McKibben氣動(dòng)人工肌肉的靜態(tài)特性及預(yù)緊力研究.pdf

1、氣動(dòng)人工肌肉是一種單作用驅(qū)動(dòng)器，作為一種新型的氣動(dòng)執(zhí)行元件，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)引起了廣泛的研究，有人曾把氣動(dòng)人工肌肉的出現(xiàn)稱作“氣動(dòng)技術(shù)的一場(chǎng)革命”。
　　 本文主要以Festo公司生產(chǎn)的Mckibben氣動(dòng)人工肌肉為研究對(duì)象，利用彈性力學(xué)的物理規(guī)律，建立了改進(jìn)的氣動(dòng)人工肌肉靜態(tài)數(shù)學(xué)模型。本文還對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的預(yù)緊力狀態(tài)下的靜態(tài)特性進(jìn)行了探討，得出了在有恒負(fù)載預(yù)緊力的狀態(tài)下，氣動(dòng)人工肌肉的輸出力大于無(wú)預(yù)緊力狀態(tài)下的輸出力。
　　

2、 首先，分析了Chou的理想模型和當(dāng)今在氣動(dòng)人工肌肉的研究領(lǐng)域中普遍采用的理想模型，以及我國(guó)在氣動(dòng)人工肌肉靜態(tài)特性的研究中，建立的比較好的兩個(gè)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型(劉軍和楊剛的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型)及其不足之處。并在當(dāng)今普遍采用的理想模型的基礎(chǔ)上，利用彈性力學(xué)的物理規(guī)律，建立了比較完整的、更符合實(shí)際的氣動(dòng)人工肌肉靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型。在靜態(tài)數(shù)學(xué)模型中，將摩擦力的變化與摩擦力理論統(tǒng)一起來(lái)，即將氣動(dòng)人工肌肉摩擦力變化認(rèn)為是從靜摩擦變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦的過(guò)程，當(dāng)靜摩擦

3、力達(dá)到滑動(dòng)摩擦力的數(shù)值時(shí)，靜態(tài)模型的摩擦力采用滑動(dòng)摩擦力公式，并討論了摩擦力變化的臨界摩擦曲線。
　　 其次，在仿真和實(shí)驗(yàn)研究中，充分利用Matlab軟件和LabVIEW軟件的優(yōu)點(diǎn)，將影響氣動(dòng)人工肌肉的主要因素——彈性力和摩擦力的大小及其變化趨勢(shì)用直觀的仿真曲線表現(xiàn)出來(lái)。并通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析，驗(yàn)證了筆者所建立靜態(tài)數(shù)學(xué)模型的適用性。
　　 最后，還對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的預(yù)緊力進(jìn)行了探討，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真得出了氣動(dòng)人工肌肉在有