基于磁流變液的蠕動驅(qū)動研究.pdf

1、當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對許多領(lǐng)域都提出了向小型化、微型化發(fā)展的客觀要求,機電系統(tǒng)也不例外.近年來國際上對微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System,MEMS)的研究十分活躍,各種微機器人的研究成果不斷涌現(xiàn),它已成為舉世矚目的重大科技發(fā)展方向.微機器人的主要用途之一是代替人類在危險場合和惡劣環(huán)境下進行工作,完成一些運用傳統(tǒng)技術(shù)手段難以解決的任務(wù).由于受作業(yè)空間的限制,微機器人很難采用常規(guī)的驅(qū)動方式和驅(qū)動機構(gòu),必

2、須研究出新穎的驅(qū)動方式和相應(yīng)的驅(qū)動器.本文提出了一種利用磁流變液(Magnetorheological fluids,MRF)這一新興智能材料來實現(xiàn)微機器人驅(qū)動的蠕動驅(qū)動方式.利用磁流變液流變特性隨外加磁場變化的智能特性,可以控制蠕動關(guān)節(jié)左右兩端重量交替變化,以實現(xiàn)關(guān)節(jié)兩端所受的摩擦力隨時間而變化,從而實現(xiàn)蠕動運動.本文運用ADAMS建模和運動仿真軟件,對基于磁流變液的蠕動驅(qū)動方式做了全面的仿真和分析.結(jié)合大量的試驗,驗證了基于磁流變液

3、的蠕動驅(qū)動方式的可行性,分析了關(guān)鍵參數(shù)對蠕動模型運動性能的影響,得出了影響運動的各參數(shù)的選取規(guī)律,并綜合分析了參數(shù)之間的制約關(guān)系.最后設(shè)計了基于單片機控制的驅(qū)動控制器,設(shè)計了建立蠕動關(guān)節(jié)實體模型的實驗方案.作為微機器人的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一個分支,提出的這種驅(qū)動方式,將給MEMS的研究提供一種新的解決方案.基于磁流變液的蠕動驅(qū)動方式研究成功后,可以由單節(jié)組成多節(jié),組成一個多自由度的柔性蠕動機器蟲,這在管道探測、廢墟中生命救援等領(lǐng)域具有重要的