基于氣動(dòng)人工肌肉隔振系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及工程應(yīng)用對(duì)隔振要求的提高，隔振技術(shù)正在從被動(dòng)的無(wú)源隔振向主動(dòng)控制的有源隔振方向發(fā)展，而作動(dòng)器作為主動(dòng)控制隔振系統(tǒng)中控制信號(hào)的執(zhí)行元件，是這一發(fā)展過(guò)程中的研究重點(diǎn)之一。氣動(dòng)人工肌肉是一種新型的柔性氣動(dòng)執(zhí)行元件，已在醫(yī)療康復(fù)、靈巧機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化和仿生機(jī)械等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。本文運(yùn)用氣動(dòng)人工肌肉的理想輸出力模型，對(duì)其剛度特性進(jìn)行了量化分析，在此基礎(chǔ)上建立了以氣動(dòng)人工肌肉直線對(duì)拉關(guān)節(jié)為作動(dòng)器的隔振系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算

2、機(jī)軟件對(duì)隔振效果進(jìn)行仿真，論證了氣動(dòng)人工肌肉作為作動(dòng)器應(yīng)用于隔振系統(tǒng)的可行性，拓寬了氣動(dòng)人工肌肉的應(yīng)用范圍。論文進(jìn)行的主要工作和研究成果如下：
　　 首先，將氣動(dòng)人工肌肉視為變剛度彈簧，在理想輸出力模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出剛度表達(dá)式，分析了各參數(shù)對(duì)剛度的影響，簡(jiǎn)略比較了單根人工肌肉與直線對(duì)拉的人工肌肉關(guān)節(jié)作為系統(tǒng)隔振器的優(yōu)劣，為作動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置奠定了基礎(chǔ)。
　　 其次，結(jié)合流體力學(xué)及工程熱力學(xué)等方面的知識(shí)，從氣壓傳動(dòng)學(xué)的角度出

3、發(fā)，闡述了以氣動(dòng)人工肌肉關(guān)節(jié)為作動(dòng)器的隔振系統(tǒng)工作原理和系統(tǒng)組成，建立了隔振平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，并依據(jù)該模型提出隔振平臺(tái)的控制方案。
　　 最后，在前述基礎(chǔ)上設(shè)定了直線對(duì)拉的氣動(dòng)人工肌肉關(guān)節(jié)的初始工作條件，逐一分析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的各子模塊，對(duì)隔振系統(tǒng)的作動(dòng)器——?dú)鈩?dòng)人工肌肉直線對(duì)拉關(guān)節(jié)在被動(dòng)、主動(dòng)控制兩種情況下的隔振效果進(jìn)行了數(shù)字仿真，并與等效剛度彈簧的隔振效果進(jìn)行對(duì)比，分析了基于直線對(duì)拉的氣動(dòng)人工肌肉關(guān)節(jié)的隔振系統(tǒng)所適用的隔振頻