DEVELOPMENT OF DYNAMIC INERTIAL ACTUATORS WITH FERROMAGNETIC FLUID FOR MOVING OF OCTAHEDRAL TYPE SPATIAL MECHANISM

РОЗРОБКА ДИНАМІЧНИХ ІНЕРЦІЙНИХ МАГНІТНИХ ПРИВОДІВ ІЗ ФЕРОМАГНІТНОЮ РІДИНОЮ ДЛЯ ПЕРЕМІЩЕННЯ РУХОМОГО ПРОСТОРОВОГО МЕХАНІЗМУ ОКТАЕДРИЧНОГО ТИПУ

S. Strutynskyi
National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute"

Abstract

The relevance of the mobile spatial mechanisms of octahedron type with elastically deformed bellows actuators is substantiated. To implement the specific types of spatial movement of mechanism in the form of rotation around the edges (tilting) the special inertial magnetic drives with ferrofluid are offered. The actuator has a body of non-magnetic material with a spherical cavity which is partially filled with ferrofluid, in which the magnetic sphere is placed. In the center plane of the cavity along the periphery of the housing the electromagnets, which are governed by special laws of mechatronic systems control are mounted. Schematics and designs of mechanisms and drives through the manufacturing and testing of spatial mechanisms and inertial actuators are developed, their performance is confirmed. The dynamic models of drives that are mounted in different vertices of the spatial mechanism are developed. It has been shown that the dynamic action is to acquire more kinetic drive energy when it is triggered, which depends on the magnitude of the magnetic force produced between the electromagnet and the magnetic sphere. The conditions of the position changing of the mechanism, which is the rotation of the mechanism relatively to one of the edges of octahedron were established

Обґрунтована актуальність розробки рухомих просторових механізмів октаедричного типу із пружно-деформованими сильфонними приводами. Для реалізації особливих видів просторового руху механізму у вигляді повороту навколо ребра (кантування) запропоновані спеціальні інерційні магнітні приводи із феромагнітною рідиною. Привод має корпус із немагнітного матеріалу із сферичною порожниною частково заповненою феромагнітною рідиною, в яку поміщена магнітна сфера. В діаметральній площині порожнини по периферії корпуса встановлено електромагніти, які керуються по спеціальним законам мехатронною системою керування. Розроблені схемні і конструктивні рішення механізмів і приводів шляхом виготовлення і апробації просторових механізмів та інерційних приводів, підтверджена їх працездатність. Розроблено динамічні моделі приводів, які знаходяться в різних вершинах просторового механізму. Показано, що динамічна дія полягає у набутті приводом додаткової кінетичної енергії при його спрацюванні, яка залежить від величини магнітної сили, що виникає між електромагнітом і магнітною сферою. Встановлено умови зміни положення механізму, які полягають у повороті механізму відносно одного із ребер октаедра

Keywords

mechanism, octahedron, inertial drive, magnetic sphere, electromagnet, hit, kinetic energy, tilting mechanism
механізм, октаедр, інерційний привід, магнітна сфера, електромагніт, удар, кінетична енергія, кантування механізму

Download the full article