江苏省自然科学基金(BK2011735)
- 作品数：9 被引量：22H指数：3
- 相关作者：王化明罗华安赵东标游有鹏朱银龙更多>>
- 相关机构：南京航空航天大学南京信息职业技术学院南京林业大学更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术一般工业技术机械工程更多>>
- 介电型EAP驱动的转动关节研究被引量：1
- 2012年
- 基于介电型电活性聚合物(EAP)的优点,设计、实现了该材料驱动的转动关节。根据介电型EAP的变形原理设计、制作了圆柱形驱动器,其输出最大位移约为11mm,伸长应变达到33.8%,并对输出力-位移特性进行测试。基于该型驱动器实现了转动关节,转角约为±13°,堵转力矩为19.6mN.m,将转动关节应用于爬行机器人,并对试验结果进行分析。
- 杨斌王化明吴孟
- 关键词：驱动器爬行机器人
- 介电型电活性聚合物(EAP)驱动器失效行为分析被引量：2
- 2012年
- 介电型电活性聚合物(EAP)驱动器在工作过程中,边界条件及驱动电压的改变经常导致EAP薄膜发生起皱现象以及介电击穿,致使驱动器失去工作能力。为了保障驱动器的正常工作,避免失效行为的发生,对EAP驱动器的失效行为进行了研究。针对锥形驱动器,计算出不同驱动电压下驱动器EAP薄膜的变形情况以及其中的应力、应变和电场强度的分布情况。利用薄膜起皱判别方法,对驱动器的起皱行为进行预测,同时分析了预拉伸倍数对驱动器失效的影响。试验结果表明,EAP驱动器的理论临界起皱电压与理论分析比较吻合,预拉伸可以提高薄膜的机电稳定性能。研究结果可用于预测介电型EAP驱动器发生失效的临界电压,有利于保障驱动器的安全工作。
- 朱银龙王化明赵东标
- 关键词：介电型EAP驱动器起皱现象
- 介电型电活性聚合物驱动器机电耦合特性被引量：5
- 2013年
- 研究了介电型电活性聚合物（DEAP）的机电耦合特性，分析了电场作用下DEAP的受力情况，结合超弹性理论建立了DEAP的非线性机电耦合本构模型。对电场作用下圆形结构DEAP驱动器的变形行为进行建模研究，给出Yeoh形式的DEAP本构方程、平衡方程和边界条件。通过求解微分方程组得出DEAP驱动器薄膜中的主延伸率和主应力分布，同时分析了预拉伸率、驱动器主动区域面积及激励电压对驱动器变形的影响。利用试验研究了电激励下的圆形驱动器变形行为，试验结果与理论分析比较吻合，从而验证了本构模型的正确性。研究表明：预拉伸率取值为3～4比较合适。
- 朱银龙王化明
- 关键词：驱动器机电耦合
- 介电型EAP卷绕式驱动器的实现与应用被引量：1
- 2015年
- 基于介电型EAP(electroactive polymer,电活性聚合物)的优点,以VHB4910作为驱动材料,设计、实现了卷绕式二自由度驱动器,它可产生轴向伸缩和弯曲运动。对驱动器的性能进行测试,其最大轴向位移为6.78 mm,最大轴向推拉力分别为9.56 N、9.81 N;最大弯曲角度达87°,最大侧向力为1.04 N。在驱动器两端安装两对单向轮,实现了一个可爬行运动的机器人,该机器人可通过驱动器的伸缩和弯曲向前运动,其伸缩运动速度为1.55 mm/s,弯曲运动速度可达6.41 mm/s。试验证明介电型EAP可以用于实现微小型爬行机器人。
- 杨位东王化明魏礼建罗华安
- 关键词：介电型EAP爬行机器人
- 燃爆直线型弹跳驱动器分析与试验
- 2015年
- 为精确控制采用燃爆直线型驱动器(combustion powered linear actuator,CPLA)的弹跳机器人,对影响CPLA驱动弹跳性能的因素进行了分析.首先根据CPLA的工作过程建立了CPLA的动力学模型,得到性能参数;然后试验分析氧化剂一氧化二氮(N2O)与燃料丙烷(C3H8)摩尔比、两者的充气压力对CPLA输出性能的影响.试验结果显示:影响确实存在,当摩尔比为9.91时,CPLA驱动弹跳高度最高,质量3.17 kg弹跳机构弹跳高度为3.2 m,CPLA能量利用率8.4%,弹跳效率7.01%.CPLA在驱动弹跳过程中输出很高的平均功率,并且具有很大的功率质量比.
- 栾云广王化明赵东标王振张克通
- 关键词：弹跳机器人试验分析输出性能
- 介电型EAP线性和弯曲驱动器研究被引量：4
- 2014年
- 基于介电型EAP(dielectric electroactive polymer,电活性聚合物)较好的综合性能,研究了卷绕式线性和弯曲驱动器。分析了线性驱动器的结构,进行了单(两)自由度弯曲驱动器的电极形式设计,构建了双轴拉伸机构和卷绕平台用于驱动器制作。试验表明:线性和弯曲驱动器能产生线性伸长和单(两)自由度连续弯曲,其中线性伸长率超过30%,弯曲角度可达90°(32°),并测试了驱动器的输出力。卷绕式驱动器结构紧凑,运动范围大,能产生类似于生物体的柔性运动,在仿生空中或地面机器人等领域具有广泛应用前景。
- 周丽萍王化明魏礼建杨位东
- 燃气动力弹跳机器人在不同地面弹跳能力
- 2016年
- 燃气动力弹跳机器人具有很强的越障能力,但不同特性地面对其弹跳性能影响较大。针对上述问题,对燃气动力弹跳机器人起跳过程的动力学模型进行理论与试验分析。首先建立了机器人起跳动力学模型,利用Hunt-Crossley模型对机器人脚与地面的作用力进行分析;然后构建试验平台,对模拟硬黏土、草地进行静态、动态力学特性测试,得到相应的力学参数;最后对弹跳机构在刚性地面、模拟硬黏土和模拟草地分别进行弹跳分析与试验。在一定充气压力条件下(丙烷0.01 MPa、一氧化二氮0.21 MPa)燃烧室内燃后压力基本相同(最大压力约3.1 MPa),而弹跳机构(总重为3.55 kg)在刚性地面和硬黏土地面的弹跳高度分别为2.0 m和1.4 m,在草地地面相对充气压力为0 MPa条件下,其弹跳高度为0.1 m。结果表明,机器人在松软的地面较刚性地面弹跳高度较低,且模拟3种地面的弹跳试验结果与分析结果较为吻合。
- 栾云广王化明赵东标汪洋陈峰洪
- 关键词：动力学分析试验分析
- 介电弹性体圆柱形驱动器机电耦合致动过程分析被引量：3
- 2012年
- 驱动器薄膜施加高压直流电后产生的轴向力差能使圆柱形驱动器伸长。为研究介电弹性体圆柱形驱动器的动态反应,本文对其机电耦合致动原理及过程进行了分析。圆柱形驱动器的机电耦合致动过程类似于蠕变过程,提出一种广义Voigt线性粘弹性模型来对其进行描述,并对计算结果与试验之间产生误差的主要原因进行分析。根据驱动器机电耦合致动过程中驱动器的准静态位移的非线性及轴向应力的变化对原模型进行改进。试验表明,在驱动器工作电压范围内,改进的广义Voigt模型能较好地描述驱动器机电耦合致动过程,此模型可用于介电弹性体圆柱形驱动器的性能预测和优化。
- 罗华安王化明游有鹏
- 关键词：介电弹性体机电耦合
- 介电弹性体圆柱形驱动器静态特性分析被引量：9
- 2012年
- 介电弹性体驱动器的工作条件本质上属于静态操作范围。针对介电弹性体膜材料特性及圆柱形驱动器具体结构对其静态特性的影响,对圆柱形驱动器轴向力的主要影响因素进行了研究。采用超弹性材料Yeoh模型及ABAQUS仿真软件分析了因介电弹性体膜的横向侧边收缩、卷绕后的周向松弛、层间挤压导致的驱动器轴向力变化情况。与实际驱动器的结构尺寸对比表明,驱动器卷绕后的膜层周向松弛对驱动器轴向力影响最大,误差达25.9%,考虑后两项影响因素后计算出的驱动器轴向力与实际误差小于5%;最后对圆柱形驱动器的静态刚度进行了分析,实验结果表明在大位移拉伸时需考虑薄膜滑移因素的影响。
- 罗华安王化明游有鹏
- 关键词：介电弹性体静态特性
