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机械传动2024年第05期:康复机器人PVDF柔性关节设计与驱动特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:谢光辉;孙红;孙凡惟;王光建;

单位:重庆大学机械传动国家重点实验室;重庆电子工程职业学院智慧健康学院;新西兰奥克兰大学;

摘要:针对康复机器人本体柔顺性差的问题,提出了一种新型的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)凝胶基人工肌肉,将其作为康复机器人柔性关节致动器,期望实现类人动作。介绍了PVDF凝胶制备和电致变形机制,并由此设计了具备收缩和伸张功能的单体肌肉,进而将多个单体肌肉上下串联,组合构成层级人工肌肉;基于康复机器人柔性关节3层级人工肌肉,辨识其驱动数学模型,并进行了仿真与实验。结果表明,该人工肌肉能够有效地实现位置控制,具备电致收缩和扩张能力,作为致动器应用于柔性关节是可行的。

关键词:PVDF凝胶;;人工肌肉;;电致形变;;柔性关节

基金资助:中国残联课题项目(2021CDPFAT-25);; 重庆市科学技术局英才计划项目(cstc2021ycjh-bgzxm0319);; 重庆市教委科学技术研究重点项目(KJZD-K202203104)