基于反電動勢制動裝置的人機工程學輔助操縱分析

基于反電動勢制動裝置的人機工程學輔助操縱分析

在電動機反電動勢（CEMF）的基礎上提出一種新型被動制動模塊。該模塊是在小刷直流電機CEMF使用的基礎上提出的，進行一個簡單的處理操作就可以用電線連接電機。開發的動力模型是為了預測制動力、制動距離和制動時間。使用3種設計裝置操作制動模塊并對其進行描述和對比分析。這3種設計裝置分別為開關和二極管柄（圖1）、壓敏電阻和

二極管柄、力傳感柄。

壓敏電阻和二極管柄原理。當沒有外載荷時，彈簧使手柄自動回到中心位置。將力施加到手柄上時，一個線路的電阻增加，另外的電阻降低。當加速度與速度方向相同時，導電二極管電路上的電阻增加。因為電阻高，制動力很低，所以很容易加速。當加速度和速度方向相反時，導電二極管電路的電阻降低，CEMF有助于使負荷減速。圖2是基于給定設計參數中能量在電機和壓敏電阻中的分配。

力傳感柄原理。相比應變儀，阻斷器具有無浮動和噪聲的品質。圖3為基于力感應手柄和編碼器信號控制制動電流的電路。

建立了機械系統的動態模型，進行仿真操縱來評估制動裝置的功能。該制動模塊由現有龍門系統改造而成，可顯示原型設計、建造和試驗結果，以確認制動行為。仿真結果表明，所設計的系統可以用很少的作用力使車輛在重載荷下進行急減速，同時具有較小摩擦和慣性力。因此，所提出的制動模塊可以提高被動龍門系統在重載荷下操縱的安全性和有效性。未來的工作還包括將現有的動力機制與所提出的方法進行集成。

刊名：Robotics and Computer-Integrated Manufacturing（英）

刊期：2015年第35期

作者：Marc-Antoine Lacasse et al

編譯：趙喚