本文選題：介電型EAP + 圓柱形驅(qū)動單元��； 參考：《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：介電型EAP(Electro-active Polymer)是一種電活性聚合物,在電壓作用下能產(chǎn)生變形,具有應(yīng)變大、柔性好和能量密度高等優(yōu)點。論文以介電型EAP為驅(qū)動材料,通過二自由度圓柱形驅(qū)動單元的設(shè)計與分析,實現(xiàn)一種可伸縮與彎曲運動的地面移動機器人,在仿生機器人領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。對驅(qū)動單元輸出力增加的方法進行分析,確定采用增大卷繞直徑的方案。據(jù)此設(shè)計、實現(xiàn)了新的EAP膜雙軸預(yù)拉伸機,實驗表明該設(shè)備可實現(xiàn)更大面積的EAP預(yù)拉伸。對圓柱形驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)進行改進,分析確定單元的基本參數(shù)。通過對驅(qū)動單元制作實驗完善制作工藝,以解決電極錯位等問題。對驅(qū)動單元進行電壓測試,結(jié)果表明:該驅(qū)動單元工作可靠,能產(chǎn)生線性伸縮和彎曲運動,在5 kV時的輸出位移和角度分別為26.88 mm和90°。建立圓柱形驅(qū)動單元的線性和彎曲運動動態(tài)模型,通過求解得到驅(qū)動單元的線性位移和彎曲角度的動態(tài)輸出,對驅(qū)動單元進行階躍和方波輸入信號的動態(tài)響應(yīng)試驗,試驗與分析結(jié)果較為吻合�；谠擈�(qū)動單元,設(shè)計了單驅(qū)動單元和雙驅(qū)動單元地面移動機器人。在室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上,進行了機器人在野外地面(草地和混凝土地面)的伸縮與彎曲運動試驗。結(jié)果表明:機器人可以在野外地面以伸縮和彎曲方式前進,單驅(qū)動單元和雙驅(qū)動單元機器人移動速度為3.25mm/s和2.69mm/s,并分析了影響運動速度的原因。
[Abstract]:Dielectric EAP(Electro-active Polymer is a kind of electrically active polymer, which can produce deformation under the action of voltage, and has the advantages of large strain, good flexibility and high energy density. In this paper, the dielectric EAP is used as the driving material. Through the design and analysis of the cylindrical driving unit with two degrees of freedom, a kind of ground mobile robot with flexible and bending motion is realized, which has potential application prospect in the field of bionic robot. The method of increasing the output force of the drive unit is analyzed, and the scheme of increasing the winding diameter is determined. Based on this, a new EAP film biaxial pretension machine is designed and realized. The experiment shows that the device can realize a larger area of EAP pretension. The structure of the cylindrical drive unit is improved and the basic parameters of the unit are analyzed and determined. In order to solve the problem of electrode dislocation, the fabrication process of driving unit is improved by experiments. The results show that the drive unit works reliably and can produce linear stretching and bending motion. The output displacement and angle are 26.88 mm and 90 擄at 5 kV, respectively. The dynamic model of linear and bending motion of cylindrical drive unit is established. The dynamic response of step and square wave input signal is tested by solving the dynamic output of linear displacement and bending angle of driving unit. The experimental results are in good agreement with the analysis results. Based on the drive unit, a single drive unit and a dual drive unit ground mobile robot are designed. On the basis of indoor experiments, the stretching and bending motions of the robot in the field (grass and concrete ground) were tested. The results show that the robot can move forward in a telescopic and bending manner on the ground in the field. The moving speed of the robot with single drive unit and double drive unit is 3.25mm/s and 2.69 mm / s, and the reasons that affect the moving speed are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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1 羅華安;王化明;朱銀龍;;介電型電活性聚合物圓柱形驅(qū)動器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2016年04期

2 郭闖強;吳春亞;鄒添;張子健;劉宏;;介電彈性材料驅(qū)動器在機器人中的應(yīng)用進展[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2016年01期

3 朱向榮;馮喬生;施少捷;呂苓芝;;信捷PLC與計算機串口和以太網(wǎng)通信的VC++編程技術(shù)[J];軟件;2015年06期

4 王國彪;陳殿生;陳科位;張自強;;仿生機器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械工程學(xué)報;2015年13期

5 宋佼佼;;螺旋壓縮彈簧的穩(wěn)定性分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2013年22期

6 康向軍;;基于modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)讀寫[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2013年05期

7 陳玉奇;;巧用巴普斯定理求物體的質(zhì)心[J];物理教學(xué)探討;2012年11期

8 夏長亮;方紅偉;;永磁無刷直流電機及其控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2012年03期

9 羅華安;王化明;游有鵬;;超彈性膜的等軸拉伸試驗方法及仿真[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

10 吳孟;王化明;朱銀龍;朱劍英;;圓柱形介電彈性體驅(qū)動器的試驗與分析[J];機器人;2010年06期

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1 羅華安;圓柱形介電型EAP驅(qū)動器特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

2 朱銀龍;介電型EAP換能器機電耦合特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

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1 楊位東;卷繞式介電型EAP驅(qū)動單元性能提高與應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 任愛美;防偽瓶蓋自動裝配生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)設(shè)計[D];山東大學(xué);2012年

3 楊斌;介電型EAP驅(qū)動機械手的研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

4 蔣湘軍;蛇形機器人步態(tài)研究及在橋梁纜索檢測中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2011年

5 李響;介電型EAP擺動驅(qū)動器的研究與應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2011年

6 吳孟;圓柱形介電型EAP驅(qū)動器的研究與應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2011年

7 劉寶志;步進電機的精確控制方法研究[D];山東大學(xué);2010年

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本文編號：1789916