基于氣動肌肉并聯(lián)近奇異隔振系統(tǒng)研究.pdf

1、隔振技術(shù)作為振動控制技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，在現(xiàn)代機(jī)械振動控制領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對于隔振技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提出了越來越高的要求，隔振技術(shù)也由傳統(tǒng)的被動隔振技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)今的主動隔振技術(shù)，而作動器作為主動隔振技術(shù)的主要元件，一直是各國學(xué)者所關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。
　　氣動肌肉是一種新興的醫(yī)學(xué)仿生和氣動執(zhí)行元件，在世界醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。本文將氣動肌肉引入隔振領(lǐng)域，把氣動肌肉作

2、為隔振系統(tǒng)作動器，從而構(gòu)建了新型的隔振系統(tǒng)。本文基于現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)，在完整的氣動肌肉理想輸出力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析考慮各個誤差因素的影響，得到了更為精確的氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型。通過仿真和實(shí)驗(yàn)分析了氣動人工肌肉動態(tài)和靜態(tài)特性，并運(yùn)用并聯(lián)近奇異低剛度系統(tǒng)原理，搭建了基于氣動人工肌肉的并聯(lián)近奇異隔振系統(tǒng)，完成了隔振系統(tǒng)特性和效果的分析和實(shí)驗(yàn)。
　　首先，基于目前已存在氣動人工肌肉研究的理想數(shù)學(xué)模型，綜合考慮實(shí)際條件下，氣動肌肉末端變形、

3、內(nèi)部摩擦及橡膠的彈性變形等因素的影響，進(jìn)一步修正了氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型，從而獲得較為完整的氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型。結(jié)合氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型，對氣動肌肉的剛度、輸出力等基本特性進(jìn)行理論分析及仿真實(shí)驗(yàn)研究，并通過所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步修正了氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型。從而獲得了氣動人工肌肉較為的理想的靜態(tài)和動態(tài)剛度表達(dá)式，為氣動人工肌肉作為主動作動器搭建的隔振系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　其次，通過對并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形的綜合分析

4、，定義了奇異接近度指標(biāo)，為系統(tǒng)近奇異狀態(tài)下低剛度、變剛度分析和隔振效果的評價提供了技術(shù)指標(biāo)?；诘玫降臍鈩尤斯ぜ∪鈹?shù)學(xué)模型和并聯(lián)結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)位形，建立了并聯(lián)近奇異隔振系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對搭建的并聯(lián)隔振系統(tǒng)進(jìn)行了自由振動實(shí)驗(yàn)和仿真研究，并通過隔振系統(tǒng)自由振動實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析系統(tǒng)特性，同時，對實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，從而驗(yàn)證了氣動人工肌肉數(shù)學(xué)模型并聯(lián)隔振系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的正確性和準(zhǔn)確性。
　　最后，基于已得到驗(yàn)證的氣動人工