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Design and Analysis of a Permanent Magnet Spherical Actuator

机译：永磁球形作动器的设计与分析

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This paper has proposed a 3-DOF spherical actuator consisting of a ball-shaped rotor with a full circle of permanent-magnet (PM) poles and a spherical-shell-like stator with two layers of circumferential air-core coils. One key feature of this design is the parametrization of PM and coil poles. Based on the torque model of the PM spherical actuator, the relationship between poles'' parameters and torque output can be demonstrated. As a result, the actuator design aiming at achieving maximum torque output can be carried out from the relationships. Another advantage of this spherical actuator is its singularity-free workspace, which is verified with the actuator torque model and condition numbers.
机译：本文提出了一种3自由度球形致动器，该致动器由一个带有完整的永磁（PM）极圈的球形转子和一个带有两层圆周空心线圈的球形壳状定子组成。该设计的一个关键特征是PM和线圈极的参数化。基于永磁球形执行器的扭矩模型，可以证明磁极参数与扭矩输出之间的关系。结果，可以从这些关系中进行旨在实现最大扭矩输出的致动器设计。该球形执行器的另一个优点是其无奇异的工作空间，该空间已通过执行器扭矩模型和条件编号进行了验证。

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