非完全对称气动柔性弯曲关节力学特性实验

• 作者: 张立彬 杨庆华 罗鑫远 邵铁锋 都明宇 鲍官军
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 气动柔性弯曲关节 力学特性 经验模型 曲面拟合
• 年，卷（期）: 2014,（11）
• 所属期刊栏目: 先进制造技术及基础理论
• 页码范围: 337-342,323
• 分类号: TP241
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.11.052

摘要

为改进柔性机器人驱动器结构及数学模型,提出了一种非完全对称气动柔性弯曲关节及其数学模型.为了实现其实时闭环控制系统,进一步简化了原有数学模型,并对其力学特性进行了实验研究.搭建了力学特性实验平台,并对两种不同规格(长度分别为40、60 mm)的关节进行了测试.采用Matlab曲线及曲面工具箱对测试结果进行分析,得到了新型气动柔性弯曲关节的经验模型.该经验模型表明气动柔性弯曲关节的弯曲角度与初始长度、关节内外气压差、输出力之间存在非线性关系.与简化的数学模型比较,该经验模型具有更高的精度,其中输出角度模型相对误差平均值小于6.7％,输出力模型相对误差平均值小于2％.同时,该经验模型纠正了原有数学模型中,认为关节初始长度与弯曲角呈正比的错误结论.