仿青蛙游动机器人软体致动器设计及其应用研究

发布时间：2021-06-29 18:20

　　随着社会的发展、科技的进步,人类对自然界生物的研究不断深入,根据生物肌体结构和运动特性等研制的仿生机器人在各个领域中得以应用。仿生软体机器人,有助于实现仿生机器人的微小型化、提高仿生机器人的环境适应性,刚、柔、软材料特性的融合应用可使得仿生机器人具有更加广阔的应用前景。本文以青蛙为研究对象,研制了一种仿青蛙游动软体机器人。首先,对青蛙的生物体结构和游动过程肢体运动特点进行研究分析,设计关节式气动软体致动器结构模型,利用Yeoh本构模型和虚功原理,结合关节式气动软体致动器的几何参数,建立了致动器的理论形变分析模型,在总体尺寸受约束的情况下,以一定弯曲角度时端部输出恢复力矩最大为目标,确定关节式气动软体致动器的结构参数,进而融合3D打印、模塑成型等加工工艺方法,加工制备关节式气动软体致动器,确定采用纤维线限制致动器径向凸起效应的绕线形式和绕线密度,通过初步装机实验验证针对仿青蛙游动软体机器人设计的关节式气动软体致动器的可行性,经过对关节式气动软体致动器实际运动特性和固定弯曲角度下的输出力矩特性的实验测试分析,建立其拟合运动学模型和力学模型,方便后续对关节式气动软体致动器的调控,为研制仿青蛙... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

软体四足机器人结构示意图

图 1-1 软体四足机器人结构示意图[4]图 1-2 旋转致动器的两种配置[5]波兰华沙大学物理学院的研究人员成功研发了一款由液晶弹性体复合CEs)制成的软体机器人[6]。LCEs 由 SWNT-LCE 复合材料/有机硅双层膜种形状改变聚合物，在受到外界光、热、电场刺激时会产生可逆的形状 1-3 所示，当该机器人感受到外界的光源时，可蜷缩成履带状实现滚动

图 1-3 液晶弹性体复合材料在红外线照射下侧弯[6]e AD 设计出一种由射流弹性体致动器驱动的可自主 所示，该软体机器鱼具有传统机器人身上全部的子械能直接为致动器供能，通过阀门实现对机械致动实现对流体系统的控制。通过逃避反应演习实验，

【参考文献】：
期刊论文
[1]软体弯曲驱动器设计与建模[J]. 王华,康荣杰,王兴坚,戴建生.  北京航空航天大学学报. 2017(05)
[2]一种基于蜂巢气动网络的软体夹持器抓取策略研究[J]. 王宁扬,孙昊,姜皓,陈小平,张昊翀.  机器人. 2016(03)
[3]电磁力致动软体机器人气囊结构力学特性的研究[J]. 刘赵龙,焦志伟,张莉彦,杨卫民.  制造业自动化. 2015(11)
[4]仿青蛙游动机器人机构设计[J]. 樊继壮,仇裕龙,张伟,王欢.  机器人. 2015(02)
[5]一种气动静压软体机器人的驱动力产生机理及控制策略[J]. 郑俊君,宋小波,姜祖辉,谭治英.  机器人. 2014(05)
[6]基于Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的超弹性橡胶材料有限元分析[J]. 黄建龙,解广娟,刘正伟.  橡胶工业. 2008(08)
[7]橡胶材料的超弹性本构模型[J]. 李晓芳,杨晓翔.  弹性体. 2005(01)

博士论文
[1]仿生青蛙机器人及其游动轨迹规划的研究[D]. 张伟.哈尔滨工业大学 2017

硕士论文
[1]充气式螺旋纯扭转软体机器人模块的研究[D]. 许彬彬.哈尔滨工业大学 2017
[2]气动肌肉驱动仿青蛙游动机器人设计及其关键技术研究[D]. 孔彭城.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于青蛙骨骼结构模型的跳跃机器人研究[D]. 范志海.哈尔滨工业大学 2016
[4]一种充气式软体全向弯曲模块关键技术研究[D]. 董红兵.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3256924