机械设计与研究 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (03): 30-36.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4938

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基于绝对节点坐标法的介电弹性体驱动柔性双层板结构动力学模型

陈奥林;南博华;瞿德超;余海东;   

  1. 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室;上海航天设备制造总厂有限公司;
  • 出版日期:2019-06-20 发布日期:2019-06-20

  • Online:2019-06-20 Published:2019-06-20

摘要: 基于绝对节点坐标法,引入介电弹性体本构方程,提出了一种以介电弹性体为驱动板、柔性材料为从动板的新型柔性双层板结构动力学模型,利用数值仿真研究了不同材料参数和激励电压对复合结构动力学特性的影响,对软体机器人驱动器选择和设计提供一定参考。仿真结果表明,复合双层板单元结构在一定大小的驱动电压的激励下会产生周期性变形,在各个方向的运动周期与驱动电压无关,保持复合单元的材料参数不变,其末端最大位移与驱动电压呈近似线性正相关;相同电压激励下,弹性模量越高的复合单元末端运动的周期越小,最大位移也越小,其结构的刚度和稳定性越强。当驱动电压过高,从动板单元材料超弹性系数过小时,复合单元柔性过大,末端运动出现将失稳现象。

关键词: 软体机器人, 绝对节点坐标法, 柔性驱动器, 介电弹性体, 双层板复合结构

Key words: soft robot, ANCF, soft and flexible actuator, dielectric elastomer, plate-plate coupled structure