High-performance magneto-rheological clutches for direct-drive actuation: Design and development
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents an improved design, complete analysis, and prototype development of high torque-to-mass ratio Magneto-Rheological (MR) clutches. The proposed MR clutches are intended as the main actuation mechanism of a robotic manipulator with five degrees of freedom. Multiple steps to increase the toque-to-mass ratio of the clutch are evaluated and implemented in one design. First, we focus on the Hall sensors' configuration. Our proposed MR clutches feature embedded Hall sensors for the indirect torque measurement. A new arrangement of the sensors with no effect on the magnetic reluctance of the clutch is presented. Second, we improve the magnetization of the MR clutch. We utilize a new hybrid design that features a combination of an electromagnetic coil and a permanent magnet for improved torque-to-mass ratio. Third, the gap size reduction in the hybrid MR clutch is introduced and the effect of such reduction on maximum torque and the dynamic range of MR clutch is investigated. Finally, the design for a pair of MR clutches with a shared magnetic core for antagonistic actuation of the robot joint is presented and experimentally validated. The details of each approach are discussed and the results of the finite element analysis are used to highlight the required engineering steps and to demonstrate the improvements achieved. Using the proposed design, several prototypes of the MR clutch with various torque capacities ranging from 15 to 200 N·m are developed, assembled, and tested. The experimental results demonstrate the performance of the proposed design and validate the accuracy of the analysis used for the development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».