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题名气动网格执行器建模与结构优化研究
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作者
魏琼
刘伟恒
柯鼎
郭川
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机构
湖北工业大学机械工程学院
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出处
《机械科学与技术》
北大核心
2025年第3期430-437,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51905159)。
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文摘
建模精度及驱动能力不足是当前气动网格执行器常见的问题。建模的关键在于应变能计算和重力影响,驱动能力的关键在于结构。为提高建模精度及驱动能力,首先通过仿真与实验数据说明变形后的应变能有区域性分布的特征,并基于此提出了应变能分区计算方法,提高了模型中应变能的计算精度。然后采用集中质量和分布质量相结合的方法表征了重力影响,进一步提高了模型精度。实验、仿真与模型的对比分析验证了该模型的可靠性。最后基于实验数据探究气囊个数、高度及间距对弯曲角度和推力的影响规律,优化了执行器结构并提高了驱动能力。数据表明执行器弯的曲角度相比原来提升约0.5 rad,可达2.5 rad。输出推力相比原来提升约2 N,可达3 N。
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关键词
气动网格驱动器
应变能
分区计算方法
执行器结构
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Keywords
pneu-nets actuator
strain energy
partition calculation method
actuator structure
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分类号
TH145
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名一种仿乌龟的气动软体四足机器人设计与实现
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作者
吴雨昕
钟伟
李露伟
邵将
顾小玉
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机构
江苏科技大学机械工程学院
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出处
《液压与气动》
北大核心
2025年第2期118-127,共10页
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基金
江苏高校“青蓝工程”资助(024-1024902403)。
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文摘
为了应对气动仿生机器人在越障和爬行等步态控制方面的挑战,设计了一种仿红耳滑龟的四足气动软体爬行机器人。该机器人包含四个两段式气动网格结构的软体驱动器,用以模拟龟腿的结构和运动。基于有限元分析对该结构参数进行了分析和优化;进行了不同时序控制下的单腿性能测试;测试了软体机器人在直行爬行、转弯和面对障碍物时的运动性能。结果表明,软体机器人具有卓越的适应能力和稳定性能,直线爬行最大速度可达到50 mm/s,在刚性表面转弯可达到45(°)/s,可以跨越高度为25 mm的障碍物。其卓越的适应性和稳定性能使其在搜救、探测和检查等领域具有实际应用潜力。
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关键词
气动软体机器人
气动网格驱动器
仿龟腿结构
障碍物跨越
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Keywords
pneumatic soft robot
pneu-net actuator
turtle-like leg structure
obstacle-crossing
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分类号
TH138
[机械工程—机械制造及自动化]
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