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电磁致动软体机器人及其致动机理的研究
资料介绍
软体机器人是一种现代化的高科技机器人，它由柔软的高分子材料加工而成。软体机器人的运动自由度高，环境适应能力强，它的这些优越性吸引了国内外众多学者的目光，加快了软体机器人的发展与应用。随着实验研究的不断深入，软体机器人将逐渐打破传统机器人的霸主地位，并在各个行业中的广泛应用。本文设计了一种新型软体机器人----电磁致动软体机器人，它具有体积小、质量轻、行动灵活、控制精确、远程操控等优点。可应用在军事、探险、救援、医疗等领域。本文基于电磁致动器的驱动特点，研发了电磁致动软体机器人，并对其进行了静力学分析以及物理样机的实验验证;设计了一种应用于电磁致动器减震的组合气囊结构，并使用LS-DYNA软件对其三维模型进行了仿真模拟;选型可应用于电磁致动软体机器人的控制元器件并编写控制程序。
本研究主要内容包括：⑴模仿蚕和尺蠖的蠕动特点，设计并制作了可应用于军事侦察、灾难救援、医疗手术的电磁致动软体机器人，基于软体机器人的结构特点建立了静力学模型，优化了软体机器人的设计尺寸，制作了物理样机并进行了实验数据测量、验证；⑵电磁致动器在远距离时作用力较小，而在近距离时作用力很大，这些缺点严重的制约着电磁致动器的发展。为了改进这些缺点，本文设计了一种组合气囊结构，解决了电磁致动器因频繁吸合、弹开所引起的运行稳定性与工作寿命问题，并增大了软体机器人的步幅，加快的前行速度；⑶使用ANSYS软件对组合气囊进行建模和网格划分，使用LS-DYNA软件对模型进行动态模拟，根据模拟结果进一步证实了组合气囊结构对软体机器人性能的提高作用；⑷使用单片机控制软体机器人的运动，使用无线模块传输信号，使用内置镍氢电池提供动力，可进行远距离操控，并实现了软体机器人的“无尾化”。
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