开发用于触觉器件的双驱磁铁流体执行器的第二个原型

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 磁力流体 (MRF) 在磁场下提供可调节的粘度,使触觉反设备中的应用成为可能.
• 之前的双驱动型MRF执行器 (TD-MRA) 提供了触觉反,但受到扭矩波动和非特有的控制性能的影响.
• 轴 misalignment 和结构刚性问题限制了最初的TD-MRA原型的精度.

研究的目的:

• 开发第二代TD-MRA原型,减少扭矩波动.
• 为了评估改进的TD-MRA的静态和动态扭矩控制性能.
• 为了提高触觉反系统的响应能力.

主要方法:

• 重新设计TD-MRA的结构,以减轻轴不对齐和提高刚性.
• 在新原型中集成用于触觉的紧型MRF离合器 (H-MRC).
• 使用恒定和阶段电流输入来测量扭矩输出和响应时间的性能评估.

主要成果:

• 用方差系数测量的扭矩波动在重新设计的TD-MRA中减少了50%.
• TD-MRA的时间常数始终低于20 ms.
• 一种改进的输入方法成功地将下降输出响应时间减半.

结论:

• 结构上的改进显著减少了TD-MRA的扭矩波动,提高了其适用于外科手术的触觉.
• TD-MRA展示了精确的静态和动态扭矩控制与快速响应时间.
• 对输入方法的进一步优化可以提高系统响应性,用于先进的远程手术外科应用.