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《大连海事大学》 2013年
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高强度水压人工肌肉研制与驱动特性试验研究

孙正文  
【摘要】:水下机器人是海洋开发中不可缺少的工具,水下作业机械手是其关键技术之一。目前水下机械手的驱动主要采用液压缸或者液压马达。虽然技术比较成熟,但是仍存在活塞杆受海水侵蚀以及环境污染等问题。随着人工肌肉的发展,人们提出使用水压人工肌肉驱动水下作业机械手。 水压人工肌肉与传统的驱动器相比,它具有力质量比大、响应速度快、工作效率高、能与水下环境兼容等优点。因此,本文进行水压人工肌肉的研制,并通过仿真分析和实验来探究其驱动特性。 本文第一章主要分析了水下作业机械手在工业中的应用,得出水压人工肌肉作为机械手驱动机构的可行性。分析气动和水压人工肌肉的研究情况,以及人工肌肉在机器人和其他机械结构中作为驱动器的事例。提出本文主要研究内容。 本文第二章分析了水压人工肌肉的几何结构,得出了各个参数之间的关系。并且根据与气动人工肌肉结构和工作原理的相似性,得到水压人工肌肉输出力与供水压力和肌肉收缩率的关系。通过上述的数学模型,建立水压人工肌肉的仿真模型,分析了水压人工肌肉在不同参数下的动态特性。 本文第三章设计了水压人工肌肉驱动特性实验系统,其中包括驱动控制系统为人工肌肉提供高压水,电液比例加载系统为人工肌肉提供负载力,测试台以及数据采集系统为人工肌肉实验提供平台并完成数据采集,最后设计动态实验方案,为实验提供基础。 本文第四章介绍了水压人工肌肉的设计制作过程,包括人工肌肉关键部件橡胶管、编织网和端部接头的材料选择,编织网参数的选择以及制作工艺。完成肌肉端部接头的尺寸设计,最终完成水压人工肌肉的总成。 本文第五章主要介绍水压人工肌肉实验,主要包括压力、拉力测试实验、静态实验和动态实验。压力、拉力测试主要检测人工肌肉的性能。静态实验包括等压和等负载实验,在压力或负载一定时,得到肌肉收缩量与负载力和压力关系。动态实验主要得到不同负载和流量下,人工肌肉在动态信号的响应情况。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP241

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 苗坚;对抗性水压人工肌肉机械关节的设计与驱动试验[D];大连海事大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟庆鑫;杜维杰;王春林;王立权;;SIWR-II型水下作业机械手与工具自动对接研究[J];船舶工程;2005年06期
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7 王新华;孙树文;李剑锋;张建宇;王思民;;水压伺服控制技术发展的现状及应用前景[J];机床与液压;2008年05期
8 安莉;聂文婷;付永钦;王丹;游步东;柯尊荣;;纯水液压人工肌肉驱动系统的动态特性研究[J];机床与液压;2011年09期
9 卫玉芬,李小宁;气动肌肉驱动的柔顺机器人操作手的设计和实现[J];机器人;2005年05期
10 于萍;张钦国;朱颜;刘京广;魏星;;基于液压控制的一种新型柔性驱动器及其有限元分析[J];机械设计与制造;2010年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 卫玉芬;气动肌肉驱动机器人手臂的设计与控制研究[D];南京理工大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杨钢;气动人工肌肉位置伺服系统研究及其应用[D];华中科技大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【相似文献】
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10 任碧诗;施光林;;气动人工肌肉并联驱动平台的模糊PID控制[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘欢;国内首例“人工肌肉”植入萎缩下肢成功[N];北京日报;2010年
2 科讯;我国首例“人工肌肉”植入萎缩下肢手术成功[N];中国医药报;2010年
3 本报记者 华凌;锻造机械“大力士”[N];科技日报;2013年
4 编译 徐树明;干细胞培育出可自愈人工肌肉[N];医药经济报;2014年
5 记者 缪友银;吉大成功研发强大人工肌肉[N];吉林日报;2014年
6 小范;来自天然肌肉组织的人工肌肉[N];医药经济报;2002年
7 记者 田雅婷;“人工肌肉”能治疗小儿麻痹症[N];光明日报;2013年
8 杨孝文;“网眼蠕虫”:让你意想不到的超级间谍[N];中国国防报;2012年
9 林荫;神奇“蠕虫”:能屈能伸“侦察兵”[N];文汇报;2012年
10 何屹;新型碳纳米管纱扭曲能力提高千倍[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 臧克江;编织型气动人工肌肉工作机理及设计理论研究[D];东北林业大学;2012年
2 杨钢;气动人工肌肉位置伺服系统研究及其应用[D];华中科技大学;2004年
3 谢建蔚;气动人工肌肉驱动的仿人腿关节运动控制研究[D];浙江大学;2008年
4 李娜;碳纳米管的可控合成及其在人工肌肉领域的应用[D];南开大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雷;气动人工肌肉位置控制的研究[D];兰州理工大学;2010年
2 李健;气动人工肌肉驱动仿人肘关节的设计与控制[D];青岛大学;2011年
3 孙正文;高强度水压人工肌肉研制与驱动特性试验研究[D];大连海事大学;2013年
4 齐龙;水压人工肌肉驱动特性仿真与实验研究[D];大连海事大学;2012年
5 苗坚;对抗性水压人工肌肉机械关节的设计与驱动试验[D];大连海事大学;2014年
6 董宗彬;气动人工肌肉伺服系统的位置控制研究[D];兰州理工大学;2007年
7 汪良;电致动人工肌肉的制备及其测控技术研究[D];南昌航空大学;2011年
8 方敏;基于气动人工肌肉隔振平台的研究[D];华中科技大学;2006年
9 洪熠;基于气动人工肌肉仿人机械手臂肩关节的运动控制[D];上海交通大学;2009年
10 姜恩宇;由气动人工肌肉驱动的柔性关节的智能控制算法研究[D];郑州大学;2009年
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