外文翻譯--氣動(dòng)人工肌肉特性的約束影響的實(shí)驗(yàn)研究 中文版.doc

氣動(dòng)人工肌肉特性的約束影響的實(shí)驗(yàn)研究臧哈，馬艷機(jī)電工程學(xué)院東北林業(yè)大學(xué)哈爾濱，中國孫寧，李秀晨，張?zhí)m機(jī)械工程學(xué)院佳木斯大學(xué)佳木斯，中國摘要?dú)鈩?dòng)人工肌肉（PAM）是一種新的氣動(dòng)執(zhí)行器。大量的工作已經(jīng)完成了的原則，理論，實(shí)驗(yàn)建模及應(yīng)用氣動(dòng)人工肌肉。研究人員發(fā)現(xiàn)，PAMS具有非線性特性。對(duì)發(fā)布的基地非線性特性的相關(guān)文獻(xiàn)，彈性，摩擦橡膠和編織和約束環(huán)之間。前者兩個(gè)方面已發(fā)表的論文主要研究。然而，研究局限于端氣動(dòng)人工肌肉仍然是罕見的影響。本研究建立的PAM的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，和PAM多約束特性進(jìn)行了測(cè)試。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出了影響約束的工作氣動(dòng)人工肌肉的工作特征。關(guān)鍵詞氣動(dòng)人工肌肉（PAM），約束，靜態(tài)特性，實(shí)驗(yàn)研究引言氣動(dòng)人工肌肉是一種新型的氣有清潔，重量輕的致動(dòng)器，低成本，維修方便，結(jié)構(gòu)緊湊，高功率/體積比。出于這個(gè)原因，它們被廣泛關(guān)注通過理論研究和工應(yīng)用。氣動(dòng)肌肉的發(fā)明在20世紀(jì)50年代以提供驅(qū)動(dòng)程序假肢和康復(fù)機(jī)械。然而對(duì)于實(shí)際問題，如氣動(dòng)功率存儲(chǔ)，當(dāng)時(shí)的可用性和質(zhì)量差的閥門技術(shù)，氣動(dòng)人肌肉沒有得到開發(fā)和應(yīng)用。在1988年，日本式的工程師提出了制造普利司通更大的版本重新設(shè)計(jì)的氣動(dòng)人工肌肉稱為人工肌肉為了使機(jī)動(dòng)化雖然軟而強(qiáng)大的器人手臂。他們被稱為軟武器和進(jìn)行商業(yè)化的服務(wù)它也被研究了機(jī)器人。人工肌肉，這是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，是由橡膠內(nèi)胎覆蓋與外殼編織根據(jù)螺旋編織。肌肉由兩端封閉一個(gè)是空氣的輸入和其他正力附著點(diǎn)。編織纖維由螺旋關(guān)于肌肉長(zhǎng)軸的角度稱為交織角。當(dāng)壓力被提供，內(nèi)管改造，連同徑向運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)集織造，交織角的增大軸向編織套管短路它拉的負(fù)載端和filamentsproduced張力同時(shí)集織造，那么緊張和內(nèi)部壓力平衡。由于PAM的工作類似動(dòng)物肌肉的特性，它被稱為氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣動(dòng)人工肌肉12。氣動(dòng)人工肌肉是一種新型的氣動(dòng)執(zhí)行器。很多工作了完成了原理，理論，實(shí)驗(yàn)與氣動(dòng)人工肌肉應(yīng)用建模。研究人員發(fā)現(xiàn)，PAMS展非線性特征。在文獻(xiàn)34的基礎(chǔ)，非線性相關(guān)的彈性特性，與橡膠的摩擦編織和結(jié)束約束。前兩個(gè)方面在已發(fā)表的論文主要研究。然而，研究在對(duì)氣動(dòng)端約的影響人工肌肉仍然是罕見的。本研究建立的PAM靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，和PAM多約束特性進(jìn)行了測(cè)試。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，影響氣動(dòng)人工肌肉的工作條件得到的特征。實(shí)驗(yàn)氣動(dòng)系統(tǒng)A.實(shí)驗(yàn)裝置這個(gè)氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)為了研究壓力的關(guān)系，收縮力與不同的約束系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含下表中顯示的元素。表1-1組件名稱成分類型組件技術(shù)數(shù)據(jù)空氣源福馬莫尼塔功率：11kW最大壓力：0.8MPa儲(chǔ)氣罐：2L電磁閥FESTO-R107電源電壓：DC24V壓力傳感器SMCPSE540AR06電源電壓：直流1224V調(diào)壓范圍：0-1mpa精度：0.5%負(fù)荷傳感器CZL-3電源電壓：直流1224V負(fù)荷范圍：0-50kg精度：0.3脈幅調(diào)制國產(chǎn)的初始長(zhǎng)度：176mm初始直徑8mm調(diào)壓范圍：為0-0.3MPa步進(jìn)電動(dòng)機(jī)86BYGH450B-113步距角精度：2%步進(jìn)角：1.8度最大扭矩:6.7Nm導(dǎo)螺SFU1605公稱直徑16mm鉛：5mm額定載荷：7.65kn位移傳感器KTC500lin:0.058R:5.3K電腦LEGEND1+1處理器：PentiumIII450256M內(nèi)存數(shù)據(jù)收集器WS-USB分辨率：8精度：0.003%FS:1LSB驅(qū)動(dòng)器CW250AC電源電壓：DC1224V經(jīng)營方式：1/5,1/10,1/25,1/40,1/50,1/100,1/200脈沖發(fā)生器MPTG電源電壓：100250V輸出頻率：69999hz重量國家成分標(biāo)準(zhǔn)2Kg減壓閥IR2020-02G-R記者：最大支持下新聞：0.01-0.8mpa圖1氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)料設(shè)備四部分組成步電機(jī)，脈沖發(fā)生器，驅(qū)動(dòng)程序和指南。脈沖發(fā)生器的輸出脈沖步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)向前或落后的。該脈沖發(fā)生器可在1/499測(cè)量。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的200個(gè)步驟。螺桿的鉛5mm/R定位誤（5e-6mm/R）。直直線導(dǎo)軌的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用，以良好的精度和穩(wěn)定性。圖1顯示了一個(gè)普通的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制的電磁閥可以輸出預(yù)定的氣體壓力。當(dāng)壓縮氣體進(jìn)入帕姆，合同，并產(chǎn)生一個(gè)拉力。氣源通常是一個(gè)壓縮機(jī)。顯然，試驗(yàn)應(yīng)包括一個(gè)電磁閥和PAM。首先我們討論了電磁閥門。這是個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸出預(yù)定的氣體壓力在一定的領(lǐng)域，成比例的電壓作為一個(gè)電閥的輸入，其數(shù)量可由計(jì)算機(jī)控制。氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由一個(gè)壓力傳感器，力傳感器和位移傳感器。壓力傳感器測(cè)量輸出氣體壓力，負(fù)荷傳感器測(cè)量的輸出負(fù)載，養(yǎng)活這些回控制電路。從氣體的出壓力的大小壓縮機(jī)應(yīng)大于最大氣體壓力從電磁閥的輸出。B.肌肉人工肌肉由內(nèi)橡膠管通過天然橡膠膠乳硫化過程使用如圖2所示。為了減少的影響橡膠彈性，實(shí)驗(yàn)中使用的橡膠很薄。外殼是編織套管（見圖2）。圖2橡膠管、編織套管人造肌肉的組件，如圖3所示，一邊是進(jìn)氣口，另一端是封閉端。在這個(gè)實(shí)中，四種類型的約束的數(shù)目環(huán)（0，1，2，4）已經(jīng)過測(cè)試。圖3約束環(huán)氣動(dòng)人工肌肉三、isometric-load實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。PAM5的一端安裝緊固到金屬框架。的另一端肌肉是由不同的負(fù)載暫停它的鋼絲繩綁。位移傳感器8固定在金屬框架；滑桿連接到的肌肉活動(dòng)結(jié)束，所以一個(gè)精確的測(cè)量了。從位置數(shù)據(jù)位移傳感器發(fā)送到PC通過A/D轉(zhuǎn)換器。為肌肉提供動(dòng)力，空氣壓縮機(jī)1可壓縮空氣供應(yīng)0.8MPa。計(jì)算控制電磁閥2輸出預(yù)定的氣體壓力。在這個(gè)測(cè)試，重量4kg和7公斤。壓縮氣進(jìn)入肌肉，PAM合同重量的同時(shí)能夠保持恒拉力。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過傳感器登錄到PC。實(shí)驗(yàn)重復(fù)了好幾次在不同的約束。然后我們可以統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)收縮之間的比和不同負(fù)荷的肌肉壓力.圖4等長(zhǎng)負(fù)荷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理框圖肌肉的長(zhǎng)度是由位移傳感器測(cè)量L0是初