本文選題：介電型EAP + 圓柱形驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。論文以介電型EAP為驅(qū)動(dòng)材料,通過(guò)二自由度圓柱形驅(qū)動(dòng)單元的設(shè)計(jì)與分析,實(shí)現(xiàn)一種可伸縮與彎曲運(yùn)動(dòng)的地面移動(dòng)機(jī)器人,在仿生機(jī)器人領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。對(duì)驅(qū)動(dòng)單元輸出力增加的方法進(jìn)行分析,確定采用增大卷繞直徑的方案。據(jù)此設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了新的EAP膜雙軸預(yù)拉伸機(jī),實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)更大面積的EAP預(yù)拉伸。對(duì)圓柱形驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),分析確定單元的基本參數(shù)。通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元制作實(shí)驗(yàn)完善制作工藝,以解決電極錯(cuò)位等問(wèn)題。對(duì)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行電壓測(cè)試,結(jié)果表明:該驅(qū)動(dòng)單元工作可靠,能產(chǎn)生線性伸縮和彎曲運(yùn)動(dòng),在5 kV時(shí)的輸出位移和角度分別為26.88 mm和90°。建立圓柱形驅(qū)動(dòng)單元的線性和彎曲運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)模型,通過(guò)求解得到驅(qū)動(dòng)單元的線性位移和彎曲角度的動(dòng)態(tài)輸出,對(duì)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行階躍和方波輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn),試驗(yàn)與分析結(jié)果較為吻合�；谠擈�(qū)動(dòng)單元,設(shè)計(jì)了單驅(qū)動(dòng)單元和雙驅(qū)動(dòng)單元地面移動(dòng)機(jī)器人。在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了機(jī)器人在野外地面(草地和混凝土地面)的伸縮與彎曲運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)。結(jié)果表明:機(jī)器人可以在野外地面以伸縮和彎曲方式前進(jìn),單驅(qū)動(dòng)單元和雙驅(qū)動(dòng)單元機(jī)器人移動(dòng)速度為3.25mm/s和2.69mm/s,并分析了影響運(yùn)動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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7 劉寶志;步進(jìn)電機(jī)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(hào)：1789916