对抗性水压人工肌肉机械关节的设计与驱动试验

摘要

进入21世纪，人们越来越重视对海洋的开发。水下作业机器人是海洋开发不可或缺的工具，它可以代替人进行水下资源勘探、水下救助打捞等工作。机械手是水下机器人的关键技术之一，目前水下机械手主要采用油压缸或者油压马达驱动。虽然相关技术比较成熟，但仍存在一些问题，比如油压缸活塞杆易受海水侵蚀以及环境污染等。因此提出应用水压人工肌肉驱动水下作业机械手。
　　本论文分析了当前水下作业机械手的重要性以及它存在的一些问题，从而提出研究对抗性水压人工肌肉机械关节的意义。与传统的驱动器相比，水压人工肌肉具有输出力大、响应速度快、工作效率高、能与水下环境兼容等优点。这很好的解决了油压缸或者油压马达驱动时产生的问题。同时分析了世界上关于气动人工肌肉和水压人工肌肉机械关节的研究现状，并提出本文的主要研究内容。用实验室现有的设备，对研制成功的水压人工肌肉进行了惯性负载动态试验、耐压试验以及重复性试验。通过试验得到了水压人工肌肉的输出特性。再根据水压人工肌肉输出特性以及机械关节的功能要求，设计机械关节并确定机械关节各个零件尺寸，并对重要零件进行强度校核。通过水压人工肌肉机械关节动静态转角试验，得到了机械关节的输出特性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 课题研究意义

1．2 人工肌肉研究现状

1．2．1 人工肌肉简介

1．2．2 气动人工肌肉国内外研究现状

1．2．3 水压人工肌肉国内外研究现状

第二章 水压人工肌肉特性试验研究

2．1 引言

2．2 试验系统介绍

2．3 水压人工肌肉特性试验研究

2．3．1 惯性负载动态试验方法

2．3．2 惯性负载动态试验数据分析

2．3．4 耐压试验方法

2．3．5 耐压试验数据分析

2．3．6 重复性试验方法

2．3．7 重复性试验数据分析

2．4 本章小结

第三章 对抗性水压人工肌肉机械关节结构设计

3．1 引言

3．2 机械关节结构设计

3．2．1 机械关节设计要求

3．2．2 机械关节初始位置设定

3．2．3 输出力传递介质的选择

3．2．4 机械关节总体结构设计

3．3 本章小结

第四章 对抗性水压人工肌肉机械关节转角试验研究

4．1 引言

4．2 机械关节转角试验系统组成

4．2．1 数据采集部分

4．2．2 压力控制部分

4．2．3 机械关节部分

4．3 机械关节转角动态试验

4．3．1 机械关节转角动态试验原理

4．3．2 机械关节转角动态试验数据分析

4．4 机械关节转角静态试验

4．4．1 机械关节转角静态试验原理

4．4．2 机械关节转角理论分析

4．4．3 机械关节转角静态试验数据分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢