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题名可重构变刚度柔性驱动器的设计与性能分析
被引量：2
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作者
段韦婕
秦慧斌
刘荣
李中一
白绍平
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机构
中北大学机械工程学院
北京航空航天大学杭州创新研究院
奥尔堡大学材料与制造系
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期262-270,共9页
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基金
国家留学基金委资助项目(201908140056)
山西省研究生教育创新项目(2022Y603)。
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文摘
柔性驱动器因其固有的柔顺特性,能够实现机器人与人之间的安全交互,且具有较强的环境适应能力。为满足外骨骼机器人对关节柔性及变刚度特性的要求,设计了一种具有可重构性的变刚度柔性驱动器,可通过改变弹性元件的几何参数、材料和数量来实现重构,通过径向调节预紧力来实现可调范围内的变刚度。首先,运用零长度机架四杆机构的传动原理,建立了变刚度柔性驱动器的刚度数学模型,分析了柔性分支数和弹性元件刚度、预紧力对驱动器输出扭矩和刚度的影响规律。然后,建立了驱动器的ADAMS虚拟样机模型,并开展静力学性能仿真分析,验证了刚度数学模型的正确性。最后,建立了驱动器的动力学模型,通过Laplace变换得到了动力学系统的传递函数。频率特性分析结果表明,该柔性驱动器的稳定性良好。所设计的柔性驱动器体积小且质量小,能够在可穿戴外骨骼机器人驱动机构中应用。研究结果为机器人柔性驱动关节的设计提供了理论和技术参考。
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关键词
柔性驱动器
可重构
变刚度
动力学模型
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Keywords
compliant actuator
reconfigurable
variable stiffness
dynamics model
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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