编织型气动人工肌肉的特性研究与改进制备
气动人工肌肉作为一种新型气动执行元件，最大的特点是具有被动柔顺性，此外其结构相对简单、造价低廉、功率重量比高，已应用于可穿戴设备、仿生机器人等多个领域。目前，工业级气动人工肌肉的主要生产厂家为德国的Festo公司和英国的Shadow公司，国内尚没有量产。本文研究了编织型气动人工肌肉的静动态特性，并制备了编织型气动人工肌肉，可为气动人工肌肉的国产化提供参考。 首先，分析了编织型气动人工肌肉的几何结构，阐述了其工作原理，以此为基础，考虑橡胶管与编织网的摩擦力、死区压力和橡胶管弹力等主要影响因素，建立了相对完整的编织型气动人工肌肉静态数学模型。将编织型气动人工肌肉视为活塞截面积变化的气缸，基于成熟的气缸气体动力学分析理论，建立了编织型气动人工肌肉的动态数学模型。然后，对编织型气动人工肌肉的静动态特性进行仿真研究。 然后，设计和搭建了编织型气动人工肌肉实验平台，实验平台可完成编织型气动人工肌肉等压特性、等长特性，功率重量比测试。介绍了编织型气动人工肌肉的设计制备过程，主要包括编织型气动人工肌肉关键部件材料的分析选取、编织机的工作原理、编织型气动人工肌肉端部接头的外形尺寸设计，之后详细介绍了编织型气动人工肌肉的组装过程。 最后，对编织型气动人工肌肉的静动态特性进行实验研究，同时实验分析了编织型气动人工肌肉制备参数的改变对其性能的影响，并对其进行改进制备。此外，将形状记忆合金丝与气动人工肌肉结合起来并测试分析其等长特性，最后进行了自制、德国 Festo 公司编织型气动人工肌肉的等压特性和重量功率比对比实验，实验证明自制编织型气动人工肌肉等压特性、最大功率重量比较Festo同类产品优，而迟滞性较Festo同类产品差。
气动人工肌肉;形状记忆合金;静动态特性;重量功率比;等压特性
中国计量大学
硕士
控制工程
王斌锐;朱瑮
2017
中文
TP215
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）