【摘 要】
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软体机器人是近年来迅速发展的新兴领域。快速气动网络执行器作为其中的典型代表,由于具有高延展性、高适应性的特点,被广泛应用于精细易碎物体的抓持、狭窄空间作业和人机交互等特殊场景。因此,对其开展理论和相关技术研究可有效促进软体机器人的设计发展,并拓宽其应用领域。本文主要研究内容如下:通过分离出快速气动网络执行器的单个气室对其进行静态力学建模,分析了其各结构参数对弯曲性能的影响,并使用Abaqus软件建
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软体机器人是近年来迅速发展的新兴领域。快速气动网络执行器作为其中的典型代表,由于具有高延展性、高适应性的特点,被广泛应用于精细易碎物体的抓持、狭窄空间作业和人机交互等特殊场景。因此,对其开展理论和相关技术研究可有效促进软体机器人的设计发展,并拓宽其应用领域。本文主要研究内容如下:通过分离出快速气动网络执行器的单个气室对其进行静态力学建模,分析了其各结构参数对弯曲性能的影响,并使用Abaqus软件建立有限元模型进行仿真分析,以模拟不同结构参数的快速气动网络执行器在相同气压下的变形效果,以此验证理论模型的有效性。将快速气动网络执行器应用在小型无人机上,设计了气动软体起落装置。首先,仿照鸟类的足部结构进行了起落架的整体结构设计;其次,为了提高气动能源的便携性,在综合考虑多种气动能源的优劣后,选取了过氧化氢作为机载气动能源,并设计了过氧化氢溶液为基础的气动电池。为了进一步提高快速气动网络执行器的灵活性、适应性及刚度可控性,结合线缆控制的方式,将传统的棒状快速气动网络执行器扩展为双向弯曲执行器,并进一步改进为板状结构,设计了线缆-气动混合驱动的变形模式可控软手掌,实现了三种常用变形模式。选取了Dragon skin 20型号硅橡胶作为主体材料,介绍了快速气动网络执行器制作流程,并制作了样品。
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