軟體機器人因其結(jié)構(gòu)柔軟、驅(qū)動方式新穎等特點,可作業(yè)于傳統(tǒng)剛性機器人受限的環(huán)境,近年來受到了學術(shù)界、工業(yè)界的廣泛關(guān)注。軟體機器人的驅(qū)動方式摒棄傳統(tǒng)的電機驅(qū)動和剛性部件傳動,因此新型柔性驅(qū)動器的研制成為了軟體機器人研究重點。離子液凝膠作為一種新型的電制動柔性材料,宏觀尺度上具有固體自束縛特征,微觀尺度上具有液體流動性,可用于軟體機器人的制造。離子液凝膠柔性驅(qū)動器的驅(qū)動原理為多物理場耦合作用效果,目前并無成熟的方法用以計算其變形行為,較為認可的機理為凝膠內(nèi)部自由態(tài)離子在靜電場作用下發(fā)生遷徙,因陰陽離子體積占比差距較大而引起正負極膨脹或收縮。由于熱膨脹效應與離子液凝膠正負極溶脹行為類似,因此可用熱膨脹模型代替其力電耦合效應。本文建立了關(guān)于離子液凝膠柔性驅(qū)動器的熱膨脹等效模型,通過迭代收斂計算可得到其等效力電耦合系數(shù)。此外,從力學分析角度,離子液凝膠空間結(jié)構(gòu)為典型的三維多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且應力應變曲線呈現(xiàn)非線性特征,變形更接近于超彈性材料。在本文中采用不同參數(shù)的超彈性本構(gòu)對離子液凝膠柔性驅(qū)動器進行了分析,并將不同模型下的分析結(jié)果加以對比。最后,基于數(shù)值模擬分析的經(jīng)驗,本文通過結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化設計了可實... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SMA驅(qū)動的仿生魚和仿生蝠鲼[35]

因此可用熱膨脹模型代替其力電耦合效應。性驅(qū)動器的熱膨脹等效模型，通過迭代收斂計算可外，從力學分析角度，離子液凝膠變形更接近于超參數(shù)的超彈性本構(gòu)、線彈性材料本構(gòu)分別對離子液并將不同模型下的分析結(jié)果加以對比。最后，基于過結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化設計了可實現(xiàn)二維彎曲運動的三動器，可用于仿生爬行、蠕動、醫(yī)療檢測與手術(shù)等圖 1-1 SMA 驅(qū)動的仿生魚和仿生蝠鲼[35]

SMA驅(qū)動的仿生海龜[37]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]離子液凝膠軟體機器人操作手[J]. 王志鵬,何斌,劉新華,王啟剛.  科學通報. 2016(23)
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碩士論文
[1]介電高彈體柔性結(jié)構(gòu)設計與力電耦合性能研究[D]. 鄒咤南.浙江大學 2014
[2]基于離子液體凝膠的電致動膜材料研究[D]. 沈倩宇.上海師范大學 2012



本文編號：3550331