三自由度并聯(lián)氣動(dòng)柔性執(zhí)行器研究.pdf

1、近幾年軟體機(jī)器人發(fā)展迅速，利用壓縮空氣作為動(dòng)力源的氣動(dòng)軟體機(jī)器人前景廣闊。為研究氣動(dòng)軟體機(jī)器人，本文對(duì)三自由度并聯(lián)氣動(dòng)柔性執(zhí)行器進(jìn)行了研究。該執(zhí)行器由三個(gè)波紋管結(jié)構(gòu)的柔性元件和兩個(gè)連接盤組成，可以用于氣動(dòng)柔性平臺(tái)，也可以將其多級(jí)串聯(lián)組成仿生象鼻柔性機(jī)械臂。本文針對(duì)該執(zhí)行器的柔性元件特性、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和靜力學(xué)特性進(jìn)行了一些理論研究，并制造了原理樣機(jī)。
　　通過(guò)對(duì)波紋管式柔性元件的進(jìn)行靜力學(xué)建模分析，得到了波紋單元之間的力傳遞規(guī)律。還通

2、過(guò)有限元分析的方法對(duì)波紋管的變形進(jìn)行了計(jì)算分析，得到了波紋管的形狀變化和單一作用力的關(guān)系。有限元分析還直觀地展示了柔性元件的變形，并發(fā)現(xiàn)正弦型波紋管的剛度較S型和U型強(qiáng)。
　　在假定三自由度并聯(lián)氣動(dòng)柔性執(zhí)行器彎曲狀況是圓弧的情況下，分析得到了執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。設(shè)計(jì)了利用拉伸傳感器、尼龍線和滑輪組成的柔性元件長(zhǎng)度測(cè)量裝置，為進(jìn)一步的位置閉環(huán)控制做了基礎(chǔ)。此外還對(duì)該執(zhí)行器的工作空間進(jìn)行了分析計(jì)算，建立了其工作空間的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。