McKibben氣動人工肌肉的靜態(tài)特性及預緊力研究.pdf

1、氣動人工肌肉是一種單作用驅動器，作為一種新型的氣動執(zhí)行元件，在國內外已經引起了廣泛的研究，有人曾把氣動人工肌肉的出現稱作“氣動技術的一場革命”。
　　 本文主要以Festo公司生產的Mckibben氣動人工肌肉為研究對象，利用彈性力學的物理規(guī)律，建立了改進的氣動人工肌肉靜態(tài)數學模型。本文還對氣動人工肌肉的預緊力狀態(tài)下的靜態(tài)特性進行了探討，得出了在有恒負載預緊力的狀態(tài)下，氣動人工肌肉的輸出力大于無預緊力狀態(tài)下的輸出力。
　　

2、 首先，分析了Chou的理想模型和當今在氣動人工肌肉的研究領域中普遍采用的理想模型，以及我國在氣動人工肌肉靜態(tài)特性的研究中，建立的比較好的兩個靜態(tài)數學模型(劉軍和楊剛的靜態(tài)數學模型)及其不足之處。并在當今普遍采用的理想模型的基礎上，利用彈性力學的物理規(guī)律，建立了比較完整的、更符合實際的氣動人工肌肉靜態(tài)特性數學模型。在靜態(tài)數學模型中，將摩擦力的變化與摩擦力理論統(tǒng)一起來，即將氣動人工肌肉摩擦力變化認為是從靜摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ恋倪^程，當靜摩擦

3、力達到滑動摩擦力的數值時，靜態(tài)模型的摩擦力采用滑動摩擦力公式，并討論了摩擦力變化的臨界摩擦曲線。
　　 其次，在仿真和實驗研究中，充分利用Matlab軟件和LabVIEW軟件的優(yōu)點，將影響氣動人工肌肉的主要因素——彈性力和摩擦力的大小及其變化趨勢用直觀的仿真曲線表現出來。并通過仿真與實驗的對比分析，驗證了筆者所建立靜態(tài)數學模型的適用性。
　　 最后，還對氣動人工肌肉的預緊力進行了探討，通過實驗和仿真得出了氣動人工肌肉在有