为解决气动软体驱动器的气源问题,利用活塞式驱动方法实现软体驱动器的压力与变形控制。根据气动软体驱动器的基本力学特性,给出气动软体驱动器的线性化模型,建立了活塞式驱动软体驱动器的静力学模型及拮抗式驱动系统的活塞驱动模型。对活塞式驱动的伸长型和弯曲型软体驱动器进行了测试,活塞位移和软体驱动器的变形之间近似呈线性关系,与理论相符合。活塞式驱动方法简化了软体驱动器的能源部分,为流体驱动软体机器人研究提供了具有应用潜力的能源控制解决方案。

为了较准确地描述软体驱动器的弯曲变形,利用Solidworks软件建立了软体弯曲驱动器的模型,通过控制驱动器内部的气压大小使其呈现不同的弯曲角度。首先,基于Yeoh模型进行非线性数学模型的搭建,分析其弯曲角度和输入压强之间的关系;其次,利用ABAQUS软件分析腔室数量n、腔室高度h和腔室壁厚t这3个结构参数对驱动器弯曲性能的影响,确定其结构参数;最后,将仿真结果与数学模型的预测结果进行对比。结果表明,其理论数据和有限元仿真结果较为一致,研究结果可以为驱动器的运动控制提供理论基础。