基于反电动势制动装置的人机工程学辅助操纵分析

基于反电动势制动装置的人机工程学辅助操纵分析

在电动机反电动势（CEMF）的基础上提出一种新型被动制动模块。该模块是在小刷直流电机CEMF使用的基础上提出的，进行一个简单的处理操作就可以用电线连接电机。开发的动力模型是为了预测制动力、制动距离和制动时间。使用3种设计装置操作制动模块并对其进行描述和对比分析。这3种设计装置分别为开关和二极管柄（图1）、压敏电阻和

二极管柄、力传感柄。

压敏电阻和二极管柄原理。当没有外载荷时，弹簧使手柄自动回到中心位置。将力施加到手柄上时，一个线路的电阻增加，另外的电阻降低。当加速度与速度方向相同时，导电二极管电路上的电阻增加。因为电阻高，制动力很低，所以很容易加速。当加速度和速度方向相反时，导电二极管电路的电阻降低，CEMF有助于使负荷减速。图2是基于给定设计参数中能量在电机和压敏电阻中的分配。

力传感柄原理。相比应变仪，阻断器具有无浮动和噪声的品质。图3为基于力感应手柄和编码器信号控制制动电流的电路。

建立了机械系统的动态模型，进行仿真操纵来评估制动装置的功能。该制动模块由现有龙门系统改造而成，可显示原型设计、建造和试验结果，以确认制动行为。仿真结果表明，所设计的系统可以用很少的作用力使车辆在重载荷下进行急减速，同时具有较小摩擦和惯性力。因此，所提出的制动模块可以提高被动龙门系统在重载荷下操纵的安全性和有效性。未来的工作还包括将现有的动力机制与所提出的方法进行集成。

刊名：Robotics and Computer-Integrated Manufacturing（英）

刊期：2015年第35期

作者：Marc-Antoine Lacasse et al

编译：赵唤