据承弯杆件的力学模型,利用叠加原理,推导出计算支座约束力的数学模型,它是实现承弯杆件计算机程序设计的前提.

针对市场上常见直线驱动器柔性差、重量大的缺点设计研发了一种气动柔性三肌肉轴向驱动器,并对驱动器进行理论分析得出驱动力与气压、伸长量与气压的公式并搭建实验平台对驱动器的公式进行实验校核,分析理论值与实验值的差异并得出结论.研究表明轴向驱动器伸长量不变时,通入气压越大驱动力越大.轴向驱动器通入的气压不变时,伸长量越大驱动力越小.该研究对以后轴向驱动器的控制和使用提供了一定基础.

采用伸长型驱动器和球形制动器研制了一种气动柔性手腕.采用静力学实验的方法,分析了手腕端盖转角与气压的关系,当气压值为0.34 MPa时,手腕端盖转角为41°.采用理论与实验相结合的方法,分析了手腕制动器的力学特性,当气压值为0.4 MPa时,制动器气囊轴向推力为107 N,并得到了手腕制动力矩方程.

本设计主要实现LED显示屏随着环境光改变其亮度,以避免白天显示不清或黑夜因太亮而炫目;并与上位机进行通信.本系统由MSP430F169单片机、16＊32共阳极LED点阵显示屏、行驱动电路、列驱动电路、环境光自适应电路、数字开关调压电路、直流稳压源电路等组成.采用按列并行发送数据,按行扫描的方式实现LED点阵屏内容的显示;单片机通过数字开关调压电路实现对LED点阵屏电源电压的自动调节,使屏幕亮度随环境光自动变化.

气动驱动器作为一种新型的仿生驱动器,可直接驱动、具有较好的柔顺性、清洁、摩擦小、结构简单等优点得到了国内外学者的关注并成功应用到各种机器人上.本文主要介绍了气动驱动器的分类及特点并举例加以说明.

根据人手指外骨骼关节结构,提出硅胶多腔体仿人柔性关节,设计了一种用于手部康复机器人的气动软体驱动器,详细阐述了驱动器的制作流程.采用Abaqus软件对软体驱动器进行有限元仿真,给出不同气压下的仿真图形.仿真结果表明,提出的软体驱动器的理论模型与实验数据基本吻合,相对于其他结构,整体的稳定性、抓取能力更强,为以后仿人柔性机械手的应用提供了支撑.

气动滑阀定位器是气动执行器中的核心单元,在石油、化工等行业中广泛被应用,本文设计了一种气动滑阀定位器,并对所设计定位器的各组成部分以及工作原理进行了介绍,同时提出了定位器的调整与检验的相应方法.

本文介绍了气动柔性关节的结构和工作原理,该关节利用气压驱动实现轴向伸长和弯曲变形.对关节进行了力(矩)平衡分析,建立了压力与关节伸长和端面转角之间的数学关系.搭建了试验系统,对关节进行了压力与伸长量及转角的关系实验.引入了修正系数,修正好的模型能较好的反映关节的运动过程.

采用自主研发的气动柔性关节,研制了一种地面移动六足机器人,能够实现前后、左右移动和转动等功能.重点研究了柔性关节六足机器人腿部结构、关节的运动原理和行进步态.搭建了试验台,通过高速摄像等实验手段,验证了机器人步态规划的合理性.为气动柔性关节六足机器人在实践中的应用,提供了理论与实践基础.

提出了一种精密六维力传感器的标定方法.搭建了实验平台,采用移动滑台搭载测力计对传感器施加外力的方式,得到传感器在不同外力情况下各方向力和力矩输出的电压差值,利用数值分析方法对电压差值和外力、力矩大小之间的关系进行分析,获得了电压差值与外力、力矩大小的关系方程,并应用六维力传感器对气动柔性手指进行了夹持力实验研究.实验结果表明,柔性手指指尖夹持力、所受力矩随气压增加而增大,且指根处受力、力矩均小于指尖夹持力及夹持力所产生力矩,为后续柔性机械手的研究提供了科学依据.