临的虚拟，八面体在没有面对定子上刻。上面的脸是开放的输出轴。内层直径与丙烯酸壳外直径90毫米和110毫米分别。电枢线圈单元有一个在电枢线圈骨架。电枢线圆筒形状。内径，外径和电枢线圈厚度为5毫米，20毫米和8mm分别。该数字化的每个电枢线圈是153。六球面轴承也贴在未使用空间丙烯酸球壳。压缩空气提供有关的三个轴承底部位置以减少球的摩擦。无磁材料是用于线轴和轴承，以避免齿槽转矩。发达电机是空芯式无背枷锁。输出发达电机力矩小，但电机控制很简单。对于利用优势利用转子的能力在任何方向旋转无限，取出输出轴和接触转子落大球广泛的运动和转子的力矩。二车道的概念实际6-8步进电机图3是6-8步进电机上查看，当输出轴在垂直位置。该永久磁铁定位在每90度周围的输出轴与北极和南极被定位交替进行。线圈（1,1'），（2,2'）的对和（33）是定位在每120度左右的输出轴。之间的关系和永久磁铁电枢线圈类似传统的刨床三相步进电机两对永久磁铁。因此，当供应三到（1,1'）电枢线圈相正弦电流,2,2'）和（3,3'）,转子将围绕旋转的输出轴。图4是所设计的6-8底视图球形步进电机的输出轴时，在垂直位置。类似于图3,永久磁铁定位在每90度左右的输出轴与北极和南极的位置交替进行。和线圈（4,4'），（5,5'）的对和（6,6'）是定位在每120度左右的输出轴。N(rotorjS(rotor|N(rotor)*S(rotor)图3上层的观点同样，与长期的关系磁铁和电枢线圈类似的传统的三相步进两个电机刨床对永久磁铁。因此，当供应三相正弦电流的（4,4'）电枢线圈，（6,6'）和（5,5'）,转子将围绕旋转的输出图3轴为同一方向。当供给三相电流的正弦电枢线圈（1,1'）,（2,2'），（3,3'）和（4,4'）,（6,6'），（5,5'）的同时，输出力矩将增加一倍。图4底部的观点其次，围绕另一个轴驱动转子。图5是6-8步进电机从视图方向的箭头在图5，铁核心之一是吸引了电枢线圈245是刚下电枢线圈245。电枢线圈的245位置是中心三角形形成了从线圈2，线圈和线圈45。该三角形也是一所虚拟的八面体刻在定子。永久磁铁定位在每90245度左右线圈北极和南极被定位交替进行。和线圈（2,6'）的对，（5,24'）和（4,25'）是在每一个120度的位置周围线圈245。之间的关系和永久磁铁电枢线圈类似传统的刨床三相步进电机两对永久磁铁。因此，当供应三相到电枢线圈（2,6'），（5,24'）正弦电流和（4,25'），转子将绕线圈245。图5倾斜的观点在图5背影之间的关系，永久磁铁和线圈的电枢类似认为传统的三相步进刨床两个电机永磁体对。因此，转子线圈旋转约245通过提供三相对线圈（6,2'）,（1,36'）和正弦电流的双（3,16'），它是对图5的反面。当供给三相电流的正弦电枢线圈（2,6'）,（5,24'）,（4,25'）和（6,2'），（1,36'），（3,16'）的同时，输出力矩将增加一倍。转子有六个和定子铁芯有七个八面体中心电枢线圈脸刻在定子。当铁核心之一是由电枢线圈一吸引了该中心的八面体面临的虚拟刻在定子和刚下电枢线圈的位置，转子可控制了周围发现电枢线圈旋转。从上述讨论中，转子可控制，在几乎任何方向旋转，以下为其算法；1）吸引电枢铁芯线圈适当这是旋转中心。2）电源三相正弦电流的六个对围绕中心旋转电枢线圈。3）当改变旋转轴，则转到步骤1）。C.三驱动系统步进电机的实际6-8图6显示了电机驱动器的框图统。电机驱动系统的结合传统的三相电机驱动系统开关和铁芯吸引力 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 °DSP板的适当幅度计算三相电流和电枢线圈有吸引力电流。PWM发生器逆变器A到命令供应三相电流和逆变器B来提供一个有吸引力的电流。开关A选择适当的双六电枢线圈并与他们的三线相电流。交换机B选择一个合适的吸引力电枢线圈和电流连接线与一个有吸引力的。四.六面体的基本特征的八面体基球形步进电机要确认周围任意轴旋转的转子，绕垂直轴和轴的转子垂直线圈245。当提供三相到电枢线圈（1,1'），（2,2'），（3,3'）和（4,4'），电流（6,6'）,（5,5'），同时，转子绕垂直轴当提供三相电流，电枢线圈（2,6'），（5,24'），（4,25'）和（6,2'），（1,36'），（3,16'），同时，围绕旋转的转子线圈245。每个电枢电流1Ap-P和3.0赫兹。该实验结果表明，可以控制转子围绕不同的旋转轴。加速控制图7显示了周围的转子转速当垂直轴电流频率的变化为-6赫兹到10赫兹。每个电枢电流1Ap-P的。减意味着反转。从-180转子的转速旋转至300转。当电流频率为0.00167赫兹，在0.05转的转子旋转。旋转速度可控制在非常低的频率。当电流频率低于-6赫兹或10赫兹以上时，转子不能要控制好。当时，摩擦力矩增加，转速在同步速度。即二图七.转速到当前的频率C•三输出扭矩电源DC1A条（罪90度）的线圈（1,1'）和（4,4'），和DC-0.5A的（罪210deg和罪恶330deg）的线圈（2,2'）,（3,3'），（6,6'），和（5,5'）。之间的夹角转子和定子图8所示。角度为0度当南极的定位下，线圈1，角度为90度时，北极的位置根据线圈1。转子是由球形支持轴承与空气供应。该球摩擦轴承是在没有空气的供应0.018Nm和0.002Nm空气供应。图9显示了实验结果的输出力矩和转子之间的角度定子。最大输出扭矩0.013Nm。图八.夹角转子和定子关系宅王習?cnl3HnQ图9.输出扭矩之间的夹角转子和定子由于发达国家电机空芯式无背枷锁，输出力矩小，但控制容易。该输出力矩铁芯型背枷锁球形电动机将超过一倍以上。因此，有6-8球形电动机能否成为一高扭矩球形电动机。五．一群球形步进电动机这里有很多的多面体，这将是候选人的转子和定子的多面体基于球形步进电机。与普通多面体半正多面体图10所示。许多球形步进电机的设计，拿起一从图10对多面体。如果该发现多边形的顶点数量转子是一样的顶点的数目相应的多边形定子，转子无法旋转超越的位置上的转子多边形是面对面地对定子多边形。该现象是相同的常规刨床加强电机。因此，拿起一双的多面体从图10，注意上述限制。riflulurh*)i4h«diranriguUrtitrihidrariiregularhcosahedr口:ntruncatedtetrahedronrtguiiir◎亡亦.denregulard^dtcabtdrcntruncatedMtahedrontruncatedhexahedroriirhombicuboctahedronrh口rnblcosi-rhembitruneaiEedrhorrUbitrijncatedctadecahedroncuboctahedrankos^dode匚古hE^「口n图10多面体和非多面体得演变六．总结对球形电动机的优点介绍。球形电机具有许多优点，如以让自由的多度与压缩系统重量轻，促进能源和资源储蓄。提出一个原则和设计6-8步进电机，基本的实验结果显示，所开发的步进电机绕6-8不同轴和旋转速度控制在180rpm（逆时针方向）至300rpm（顺时针方向）。该电动机在低速0.05rpm可控的。该最大扭矩为0.013Nm。由于发达国家电机是空芯无背支撑型，所以输出力矩小而容易控制。具有铁芯的电机，就是一轭6-8球形电机有一个可能性是高扭矩球形电动机。大量的球形电动机通过选择可以开发一个多面体对。长期去驱动，代原始传动器，如超音波传功器，数字传动器等也适用于做基于多面体球形电机［24］。在不久的将来，许多除基球状多面体和成组电机来他们作对比。