水壓人工肌肉驅(qū)動特性仿真與實驗研究.pdf

1、水下作業(yè)機械手是載人深潛器以及水下機器人工作的重要設(shè)備。目前水下作業(yè)機械手主要是采用油壓缸或油壓壓馬達驅(qū)動的方案,雖然已經(jīng)應(yīng)用多年,仍然存在與海洋兼容性差以及液壓缸活塞桿易受腐蝕等缺點。因此有人提出應(yīng)用水壓人工肌肉驅(qū)動水下作業(yè)機械手關(guān)節(jié)。
　　 水壓人工肌肉相對于液壓缸等傳統(tǒng)驅(qū)動器,具有輸出力大、響應(yīng)快、效率高、適合在水下作業(yè)等突出的優(yōu)點。由于采用了水作為驅(qū)動介質(zhì),水壓人工肌肉的驅(qū)動特性研究極為重要。因此,本文以水壓人工肌肉為研

2、究對象,進行仿真分析和實驗來研究其驅(qū)動特性。
　　 本文第一章分析了目前水下作業(yè)機械手的應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了應(yīng)用水壓人工肌肉驅(qū)動水下作業(yè)機械手關(guān)節(jié)的重要性。分析了目前世界上關(guān)于氣動人工肌肉以及水壓人工肌肉的研究現(xiàn)狀,并指出了本文的主要研究內(nèi)容。
　　 本文第二章對水壓人工肌肉的結(jié)構(gòu)進行了分析,確定了適合水壓人工肌肉工作的各部分零件的材料?；谀芰渴睾阍?建立了水壓人工肌肉靜態(tài)數(shù)學(xué)模型,并仿真分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對水壓人工肌肉輸出

3、力的影響。
　　 本文第三章首先設(shè)計了水壓人工肌肉控制回路,推導(dǎo)了水壓人工肌肉流量方程以及動力學(xué)方程,并結(jié)合靜態(tài)數(shù)學(xué)模型建立了水壓人工肌肉驅(qū)動特性仿真模型。分別進行了不同人工肌肉結(jié)構(gòu)參數(shù)的仿真分析和不同控制回路參數(shù)的仿真分析得到了大量數(shù)據(jù)。
　　 本文第四章設(shè)計了水壓人工肌肉驅(qū)動特性實驗系統(tǒng)的原理圖,并按照實驗原理完成了半橋供水系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)控制與采集系統(tǒng)的搭建,以及電液比例加載系統(tǒng)和驅(qū)動特性實驗臺架系統(tǒng)的設(shè)計。