軟體爬行機(jī)器人作為一種新型的機(jī)器人,具有適應(yīng)環(huán)境的能力。但目前軟體執(zhí)行器主要采用閥控形式,效率低,且負(fù)載較小。本文采用蠕動(dòng)泵直接驅(qū)動(dòng)軟體執(zhí)行器形式,減少閥的使用,增強(qiáng)軟體執(zhí)行器的負(fù)載能力。本文主要目的是針對(duì)蠕動(dòng)泵進(jìn)行再壓力流量特性、功耗特性、動(dòng)態(tài)特性的研究。本文針對(duì)蠕動(dòng)泵,使用ABAQUS軟件建立了蠕動(dòng)泵Yeoh固體超彈性三維模型,提出了一種通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)、壓緊實(shí)驗(yàn),對(duì)Yeoh材料參數(shù)提取、擬合優(yōu)化的方法,并通過(guò)蠕動(dòng)泵的扭矩實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。為了進(jìn)一步探討壓力流量特性,建立了以蠕動(dòng)泵幾何簡(jiǎn)化計(jì)算法、二維流固耦合、三維流固耦合的三種流量的計(jì)算方法,并比較三種模型的優(yōu)劣性。通過(guò)搭建了壓力流量實(shí)驗(yàn)平臺(tái),測(cè)得了蠕動(dòng)泵的壓力流量曲線,與仿真對(duì)比結(jié)果,論證了仿真的模型的準(zhǔn)確度。結(jié)合二維流固耦合以及三維固體模型,分析了微型蠕動(dòng)泵彎曲度與滾輪數(shù)目的效率最佳的匹配,以及對(duì)不同旋轉(zhuǎn)半徑、材料及進(jìn)給量的仿真對(duì)比,分析了效率最優(yōu)的蠕動(dòng)泵結(jié)構(gòu)。通過(guò)ABAQUS的蠕動(dòng)泵徑向擠壓仿真,改變泵管、滾輪、外殼的截面形狀組合,比較了蠕動(dòng)泵不同形狀組合的優(yōu)劣性,提出了蠕動(dòng)泵形狀的能耗最低組合。最后,建立步進(jìn)電機(jī)、蠕動(dòng)泵... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蛇形運(yùn)動(dòng)軟體機(jī)器人

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文2011 年，美國(guó)劍橋麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室[5]提出了一種波動(dòng)蛇形運(yùn)動(dòng)軟體機(jī)器人，如圖 1-1 所示，其結(jié)構(gòu)長(zhǎng) 280mm，高 32mm，寬 12mm。實(shí)際上利用了蛇的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)，與地面接觸仍是剛體結(jié)構(gòu)，其爬行速度只達(dá)到 9mm/s，由于其驅(qū)動(dòng)方面由一個(gè)泵與八個(gè)電磁閥組成，很明顯再其尾巴占用很大的體積，造成結(jié)構(gòu)頭小尾大，十分笨拙。

a)蛇形機(jī)器人本體b)蛇形機(jī)器人驅(qū)動(dòng)圖 1-1 蛇形運(yùn)動(dòng)軟體機(jī)器人圖 1-2 哈佛第二代軟體機(jī)器人2014 年，哈佛大學(xué)[3]提出了一種 6 腔室的第二代軟體機(jī)器人，如圖 1-2 所示機(jī)器人由有機(jī)硅彈性體，聚芳酰胺織物和空心玻璃微球組成的復(fù)合材料構(gòu)成，由個(gè)泵與 6 個(gè)閥控制 6 個(gè)腔體（Pneu-Net），本體長(zhǎng) 0.65mm，速度能夠達(dá)到 18m顯然由兩個(gè)泵拖動(dòng)大型軀體（重達(dá) 3.5kg），很難達(dá)到很好的動(dòng)態(tài)性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于全周期仿真代理模型的軟管泵分析設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 張永斌.浙江大學(xué) 2017
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[4]基于模糊PID的步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)研究[D]. 肖云茂.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[5]軟管泵軟管失效因素研究及軟管泵結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D]. 周小超.北京林業(yè)大學(xué) 2007



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