畢業(yè)論文-氣動肌腱驅動的仿生型增力裝置的創(chuàng)新與設計

1、蘇州大學本科生畢業(yè)論文（設計）1目錄目錄摘要………………………………………………………………………………2關鍵詞…………………………………………………………………………..3第一章第一章前言……………………………………………………………….31.1氣動肌腱的發(fā)展狀況…………………………………………….……31.2氣動肌腱的工作原理及特性…………………………………….……31.3增力機構的種類與特點……………………………………………….4

2、第二章第二章創(chuàng)新設計方案的構思及對各種方案的分析評價創(chuàng)新設計方案的構思及對各種方案的分析評價……………………72.1氣動肌腱與雙邊單作用鉸桿增力機構的組合構思及評價………….72.2氣動肌腱與對稱型雙邊單作用鉸桿增力機構的組合構思及評價.…92.3氣動肌腱與對稱型鉸桿二次增力機構的組合構思及評價…….……102.4綜合分析優(yōu)選……………………………………………………….…11第三章第三章優(yōu)選方案結構化后工作原理及工作特點優(yōu)選方案結構化后

3、工作原理及工作特點……………………………113.1結構化設計后工作原理……………………………………………….113.2結構化后增力裝置的特點…………………………………………….11第四章第四章優(yōu)選方案主要技術參數的確定優(yōu)選方案主要技術參數的確定……………….…………………….124.1增力比………………………………………………………………….124.2氣動肌腱的選擇……………………………………………………….12第五章第五章優(yōu)選方案結構

4、設計及注意事項優(yōu)選方案結構設計及注意事項………………………….………….165.1優(yōu)選方案結構設計…………………………………………………….165.2優(yōu)選方案結構設計注意事項………………………………………….16第六章第六章對氣動肌腱應用前景的展望對氣動肌腱應用前景的展望…………………………………………17參考文獻參考文獻………………………………………………………………………..18畢業(yè)設計總結及致謝畢業(yè)設計總結及致謝………………………

5、…………………………………..19蘇州大學本科生畢業(yè)論文（設計）3第一章第一章前言氣動肌腱是一種功率重量比高的、能提供雙向拉力的新型氣動柔性執(zhí)行元件。它不是一根普通的橡膠管，而是一個高效的能量轉換器，無相對運動構件，無易損件，無泄露現(xiàn)象。因此，它與傳統(tǒng)氣缸相比不但結構簡單、摩擦小、無污染，而且能產生相當于同徑氣缸數倍的拉伸力[1]。正是由于這些優(yōu)越性，氣動肌腱在近年來受到了廣泛關注，并陸續(xù)出現(xiàn)了以氣動肌腱代替?zhèn)鹘y(tǒng)氣缸的傳動技術。將氣動肌

6、腱與適當的增力機構組合，可以大大簡化系統(tǒng)結構，在需要較大輸出力且結構尺寸受限制的場合，有很大的應用空間。基于此，我們設計了這種以氣動肌腱為驅動，通過鉸桿機構進行增力的裝置。1.11.1氣動肌腱的發(fā)展狀況氣動肌腱的發(fā)展狀況仿生氣動肌腱是一種新型的拉伸執(zhí)行元件、是2000年新概念氣動元件。它不是一根普通的橡膠管，而是一個能量轉換裝置。如同人類的肌肉那樣能產生很強的收縮力，它以嶄新的設計構思突破了氣動驅動器作功必須由氣體介質（流體）推動活塞這

7、一傳統(tǒng)概念。最早的人工肌肉的概念的提出可追溯的二十世紀三十年代，當時的俄國發(fā)明家S.Garasiev首先提出了此概念。此后人門相繼研制和開發(fā)出各種類型的氣動人工肌肉，并且有相當一部分都申請了專利。但到現(xiàn)在為止普遍使用的是德國生產的氣動肌健(Fluidicmuscles)。在國內目前人們對此的研究大都集中在其內部力作用機制的建模計算方面。而對于這種新型氣動執(zhí)行元件的應用技術領域的創(chuàng)新，則較少涉及；且涉及的大多局限于機器人領域。1.21.2

8、氣動肌腱的工作原理及特性氣動肌腱的工作原理及特性1.211.21氣動肌腱的工作原理氣動肌腱的工作原理與傳統(tǒng)的氣缸不同，仿生氣動肌腱沒有活塞、活塞桿、缸筒、密封圈等諸多零部件，只是由一段包裹著特殊纖維格柵網的橡膠織物管和兩端接頭連接而組成特殊材質纖維格柵網預先嵌人在能承受高負載、高吸收能力的橡膠材料之中，即預先與高強度、高彈性能力橡膠硫化在一起。當仿生氣動肌腱內有一個工作壓力后，橡膠管開始變形，使格柵中的纖維網格夾角變大，在直徑方向產生膨