新型气动人工肌肉特性测试系统的研究

气动人工肌肉作为一种新型的驱动器,具有一系列其它驱动器无法比拟的优点.为更好地运用气动人工肌肉,需要对其动态特性进行研究.该文提出了一种以低摩擦气缸为加栽的新型气动人工肌肉测试系统.并针对传统气动人工肌肉测试系统的不足之处进行了改进,特别是对于气动人工肌肉的定力测试引入了基于微分跟踪器的前馈PID控制器,并取得了良好的定力控制效果.同时,运用该测试系统对FES-TO气动人工肌肉进行测试并取得了良好的效果.     

McKibben气动人工肌肉技术的发展历程

气动人工肌肉也称气动橡胶驱动器,是一种具有良好柔性、出力/重量比大的新型气动执行器.文中主要针对McKibben气动人工肌肉概述了国内外的研究现状,分析了McKibben气动人工肌肉的优缺点和应用中存在的问题.并举出了一些利用McKibben气动人工肌肉用在仿生机械中的应用实例.     

气动人工肌肉驱动的定向传送振动盘设计

介绍了一种以单根气动人工肌肉为激振装置的定向传送振动盘设计方案.利用气动人工肌肉这种响应频率高、初始拉力大、自身重量轻、定位无摩擦阻力、安装空间小的柔性驱动器作为定向传送振动盘的激振装置,将此气动系统与机械料盘系统集成一体,组成一种新型气动振盘,该系统具有振幅和频率连续可调,输送的产品不受电磁场影响的优点.文中给出了该振动系统的结构和工作原理,为振动输送技术提供了一种新的驱动方法.     

气动人工肌肉驱动器的动态跟随控制研究

研究了气动人工肌肉驱动器的动态位置跟随控制技术,构建了控制实验系统,设计了控制系统软件,并运用BP神经网络PID控制算法对其进行实验控制研究。实验结果表明,能够较好地实现气动人工肌肉驱动器的位置定位控制和动态跟随控制。     

一种气动人工肌肉驱动的七自由度仿人手臂的设计

气动人工肌肉驱动器作为一种新型的机器人驱动器,以其简单的设计和独特的仿生性一直受到人们的关注。该文设计了一种采用气动人工肌肉作为驱动器的七自由度的仿人手臂,并且通过实验,说明仿人机械手臂能够较好的实现7个自由度的运动。     

人工肌肉自适应预测控制

人工肌肉是一种广泛应用于医疗机器人、工业机器人等领域的柔性驱动器.本文采用零极点配置自适应预测控制方案,对系统的滞后进行了补偿,试验结果表明,该方案能有效地提高人工肌肉系统的控制速度和控制精度.     

基于微操作的大行程高分辨率旋转微驱动器的研究

根据仿生学原理,采用分立式布局,研制出大行程高分辨率旋转微驱动器.该微驱动器采用电磁铁箝位、压电陶瓷驱动的爬行式步进机构形式,实现了光学镜面的二维微调整操作.实验表明,该微驱动器具有分辨率高、行程大、步距可变等特点,也适用于其它微操作中大行程高分辨率的旋转驱动.     

基于仿生肌肉驱动器的腕关节康复外骨骼的 设计与仿真

基于生物肌肉的微观结构及运动机理,提出了一种机械类的电磁收缩仿生肌肉驱动器,并将其运用在腕关节康复外骨骼中。首先,进行仿生肌肉驱动器和腕关节康复外骨骼的机构设计;其次,进行基于仿生肌肉驱动器的腕关节康复外骨骼机构的运动学仿真分析,研究不同串、并联情况下驱动器对腕关节康复外骨骼的性能影响;最后,验证了设计的腕关节康复外骨骼在腕关节康复应用中的可行性。     

直线电磁驱动串并联阵列人工肌肉设计研究

在分析动物骨骼肌的结构和运动形式的基础上,设计了基于电磁力的类肌肉肌纤维多肌小节串并联构成的阵列式人工肌肉。首先对构成人工肌肉的驱动器进行了性能对比,而后对类肌小节驱动器电磁场进行了有限元仿真分析,并完成了样机制作、不同负载及不同控制策略的多组开闭环实验测试。通过分析样机实验数据可知,该方案具有响应速度高、体积小、质量小、加速度高等特点。     

气动人工肌肉驱动灵巧手的设计与研究

针对气动人工肌肉推广应用的问题,提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案,并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明,该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性,设计了一款欠驱动的多自由度灵巧手,并进行了多项抓取实验,验证了其多种状况下的工作能力。基于气动人工肌肉的灵巧手具有适应性强和抓取力大的特点,对气动人工肌肉的应用和机器人末端执行器的开发具有参考价值。     

基于粘性阻尼的地埋式旋转喷头限速系统研究

介绍了现有地埋式旋转喷头的结构及其减速机构的工作原理,分析并指出了其存在的传动比大、效率低下等不足.在此基础上,开发了一种基于粘性阻尼传动的新型限速机构,基于数学模型的仿真分析表明其输出转矩与转速成近似正比关系,具有良好的调节线性和稳定性,能够显著提高喷头输出转速的平稳性,并且具有低成本、高效率的优点,可满足农作需要.     

车载液压发电机行车工况发电稳速控制

车载液压发电机在驻车工况下发出电能的质量较高,但在行车发电工况下,行驶负载的扰动使得发电机转速不稳定,发出的电能质量较差。针对行车发电稳速控制展开研究,构建了行车发电工况下变量泵-定量马达闭式调速系统的数学模型,分析了输出转速波动的机理,采用前馈补偿加直接闭环反馈的方法对马达输出转速波动进行抑制。仿真和实验结果表明,补偿控制能够使系统在行车工况下具有较高的控制精度和鲁棒性,输出电力品质满足军用Ⅱ类自发电电站标准。     

高速压力机机构运动精度可靠性研究

利用矩阵分析理论建立了平面连杆机构精度分析的一般模型,利用可靠性状态函数建立了连杆机构运动精度可靠性指标计算模型,以高速压力机机构为具体对象,建立了曲柄滑块机构运动输出精度模型及其可靠性分析计算模型。算例分析表明:在给定的设计精度下,高速压力机机构在不同的运动状态有着不同的运动误差和不同的运动可靠度。该模型可以定量地给出机构在不同运动状态下的失效概率,对机构的设计与制造具有应用价值。     

压电驱动式谐综合电子凸轮

介绍了一种新型电子凸轮，即压电驱动式谐综合电子凸轮采用压电组合驱动器，通过控制其多路输入电压的频率和幅度以及驱动机构从动件输出的运动来实现谐综合的特性，从而将机械凸轮谐综合方法的优点和电子凸轮系统的优点结合起来，可以在高速机械中得到应用。     

含间隙高速压力机机构的动态误差传递规律研究

采用无质量杆模型代替间隙,建立了高速压力机机构的连续接触模型;结合动力学普遍方程求得机构的动力学运动微分方程,给出了运动输出参数表达式,建立了机构动态误差模型;通过计算机动态仿真,分析了间隙大小对机构动态误差的影响.为合理确定间隙误差和客观地评价机构运动精度提供了一种分析方法,具有一定的工程实用价值.     

随机参数连杆机构的静动态运动精度可靠性分析

将平面连杆机构的杆长、截面尺寸、铰链间隙、质量密度、弹性模量等几何、物理参数均视为随机变量,对机构输出运动进行了静态和动态误差分析。应用微小位移的线性叠加原理分别对静态、动态误差进行综合分析,建立了机构输出运动精度可靠性分析模型。通过算例,考察了机构中各个随机参数对输出运动精度可靠度的影响,获得了一些有意义的结论。     

电液驱动无级调速装置

介绍了一种使用普通电机,行星减速机构和液压系统组成的新型调速装置.通过液压马达的速度调节,可方便进行输出转速的调节.对输出转速和输出扭矩进行了理论分析,在高转速输出时,调速装置以机械传动为主,输出高速小扭矩,获得大功率高效率的传动.在低转速输出时,利用液压系统的反馈作用,产生低速大扭矩的输出,以满足主机在恶劣作业工况下的要求.最后对电机和液压系统的功率匹配值进行了推荐,并对液压系统中的液压元件的参数进行了计算分析.     

一种具变转速滚珠螺杆机构之伺服冲床设计

研究针对滚珠螺杆机构,利用变转速输入的概念,以冲床之深引伸加工制程应用为例,设计出满足所需运动特性之输入转速函数,再实作一伺服滚珠螺杆机构的原型机测试系统,透过实验验证了研究之可行性。由结果得知,变转速滚珠螺杆机构之多样化的输出运动特性,确能满足伺服冲床高速下降、等速加工、以及下死点停留时间延长等特性。     

三相永磁发电机的稳压研究与应用

通过对永磁发电机转速负载特性的分析，阐述了永磁发电机在负载一定时的稳压特性，根据这一稳压特性，对所设计的发电机提高其输出的低速电压，发电机高速或负载变化时，设计了与之匹配的智能电子稳压器使发电机输出稳定的电压，给车辆提供可靠的电源。     

尺蠖式直线微驱动器的设计

针对普通尺蠖式直线微驱动器运动速度低和输出力小等问题,基于柔顺机构设计了一种新型尺蠖式直线微驱动器。微驱动器由箝位机构、驱动机构和输出轴组成,其运动特点是驱动机构驱动箝位机构进行往复直线运动,箝位机构带动输出轴作直线运动。箝位机构和驱动机构均采用柔性杠杆结构,保证了微驱动器所需的箝位力与驱动力,并提高了其运动速度。采用伪刚体方法建立了驱动电压与箝位力、驱动机构输入位移与输出位移之间的关系,根据功能原理建立了输入力与驱动力之间的关系并制作了样机,搭建了实验测试系统进行性能测试,测试结果表明,驱动器最大箝位力为216.43N,最大驱动力为13.5N,在驱动电压120V,频率95Hz时,达到最大速度48.91mm/s。