基于反電動勢制動裝置的人機(jī)工程學(xué)輔助操縱分析

在電動機(jī)反電動勢（CEMF）的基礎(chǔ)上提出一種新型被動制動模塊。該模塊是在小刷直流電機(jī)CEMF使用的基礎(chǔ)上提出的，進(jìn)行一個簡單的處理操作就可以用電線連接電機(jī)。開發(fā)的動力模型是為了預(yù)測制動力、制動距離和制動時間。使用3種設(shè)計(jì)裝置操作制動模塊并對其進(jìn)行描述和對比分析。這3種設(shè)計(jì)裝置分別為開關(guān)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(dāng)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(dāng)加速度與速度方向相同時，導(dǎo)電二極管電路上的電阻增加。因?yàn)殡娮韪?，制動力很低，所以很容易加速。?dāng)加速度和速度方向相反時，導(dǎo)電二極管電路的電阻降低，CEMF有助于使負(fù)荷減速。圖2是基于給定設(shè)計(jì)參數(shù)中能量在電機(jī)和壓敏電阻中的分配。

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

建立了機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)模型，進(jìn)行仿真操縱來評估制動裝置的功能。該制動模塊由現(xiàn)有龍門系統(tǒng)改造而成，可顯示原型設(shè)計(jì)、建造和試驗(yàn)結(jié)果，以確認(rèn)制動行為。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以用很少的作用力使車輛在重載荷下進(jìn)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(tǒng)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(xiàn)有的動力機(jī)制與所提出的方法進(jìn)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