【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本申請(qǐng)總體上涉及磁流變(mr)流體離合器設(shè)備，并且更具體地，涉及使用這樣的設(shè)備用于對(duì)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制、懸架系統(tǒng)、協(xié)作機(jī)器人或觸覺(jué)系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制的主體。
技術(shù)介紹
1、在期望方向上移動(dòng)的主體(諸如交通工具)最不可避免地會(huì)經(jīng)歷也在其他方向上運(yùn)動(dòng)。這種不期望的運(yùn)動(dòng)通常是由主體行進(jìn)所通過(guò)的介質(zhì)中的干擾引起的。例如，在交通工具中，無(wú)論是通過(guò)陸地、海上還是空中行進(jìn)，都可能會(huì)遇到崎嶇、顛簸、海浪、氣穴等。這樣的隨機(jī)加速度會(huì)導(dǎo)致交通工具中的人員發(fā)生位移、感到不適或感到煩擾。這還可能導(dǎo)致主體中貨物的振動(dòng)和不期望的水平或豎直移動(dòng)。對(duì)于某些易感個(gè)體，這些隨機(jī)加速度可能會(huì)引發(fā)暈動(dòng)病發(fā)作。在一些情況下，特別劇烈的加速度可能會(huì)導(dǎo)致操作員短暫地失去對(duì)身體的控制。此外，貨物在受到加速度或沖擊時(shí)可能會(huì)損壞。即使在靜止不動(dòng)時(shí)，也可能存在一些與交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的剩余振動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)中，即使在平坦的道路上，這種剩余振動(dòng)也可能變得令人厭煩。
2、主體的懸架系統(tǒng)的主要目的是在介質(zhì)(諸如道路)與底盤(pán)之間提供豎直或水平順應(yīng)性，以便將底盤(pán)乘坐者或貨物與道路中的崎嶇不平隔離開(kāi)來(lái)，并且維持與道路的接觸點(diǎn)，從而提供將力從接觸點(diǎn)傳遞到底盤(pán)的路徑。在其中主體是帶車輪的主體的應(yīng)用中，接觸點(diǎn)還用于改變主體的速度或方向。在帶車輪的主體中，一些常見(jiàn)的獨(dú)立懸架聯(lián)動(dòng)裝置的示例通常被稱為支柱連桿(又稱為麥弗遜支柱)、雙a臂(又稱為雙橫臂或sla)、拖曳臂、半拖曳臂、多連桿、叉形臂、剪刀式臂、樞軸，略舉數(shù)例。
3、在交通工具(諸如汽車)中，每個(gè)車輪組件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)連桿連
4、用于阻尼車輪振蕩的懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常代表在以下兩個(gè)方面之間作出取舍：一方面，將交通工具主體與可能由道路表面不平整產(chǎn)生的高頻振蕩(次級(jí)懸振)隔離開(kāi)來(lái)；以及另一方面，針對(duì)交通工具主體的低頻振蕩(主懸振)實(shí)現(xiàn)高水平的駕駛舒適性。
5、通常，所有運(yùn)動(dòng)學(xué)誘導(dǎo)的車輪力要么是由輪胎與道路之間的相互作用產(chǎn)生的力，要么是由非懸掛質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力。在輪胎與道路之間出現(xiàn)的力經(jīng)由懸架系統(tǒng)傳遞到主體。只要車輪組件不改變其相對(duì)于平坦的道路表面的水平位置或角度取向，就不會(huì)產(chǎn)生顯著的側(cè)向或縱向輪胎力(忽略摩擦力)。
6、在主動(dòng)懸架中，諸如通過(guò)液壓或電動(dòng)致動(dòng)器，在交通工具主體及其乘坐者的懸掛質(zhì)量與車輪組件的非懸掛質(zhì)量之間，將受控力引入懸架中。非懸掛質(zhì)量是再現(xiàn)了由交通工具的未被懸架系統(tǒng)承載的那些部分的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力的等效質(zhì)量。這主要包括車輪組件、與車輪組件相關(guān)的任何質(zhì)量阻尼器、以及懸架連桿的質(zhì)量的某一部分。懸掛質(zhì)量是交通工具的被懸架系統(tǒng)承載的那些部分(包括主體)的質(zhì)量。主動(dòng)懸架系統(tǒng)可以引入與相對(duì)車輪運(yùn)動(dòng)和速度無(wú)關(guān)的力。
7、已知的主動(dòng)懸架系統(tǒng)使用線性馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)方法。從性能的角度來(lái)看，這種方法可能被認(rèn)為是足夠的。然而，這種方法可以說(shuō)是容易損壞、重量較大并且成本較高。另一種已知的懸架系統(tǒng)是基于泵的電動(dòng)液壓主動(dòng)系統(tǒng)，該泵調(diào)節(jié)常規(guī)液壓阻尼器中的液壓流體的壓力。電動(dòng)液壓方法通常沒(méi)有足夠高的動(dòng)態(tài)性(沒(méi)有足夠的帶寬)，無(wú)法應(yīng)對(duì)全方位的由道路誘導(dǎo)的擾動(dòng)。這種方法通常能夠應(yīng)對(duì)交通工具的主懸振姿態(tài)改變(例如俯仰和側(cè)傾)，但可能會(huì)惡化次級(jí)懸振，因?yàn)樗诜菓覓熨|(zhì)量側(cè)上增加了一些慣性或反射慣性。換句話說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)主懸振的改進(jìn)，但是一些主動(dòng)懸架系統(tǒng)并未減少與次級(jí)懸振的頻率相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)，而是使振動(dòng)加劇，從而使其不太具有吸引力。為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)引入了與一些懸架致動(dòng)器和非懸掛質(zhì)量串聯(lián)的彈簧，以便實(shí)現(xiàn)串聯(lián)彈性懸架系統(tǒng)。然而，這種增加的彈簧通常可能會(huì)伴隨有系統(tǒng)的固有頻率的降低，從而減少了機(jī)械帶寬并降低了可控性。
8、已經(jīng)提出使用磁流變(mr)流體離合器設(shè)備的致動(dòng)器來(lái)解決大部分前述問(wèn)題，因?yàn)榫哂羞@樣的mr流體致動(dòng)器的主動(dòng)懸架系統(tǒng)可以表現(xiàn)出高帶寬和高透明度。然而，主動(dòng)懸架系統(tǒng)可能被認(rèn)為更加復(fù)雜且成本高昂，諸如在每個(gè)非懸掛質(zhì)量具有兩個(gè)mr流體離合器設(shè)備的配置中。
9、出于這個(gè)原因，仍然需要一種更經(jīng)濟(jì)的主動(dòng)懸架系統(tǒng)。
10、雖然以上描述涉及交通工具，但在其他類型的裝置、設(shè)備、系統(tǒng)中也可以找到類似的情形，如觸覺(jué)反饋裝置，其用于將力反饋傳遞給人類或者與人類或難以預(yù)測(cè)的環(huán)境交互的機(jī)器人。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本公開(kāi)的目的是提供使用磁流變流體離合器設(shè)備的新型的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。
2、本公開(kāi)的另一目的是提供一種用于使在由mr流體致動(dòng)器的馬達(dá)和減速機(jī)構(gòu)的組合產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)比運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)要求慢時(shí)的換向期間的可控性損失最小化的方法和系統(tǒng)。
3、本公開(kāi)的另一目的是提供使用磁流變流體離合器設(shè)備的新型的主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)。
4、本公開(kāi)的又一目的是在交通工具中使用這樣的系統(tǒng)。
5、根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了一種用于操作在主體之間的磁流變(mr)流體致動(dòng)器單元的系統(tǒng)，其包括：至少一個(gè)mr流體致動(dòng)器單元，其包括馬達(dá)組件和mr流體離合器設(shè)備，該馬達(dá)組件在第一頻率范圍內(nèi)操作，該mr流體離合器設(shè)備連接到馬達(dá)組件以在主體中的至少兩個(gè)主體之間施加來(lái)自馬達(dá)組件的可變量的力，mr流體離合器設(shè)備在第二頻率范圍內(nèi)操作，第二頻率范圍高于第一頻率范圍；至少一個(gè)傳感器，用于提供指示主體中的至少一個(gè)主體的狀態(tài)的數(shù)據(jù)；處理單元；以及非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，其通信地耦接到處理單元并且包括能由處理單元執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序指令以用于：從至少一個(gè)傳感器接收數(shù)據(jù)；根據(jù)數(shù)據(jù)確定馬達(dá)組件必須加速度或減速度以控制mr流體離合器設(shè)備的輸入與輸出之間的相對(duì)速度的幅度和方向，從而在主體之間傳遞期望力；控制馬達(dá)組件以第一頻率范圍向給定值加速度或減速度，并且同時(shí)在來(lái)自mr流體離合器設(shè)備的扭矩傳遞與期望力相反地作用的滯后時(shí)段期間減少該扭矩傳遞。
6、進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，馬達(dá)組件包括馬達(dá)和減速機(jī)構(gòu)。
7、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，減少扭矩傳遞包括關(guān)閉mr流體離合器設(shè)備。
8、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，減少扭矩傳遞包括在滯后時(shí)段期間延遲mr流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
9、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，減少扭矩傳遞包括當(dāng)該系統(tǒng)保持在預(yù)定義的操作區(qū)內(nèi)時(shí)在滯后時(shí)段期間延遲mr流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
10、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，馬達(dá)組件包括至少一個(gè)單向馬達(dá)。
11、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，馬達(dá)組件包括至少一個(gè)雙向馬達(dá)。
12、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，根據(jù)數(shù)據(jù)確定馬達(dá)組件必須加速度或減速度以控制幅度包括控制mr流體離合器設(shè)備的輸入與輸出之間的相對(duì)速度的方向以在主體之間傳遞期望力。
13、更進(jìn)一步根據(jù)第一方面，例如，可以存在兩個(gè)mr流體致動(dòng)器單元，每個(gè)所述mr致動(dòng)器單元具有連接到mr流體離合器設(shè)備中的相應(yīng)的mr流體離合器設(shè)備的雙向馬達(dá)，兩個(gè)mr流體致動(dòng)器本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于操作在主體之間的磁流變(MR)流體致動(dòng)器單元的系統(tǒng)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括馬達(dá)和減速機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括關(guān)閉所述MR流體離合器設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括在所述滯后時(shí)段期間延遲所述MR流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括當(dāng)所述系統(tǒng)保持在預(yù)定義的操作區(qū)內(nèi)時(shí)在所述滯后時(shí)段期間延遲所述MR流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括至少一個(gè)單向馬達(dá)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括至少一個(gè)雙向馬達(dá)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定所述馬達(dá)組件必須加速度或減速度以控制幅度包括控制所述MR流體離合器設(shè)備的所述輸入與所述輸出之間的相對(duì)速度的所述方向以在所述主體之間傳遞所述期望力。
9.根據(jù)權(quán)利
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述主體中的第一主體是質(zhì)量，并且所述主體中的第二主體是結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)懸掛在所述質(zhì)量上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是在被動(dòng)象限中產(chǎn)生能量的主動(dòng)懸架。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)是使用主動(dòng)象限中的能量的主動(dòng)懸架。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述主體是機(jī)器人的連桿。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器人是協(xié)作機(jī)器人。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述主體是固定底盤(pán)和觸覺(jué)裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述滯后時(shí)段對(duì)應(yīng)于所述MR流體離合器設(shè)備的絕對(duì)滑動(dòng)速度小于所需滑動(dòng)閾值期間的持續(xù)時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，包括：根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定要由所述雙向馬達(dá)產(chǎn)生的所需速度幅度；如果所需的絕對(duì)扭矩幅度在扭矩幅度閾值之內(nèi)，則保持所述MR流體離合器設(shè)備中的滑動(dòng)以保持在當(dāng)前方向上并且對(duì)所述所需的滑動(dòng)速度幅度換向不作出響應(yīng)，并且如果所述所需的絕對(duì)扭矩幅度在相反的方向上超出所述扭矩幅度閾值，則使所述MR流體離合器設(shè)備的滑動(dòng)速度換向。
19.一種用于操作在質(zhì)量與結(jié)構(gòu)之間的懸架的系統(tǒng)，包括：
20.一種用于操作在質(zhì)量與結(jié)構(gòu)之間的懸架的系統(tǒng)，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
1.一種用于操作在主體之間的磁流變(mr)流體致動(dòng)器單元的系統(tǒng)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括馬達(dá)和減速機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括關(guān)閉所述mr流體離合器設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括在所述滯后時(shí)段期間延遲所述mr流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，減少所述扭矩傳遞包括當(dāng)所述系統(tǒng)保持在預(yù)定義的操作區(qū)內(nèi)時(shí)在所述滯后時(shí)段期間延遲所述mr流體離合器設(shè)備的響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括至少一個(gè)單向馬達(dá)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述馬達(dá)組件包括至少一個(gè)雙向馬達(dá)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定所述馬達(dá)組件必須加速度或減速度以控制幅度包括控制所述mr流體離合器設(shè)備的所述輸入與所述輸出之間的相對(duì)速度的所述方向以在所述主體之間傳遞所述期望力。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括兩個(gè)所述mr流體致動(dòng)器單元，每個(gè)所述mr致動(dòng)器單元具有連接到所述mr流體離合器設(shè)備中的相應(yīng)的mr流體離合器設(shè)備的雙向馬達(dá)，所述兩個(gè)mr流體致動(dòng)器單元控制在公共輸出上的所述期望力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：帕特里克·舒伊納德，帕斯卡爾·拉羅斯，吉恩塞巴斯蒂安·普朗特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：埃索歐耐迪克超動(dòng)力，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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