基于球形电机的磁流变悬架的设计与仿真

杨 阳，邓 涛，曹 莉，李 强

（1. 重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400074，中国；2. 重庆交通大学 航空学院，重庆 400074，中国；3. 重庆交通大学 绿色航空技术研究院，重庆 401135，中国； 4. 中国人民解放军 61213部队，山西 041000，中国）

在城市交通问题日益突出的背景下，未来交通系统对交通状况的响应将更为快捷，而这要求汽车具有全向运动的功能以实现交通系统的快速响应，但目前绝大多数新能源汽车都是采用单自由度旋转电机驱动，无法实现汽车的全向运动。

全向运动要求汽车可以实现原地转向和多自由度驱动等功能，使用多自由度的球形电机或者机械传动机构将多个电机进行组合都可实现车辆全向运动，但目前多自由度球形电机多应用于机器人关节和多方位摄像头，而机械传动机构对电机进行组合的方式则会使结构复杂而沉重并且增加了控制难度。B. B. Bederson[1]等提出使用铁镓合金为材料的微型球形电机，通过推拉活杆使转子产生转矩，可作为旋转摄像机的微型执行器。石井[2]等利用球形超声波电机制造了深海无人机的原型。英国Protean轮毂电机公司提出了电驱动“角模块”概念[3]，角模块能使车辆能够在其车身范围内旋转360°。南京大学ZHAO Chunxia等设计了多种机械车轮及拓扑结构，以实现具有不同特点的全方位驱动[4]。翟建丽等设计了一种球形轮组结构，结合控制系统可实现无转弯半径的灵活运动[5]。M. Komori等提出了一种新型的主动全向轮机构，该机构可实现任意方向的主动移动[6]。……