一种串联弹性驱动器弹性体的设计

摘要

串联弹性驱动器是在驱动元件和被控对象之间串联弹性体,使得驱动器具有一定的柔性特征。串联弹性驱动器在机器人关节中具有广泛应用。例如,在柔性下肢外骨骼机器人中,串联弹性驱动器是实现人机刚柔耦合的重要结构。以柔性下肢外骨骼机器人髋关节为例进行拓扑结构分析,并利用SolidWorks进行三维建模及ANSYS有限元分析仿真进行设计对比;利用Matlab神经网络工具箱,设计以弹性体最大位移和外圈扭转角度为输出矩阵的BP神经网络;以安全系数为目标进行优化设计,得到最佳变量矩阵设计方案;利用有限元仿真与实验数据在Matlab中进行扭矩与扭转角度变量拟合,验证弹性体的稳定性与设计方案的可行性。