Robotik sistemler için sabit mıknatıslı küresel motor, sürücü tasarımı ve uygulaması

Abstract

Bu tezde 8 mm çapında iki kutuplu sabit mıknatıslı rotor ve çok kutuplu statordan oluşan hava nüveli küresel bir eyleyici/motor üretim kolaylığı öncelikleri dikkate alınarak tasarlanmıştır. Rotora uygun stator sargı boyutları analitik olarak optimize edilmiş ve sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Manyetik alan dağılımı ve tork değerleri analitik olarak formüle edilmiş ve Ansoft Maxwell 3D destekli sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Delrin'den yapılan statora sargılar uygun değerde pozisyonlandırılmıştır. Statoru 3 kutuplu ve rotoru 2 kutuplu sabit mıknatıslı küresel eyleyici/motor, açık döngülü bir sistemde, doğrudan dönüş hareketi yapmaksızın 360° azimutsal açılarda 44° aşağı-yukarı hareket edebilmekte ve bir robotik sistemde kaskat kullanılmaya uygundur.

In this thesis, a 8 mm diameter air cored spherical actuator/motor consisted of two poles permanent magnet rotor and multipole stator have been designed by considering manufacturing facility priorities. Sizing of stator windings to suit the rotor are optimized analytically and compared with the finite element solutions. Magnetic field distribution and the torque values were analytically formulated and compared with the finite element solutions aided by Ansoft Maxwell 3D. Windings are optimally positioned on the stator made of delrin. Three poles stator and two poles permanent magnet rotor spherical actuator/motor is capable of 44° pan-tilt movements in 360º azimuthal angles without a direct rotation in an open loop circuit and suitable to be used in cascaded in a robotic system.