氣動人工肌肉建模研究.pdf

1、本文從氣動人工肌肉工作機(jī)理出發(fā)，考慮端部約束對氣動人工肌肉的影響，建立更能描述氣動人工肌肉工作特性的數(shù)學(xué)模型。本研究主要做了以下幾個方面的工作：(1)對空間曲面及曲面上曲線穩(wěn)定性進(jìn)行研究，為氣動人工肌肉模型的建立奠定基礎(chǔ)；(2)對現(xiàn)有氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型建模方法進(jìn)行了研究和在研究氣動人工肌肉的工作機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立了以空間微分幾何為基礎(chǔ)的有端部約束的數(shù)學(xué)模型；(3)設(shè)計了一套氣動人工肌肉體積測量的實驗系統(tǒng)，并完成了負(fù)載拉力恒定實驗、等壓

2、實驗和等長實驗研究，并得到了實驗曲線。通過研究可知，若將氣動人工肌肉中間部分視為理想圓柱，端部曲面視為回轉(zhuǎn)橢球面，則圓柱面上的纏繞應(yīng)為螺旋線纏繞，即為測地線纏繞；由于端部約束的存在，端部曲面纏繞為非測地線纏繞。以體積最大為穩(wěn)定條件，對所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了數(shù)值計算，當(dāng)氣動人工肌肉體積最大時，得到端部過渡部分為球臺，中間圓柱部分的最大編制角略小于54.7°，這與將氣動人工肌肉視為理想圓柱形狀所建立的數(shù)學(xué)模型有所不同，這主要是考慮端部約束而