IPMC力輸出研究及八腳步行機(jī)器人仿真模擬.pdf

1、離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料(IPMC)作為一種新型離子聚合物,具有輕便、易于小型化、安靜、柔順、不易碎裂和破壞以及耗能小等特點(diǎn),近年來(lái)已經(jīng)引起了世界各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。一些學(xué)者使用IPMC材料成功制作了多種仿生機(jī)器人。
　　但是,目前對(duì) IPMC材料的研究主要還是集中在材料本身,對(duì)由 IPMC材料制作的仿生機(jī)器人整體性能和表現(xiàn)的模擬、討論卻幾近空白,實(shí)際上通過(guò)仿真模擬事先弄清可能的影響因素,從而為后續(xù)的實(shí)際制作提供理論指導(dǎo),節(jié)省時(shí)間和

2、成本。
　　本文首先采用ABAQUS對(duì)單片IPMC材料進(jìn)行了有限元模擬分析。通過(guò)比對(duì)文獻(xiàn)中實(shí)測(cè)的電壓-位移關(guān)系,確定了產(chǎn)生相同位移所需的彎矩、均布力以及集中力的大小,從而將直觀的電壓-位移關(guān)系轉(zhuǎn)化力學(xué)(彎矩、均布力和集中力)-位移關(guān)系,并且近似的給出了電壓-集中力的三次多項(xiàng)式擬合表達(dá)式。
　　本文隨后通過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)增強(qiáng)IPMC材料力輸出特性的兩種不同方法進(jìn)行了有限元模擬。通過(guò)分析計(jì)算可以發(fā)現(xiàn),通過(guò)多次化學(xué)鍍的方法增厚鍍層,鍍