三自由度并聯(lián)氣動柔性執(zhí)行器研究.pdf

1、近幾年軟體機器人發(fā)展迅速，利用壓縮空氣作為動力源的氣動軟體機器人前景廣闊。為研究氣動軟體機器人，本文對三自由度并聯(lián)氣動柔性執(zhí)行器進行了研究。該執(zhí)行器由三個波紋管結構的柔性元件和兩個連接盤組成，可以用于氣動柔性平臺，也可以將其多級串聯(lián)組成仿生象鼻柔性機械臂。本文針對該執(zhí)行器的柔性元件特性、運動學特性和靜力學特性進行了一些理論研究，并制造了原理樣機。
　　通過對波紋管式柔性元件的進行靜力學建模分析，得到了波紋單元之間的力傳遞規(guī)律。還通

2、過有限元分析的方法對波紋管的變形進行了計算分析，得到了波紋管的形狀變化和單一作用力的關系。有限元分析還直觀地展示了柔性元件的變形，并發(fā)現正弦型波紋管的剛度較S型和U型強。
　　在假定三自由度并聯(lián)氣動柔性執(zhí)行器彎曲狀況是圓弧的情況下，分析得到了執(zhí)行器的運動學模型。設計了利用拉伸傳感器、尼龍線和滑輪組成的柔性元件長度測量裝置，為進一步的位置閉環(huán)控制做了基礎。此外還對該執(zhí)行器的工作空間進行了分析計算，建立了其工作空間的評價標準。