畢業(yè)論文-氣動肌腱驅(qū)動的仿生型增力裝置的創(chuàng)新與設(shè)計

1、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）1目錄目錄摘要………………………………………………………………………………2關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………..3第一章第一章前言……………………………………………………………….31.1氣動肌腱的發(fā)展狀況…………………………………………….……31.2氣動肌腱的工作原理及特性…………………………………….……31.3增力機構(gòu)的種類與特點……………………………………………….4

2、第二章第二章創(chuàng)新設(shè)計方案的構(gòu)思及對各種方案的分析評價創(chuàng)新設(shè)計方案的構(gòu)思及對各種方案的分析評價……………………72.1氣動肌腱與雙邊單作用鉸桿增力機構(gòu)的組合構(gòu)思及評價………….72.2氣動肌腱與對稱型雙邊單作用鉸桿增力機構(gòu)的組合構(gòu)思及評價.…92.3氣動肌腱與對稱型鉸桿二次增力機構(gòu)的組合構(gòu)思及評價…….……102.4綜合分析優(yōu)選……………………………………………………….…11第三章第三章優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)化后工作原理及工作特點優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)化后

3、工作原理及工作特點……………………………113.1結(jié)構(gòu)化設(shè)計后工作原理……………………………………………….113.2結(jié)構(gòu)化后增力裝置的特點…………………………………………….11第四章第四章優(yōu)選方案主要技術(shù)參數(shù)的確定優(yōu)選方案主要技術(shù)參數(shù)的確定……………….…………………….124.1增力比………………………………………………………………….124.2氣動肌腱的選擇……………………………………………………….12第五章第五章優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)

4、設(shè)計及注意事項優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)設(shè)計及注意事項………………………….………….165.1優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………….165.2優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項………………………………………….16第六章第六章對氣動肌腱應(yīng)用前景的展望對氣動肌腱應(yīng)用前景的展望…………………………………………17參考文獻參考文獻………………………………………………………………………..18畢業(yè)設(shè)計總結(jié)及致謝畢業(yè)設(shè)計總結(jié)及致謝………………………

5、…………………………………..19蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）3第一章第一章前言氣動肌腱是一種功率重量比高的、能提供雙向拉力的新型氣動柔性執(zhí)行元件。它不是一根普通的橡膠管，而是一個高效的能量轉(zhuǎn)換器，無相對運動構(gòu)件，無易損件，無泄露現(xiàn)象。因此，它與傳統(tǒng)氣缸相比不但結(jié)構(gòu)簡單、摩擦小、無污染，而且能產(chǎn)生相當(dāng)于同徑氣缸數(shù)倍的拉伸力[1]。正是由于這些優(yōu)越性，氣動肌腱在近年來受到了廣泛關(guān)注，并陸續(xù)出現(xiàn)了以氣動肌腱代替?zhèn)鹘y(tǒng)氣缸的傳動技術(shù)。將氣動肌

6、腱與適當(dāng)?shù)脑隽C構(gòu)組合，可以大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在需要較大輸出力且結(jié)構(gòu)尺寸受限制的場合，有很大的應(yīng)用空間?；诖?，我們設(shè)計了這種以氣動肌腱為驅(qū)動，通過鉸桿機構(gòu)進行增力的裝置。1.11.1氣動肌腱的發(fā)展狀況氣動肌腱的發(fā)展狀況仿生氣動肌腱是一種新型的拉伸執(zhí)行元件、是2000年新概念氣動元件。它不是一根普通的橡膠管，而是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。如同人類的肌肉那樣能產(chǎn)生很強的收縮力，它以嶄新的設(shè)計構(gòu)思突破了氣動驅(qū)動器作功必須由氣體介質(zhì)（流體）推動活塞這

7、一傳統(tǒng)概念。最早的人工肌肉的概念的提出可追溯的二十世紀三十年代，當(dāng)時的俄國發(fā)明家S.Garasiev首先提出了此概念。此后人門相繼研制和開發(fā)出各種類型的氣動人工肌肉，并且有相當(dāng)一部分都申請了專利。但到現(xiàn)在為止普遍使用的是德國生產(chǎn)的氣動肌健(Fluidicmuscles)。在國內(nèi)目前人們對此的研究大都集中在其內(nèi)部力作用機制的建模計算方面。而對于這種新型氣動執(zhí)行元件的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，則較少涉及；且涉及的大多局限于機器人領(lǐng)域。1.21.2

8、氣動肌腱的工作原理及特性氣動肌腱的工作原理及特性1.211.21氣動肌腱的工作原理氣動肌腱的工作原理與傳統(tǒng)的氣缸不同，仿生氣動肌腱沒有活塞、活塞桿、缸筒、密封圈等諸多零部件，只是由一段包裹著特殊纖維格柵網(wǎng)的橡膠織物管和兩端接頭連接而組成特殊材質(zhì)纖維格柵網(wǎng)預(yù)先嵌人在能承受高負載、高吸收能力的橡膠材料之中，即預(yù)先與高強度、高彈性能力橡膠硫化在一起。當(dāng)仿生氣動肌腱內(nèi)有一個工作壓力后，橡膠管開始變形，使格柵中的纖維網(wǎng)格夾角變大，在直徑方向產(chǎn)生膨