New Magnetorheological Actuator with Embedded Hall-Effect Sensor for Hysteresis Elimination

带有嵌入式霍尔效应传感器的新型磁流变执行器,可消除磁滞

基本信息

  • 批准号:
    0969576
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-01 至 2013-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The research objective of this award is to investigate a new magnetorheological (MR) brake actuator with an embedded Hall-effect sensor in its flux path to eliminate hysteresis using closed-loop control. The new actuator will also incorporate a permanent magnet, coil and serpentine flux path to reduce the overall size to improve its torque-to-volume ratio. MR-brake actuators have been implemented in many applications including civil engineering, haptics, exercise equipment, automobile suspensions and tactile displays. However, their hysteretic behavior makes control challenging. The research will result in a systematic methodology to identify the dominant parameters of the actuator and study their complex interactions. The research approach progresses from parameterized finite element simulations to analysis of the data with design of experimental techniques and to verifications with a prototype actuator.If successful, the results of this research will transform the state-of-the-art MR-brake actuator technology into a smart actuator technology. Example applications include automotive industry, aerospace, robotics, civil engineering, prosthetics, haptics, vibration control, game industry and rehabilitation. The results will be disseminated to allow the creation of commercial devices. Graduate and undergraduate engineering students will benefit through classroom instruction and involvement in the research. A new workshop on smart fluids and actuators will be organized for the underrepresented middle and high school students during the annual MESA events on campus. The workshop will allow children to conduct experiments with magnets, coils and MR fluid and emphasize how research leads to development of new knowledge and products.
该奖项的研究目标是研究新的磁性制动器(MR)制动执行器,并在其通量路径中使用嵌入式霍尔效应传感器进行使用,以使用闭环控制消除磁滞。新的执行器还将结合永久磁铁,线圈和蛇形通量路径,以减少整体尺寸,以提高其扭矩与体积比率。 MR-brake驱动器已在许多应用中实施,包括土木工程,触觉,运动器材,汽车悬架和触觉显示器。 但是,他们的滞后行为使控制挑战。这项研究将导致一种系统的方法来识别执行器的主要参数并研究其复杂的相互作用。 研究方法从参数化的有限元模拟到通过设计实验技术的设计和使用原型执行器进行验证的数据进行分析。如果成功,这项研究的结果将转变为最先进的MR制动器执行器技术,成为智能执行器技术。 示例应用程序包括汽车行业,航空航天,机器人技术,土木工程,假肢,触觉,振动控制,游戏行业和康复。结果将被传播以允许创建商业设备。 研究生和本科工程专业的学生将通过课堂教学和参与研究而受益。 在校园举行的年度梅萨活动期间,将组织一个关于智能液体和执行器的新研讨会。 该研讨会将允许儿童用磁铁,线圈和流体先生进行实验,并强调研究如何导致新知识和产品的发展。

项目成果

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