人工肌肉是一種柔性驅(qū)動(dòng)器,可以產(chǎn)生類似生物肌肉的長(zhǎng)度收縮與恢復(fù)的動(dòng)作輸出,在連續(xù)體機(jī)器人、仿生機(jī)器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。聚合物螺旋卷繞型人工肌肉是一種基于聚合物材料纖維經(jīng)過(guò)加捻卷繞而成的螺旋線圈狀新型人工肌肉,具有遲滯效應(yīng)小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、原材料和制作成本低、能量密度高、可輸出變形量大等特點(diǎn),在柔性驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。本文以聚合物螺旋卷繞型人工肌肉為研究對(duì)象,總結(jié)不同類型、驅(qū)動(dòng)形式的人工肌肉的制作方法與制作過(guò)程;搭建了一種多功能人工肌肉的制作平臺(tái),利用這種平臺(tái)可以快速、簡(jiǎn)單可重復(fù)的制作同手性人工肌肉;對(duì)制作人工肌肉的參數(shù)與制成的人工肌肉幾何尺寸參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量與分析。針對(duì)人工肌肉的幾何模型,解釋了人工肌肉在從普通的直線原線制作為螺旋線圈形的過(guò)程中發(fā)生的幾何變化;從聚合物材料受熱時(shí)形變的各向異性角度出發(fā),解釋了人工肌肉的熱驅(qū)動(dòng)機(jī)理和手性不同的人工肌肉長(zhǎng)度規(guī)律;使用單位載荷法,建立人工肌肉在溫度變化后的宏觀靜力結(jié)構(gòu)形變模型。建立了人工肌肉的靜力學(xué)模型;選擇空氣加熱的方法作為人工肌肉力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的加熱方法;設(shè)計(jì)一套可以測(cè)量人工肌肉的力學(xué)性能的測(cè)量裝置,并通過(guò)改變溫度、長(zhǎng)度進(jìn)行... 

【文章來(lái)源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

直線型人工肌

作出的人工肌肉 b) 人工肌肉在通電加熱后收縮圖 1.4 鍍銀法制作的電加熱驅(qū)動(dòng)的人工肌肉美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的 Wu 等人設(shè)計(jì)了一套水加熱型作動(dòng)器，如圖 1.5 所示[28]。將制成的人工肌肉置于硅膠管彈簧輔助裝置在降溫時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng)，人工肌肉和彈簧兩端固連上，一端的端蓋設(shè)有 1 個(gè)流水口，另一端的端蓋設(shè)有 2 個(gè)入別流入熱水和冷水，通過(guò)冷熱水的交替流入來(lái)改變?nèi)斯ぜ∪鈩?dòng)器的整體長(zhǎng)度，使其可作為用于拉繩系統(tǒng)的直線作動(dòng)器。與水有著良好的接觸，熱傳導(dǎo)的效率高，人工肌肉的受熱均變化。

上海大學(xué)碩士學(xué)位論文氣，下半部分連接在直線電機(jī)上，帶動(dòng)下半部分上下移動(dòng)以改變?nèi)斯ぜ∪獾拈L(zhǎng)度，上下部分外部各有一根玻璃管，兩根玻璃管直徑不同，中軸線同軸，以構(gòu)成一種套筒式結(jié)構(gòu)，人工肌肉置于兩根玻璃管的中軸線位置，通入的熱空氣在兩根玻璃管間的狹小空隙中流出，這樣在下半部分上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，內(nèi)部的空氣場(chǎng)始終保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，使人工肌肉的溫度保持穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]聚合物螺旋卷繞型人工肌肉的驅(qū)動(dòng)特性研究及應(yīng)用[D]. 李凱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3445384