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新型双气腔复合结构气动软体执行器设计与性能测试
1
作者
许建明
张宏杰
+1 位作者
侯妍妍
孙亮
《机床与液压》
北大核心
2025年第4期114-120,共7页
为了提升双气腔复合结构气动软体执行器的抓取力输出性能和抓取稳定性,综合有限元分析和正交试验法,分析了快速、慢速气动网络结构弯曲变形、力输出能力的影响因素与相关规律,提出一种新型的双气腔复合结构气动软体执行器。该新型气动...
为了提升双气腔复合结构气动软体执行器的抓取力输出性能和抓取稳定性,综合有限元分析和正交试验法,分析了快速、慢速气动网络结构弯曲变形、力输出能力的影响因素与相关规律,提出一种新型的双气腔复合结构气动软体执行器。该新型气动软体执行器根部采用慢速气动网络,以增强执行器的结构刚度;执行器前部采用变高度快速气动网络,以充分利用该结构的变形能力。基础特性测试结果表明:新型双气腔气动软体执行器与改进前的执行器具有相似的变形能力,其最大末端输出力可达2.51 N,相较于改进前的执行器(2.04 N)提高了23.0%。抓取性能测试结果表明:当采用三指抓取模式时,新型执行器在包络抓取中能够保证执行器与目标物体之间的有效接触面积,能够稳定抓取质量为1 kg的砝码,是改进前最大抓取质量的2.5倍,展现出良好的应用前景。
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关键词
气动软体执行器
双气腔复合结构
气动
网络结构
基础特性
抓取性能
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职称材料
非均匀高度腔室气动软体执行器的结构设计及性能研究
2
作者
魏琼
李旭东
+2 位作者
陈子超
张金姣
叶旭辉
《液压与气动》
北大核心
2025年第10期48-58,共11页
传统气动网格执行器因输出力不足而应用受限,其结构是关键制约因素。针对此问题,提出一种具有非均匀腔室高度的阶梯型结构,通过抑制径向膨胀以增强末端输出力。基于虚功原理建立了执行器的数学模型,揭示了结构参数与弯曲性能的关联;结...
传统气动网格执行器因输出力不足而应用受限,其结构是关键制约因素。针对此问题,提出一种具有非均匀腔室高度的阶梯型结构,通过抑制径向膨胀以增强末端输出力。基于虚功原理建立了执行器的数学模型,揭示了结构参数与弯曲性能的关联;结合赫兹接触理论分析了腔室壁接触力,建立了弯曲角度与接触压力的理论关系。为实现最大输入气压50 kPa下输出力最大化,采用三因素四水平正交试验设计优化参数组合。通过弯曲性能分析及试验验证了理论与有限元模型的准确性。最终,对比了阶梯型与传统等高型执行器的输出力。试验结果表明:阶梯型结构有效抑制了径向膨胀,在50 kPa气压下输出力达3.5 N,较传统结构输出力提升40%。
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关键词
气动
网格
软
体
执行器
虚功原理
阶梯型
末端输出力
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职称材料
一种软体末端执行结构设计与试验分析
被引量：
2
3
作者
曹淼龙
杨元健
+1 位作者
张波
CHIWAWA Tafara Austine
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2022年第2期207-212,共6页
设计了一种类似于手指的末端执行器结构,包含3个“关节”,由邵氏硬度为83 A的热塑性弹性体(TPE)3D打印而成。因成型温度等因素对材料结构参数的影响,通过拉伸试验获取应力应变曲线,计算出基于Mooney-Rivlin模型下当前材料参数C_(10)、C_...
设计了一种类似于手指的末端执行器结构,包含3个“关节”,由邵氏硬度为83 A的热塑性弹性体(TPE)3D打印而成。因成型温度等因素对材料结构参数的影响,通过拉伸试验获取应力应变曲线,计算出基于Mooney-Rivlin模型下当前材料参数C_(10)、C_(01),籍此有限元软件仿真分析其弯曲性能,进行弯曲性能试验对比分析有限元仿真结果。搭建试验台架进行抓取试验,有效抓取0~100 g范围内的试验物体。
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关键词
气动软体执行器
有限元分析
3D打印
抓取实验
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职称材料
题名
新型双气腔复合结构气动软体执行器设计与性能测试
1
作者
许建明
张宏杰
侯妍妍
孙亮
机构
天津工业大学机械工程学院
天津城建大学控制与机械工程学院
天津中创智讯工业产品设计有限公司
出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第4期114-120,共7页
基金
天津市企业科技特派员项目(24YDTPJC00750)。
文摘
为了提升双气腔复合结构气动软体执行器的抓取力输出性能和抓取稳定性,综合有限元分析和正交试验法,分析了快速、慢速气动网络结构弯曲变形、力输出能力的影响因素与相关规律,提出一种新型的双气腔复合结构气动软体执行器。该新型气动软体执行器根部采用慢速气动网络,以增强执行器的结构刚度;执行器前部采用变高度快速气动网络,以充分利用该结构的变形能力。基础特性测试结果表明:新型双气腔气动软体执行器与改进前的执行器具有相似的变形能力,其最大末端输出力可达2.51 N,相较于改进前的执行器(2.04 N)提高了23.0%。抓取性能测试结果表明:当采用三指抓取模式时,新型执行器在包络抓取中能够保证执行器与目标物体之间的有效接触面积,能够稳定抓取质量为1 kg的砝码,是改进前最大抓取质量的2.5倍,展现出良好的应用前景。
关键词
气动软体执行器
双气腔复合结构
气动
网络结构
基础特性
抓取性能
Keywords
soft pneumatic actuator
dual-chamber composite structure
pneumatic network structure
basic performance
grasping performance
分类号
TH138.5 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
非均匀高度腔室气动软体执行器的结构设计及性能研究
2
作者
魏琼
李旭东
陈子超
张金姣
叶旭辉
机构
湖北工业大学机械工程学院
现代制造质量工程湖北省重点实验室
出处
《液压与气动》
北大核心
2025年第10期48-58,共11页
基金
国家自然科学基金(51905159)。
文摘
传统气动网格执行器因输出力不足而应用受限,其结构是关键制约因素。针对此问题,提出一种具有非均匀腔室高度的阶梯型结构,通过抑制径向膨胀以增强末端输出力。基于虚功原理建立了执行器的数学模型,揭示了结构参数与弯曲性能的关联;结合赫兹接触理论分析了腔室壁接触力,建立了弯曲角度与接触压力的理论关系。为实现最大输入气压50 kPa下输出力最大化,采用三因素四水平正交试验设计优化参数组合。通过弯曲性能分析及试验验证了理论与有限元模型的准确性。最终,对比了阶梯型与传统等高型执行器的输出力。试验结果表明:阶梯型结构有效抑制了径向膨胀,在50 kPa气压下输出力达3.5 N,较传统结构输出力提升40%。
关键词
气动
网格
软
体
执行器
虚功原理
阶梯型
末端输出力
Keywords
pneumatic mesh soft actuator
virtual work principle
step-type
terminal output force
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
一种软体末端执行结构设计与试验分析
被引量：
2
3
作者
曹淼龙
杨元健
张波
CHIWAWA Tafara Austine
机构
浙江科技学院机械与能源工程学院
浙江理工大学机械与自动控制学院
出处
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2022年第2期207-212,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51975537)。
文摘
设计了一种类似于手指的末端执行器结构,包含3个“关节”,由邵氏硬度为83 A的热塑性弹性体(TPE)3D打印而成。因成型温度等因素对材料结构参数的影响,通过拉伸试验获取应力应变曲线,计算出基于Mooney-Rivlin模型下当前材料参数C_(10)、C_(01),籍此有限元软件仿真分析其弯曲性能,进行弯曲性能试验对比分析有限元仿真结果。搭建试验台架进行抓取试验,有效抓取0~100 g范围内的试验物体。
关键词
气动软体执行器
有限元分析
3D打印
抓取实验
Keywords
pneumatic soft actuator
finite element analysis
3D printing
grasping experiment
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型双气腔复合结构气动软体执行器设计与性能测试
许建明
张宏杰
侯妍妍
孙亮
《机床与液压》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
非均匀高度腔室气动软体执行器的结构设计及性能研究
魏琼
李旭东
陈子超
张金姣
叶旭辉
《液压与气动》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种软体末端执行结构设计与试验分析
曹淼龙
杨元健
张波
CHIWAWA Tafara Austine
《机械科学与技术》
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
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