摘要：对电活性聚合物(EAP)材料的建模、控制及应用方面的研究进展进行了系统性的梳理.首先对现有的EAP材料的分类和电致动原理进行了概述.然后论述了EAP驱动材料的本构、迟滞、蠕变模型的建立,以及控制器的设计,并总结了EAP智能结构在仿生机器人、航空航天、能源等领域的应用.最后指出了EAP在材料性能、智能结构设计、系统建模和运动控制策略方面存在的研究难题,并展望了未来的研究方向.

摘要：针对现有夹取机构在夹取柔软、易变形、外形结构复杂的物体时无法稳固夹取、精准控制率低、适应性差甚至损坏物体等问题,设计了一种柔性驱动器及自适应夹爪。在刚性夹爪上设置柔性驱动器,在柔性驱动器的外壳内设置气囊,通过调节气囊内的气压控制柔性驱动器的夹持力度;在传动装置中利用蜗轮蜗杆结构的反向自锁特性保证夹持不松动;采用压力传感器实现最优工作模式的选择与切换,以适应刚性和柔性物体的夹取。该抓取机构可自动适应抓取力大小并具备自锁功能,结构简单、适用场合广泛,具有较大的市场推广价值。

摘要：综述了捻卷型纤维基(TCF)人工肌肉的发展历程和研究现状.对其制备方法、拓扑结构与力学原理、工作机制及驱动方式等方面进行了总结.TCF人工肌肉的研究虽然取得了一定进展,但仍存在诸多挑战:缺乏力学引导的人工肌肉制备技术和结构设计准则;采用不同材料和不同卷绕方式制作的人工肌肉,其驱动性能各异,难以确定驱动性能最佳的拓扑结构;面向人工肌肉力学性能和致动特性的表征手段尚不完备.单纤维的拉扭力学性能决定了纤维基人工肌肉的致动特性,目前仍缺乏完备的面向人工肌肉纤维的力学表征方法和致动特性测试手段,纤维基人工肌肉的精确驱动控制难以实现.人工肌肉纤维具有较强的时变非线性,缺乏精确描述其机械输出特性的迟滞模型.

摘要：基于折纸折叠原理启发的新构型的开发与应用日益成为相关领域的研究热点,其中,平面折痕的设计、三维形体的折叠、构型的运动特点、自由度及与之相配合的驱动设计都是需要解决的问题。首先,在经典的Water-Bomb折纸基本单元的基础上设计出具有单自由度的非汇交折叠单元的平面折痕,将基础折痕进行组合设计以及三维折叠设计,得到两种具有一定刚度且可实现折叠运动的立体单元:可折叠式移动副、可折叠式转动副。同时,由可折叠式转动副启发设计出一种可与基础非汇交单元相配合的软体驱动,并与两种立体单元进行组合,实现了对立体单元的稳定控制;在实验中发现,软体驱动对立体单元输入角的控制可同时控制立体单元的刚度。将两种立体单元进行串联,设计出能够实现完整跨步行走动作的折纸腿及步行机器人,并实现了机器人的行走仿真实验及跨越阶梯实验,得到折纸腿在跨越阶梯时的最大裕度,验证了两种变刚度单元在行走、跨步过程中的特殊性能。

摘要：新型4足集群机器人美国圣母大学联合佐治亚理工学院研究出了一种既可以单体运动,又可以组装成多体足式机器集群系统的机器人。在这项研究中,研究人员提出了一种4足驱动的单体机器人,每个单体机器人均分为两段,分别与伺服电机相连,并且每段都有--对驱动足。两段结构内置传感、驱动和控制功能,可以进行自主移动,同时这种单体机器人还可以组合成多体机器人。为了提高单体机器人在复杂地形的运动性能,研究人员还为它们设计了柔性驱动足和尾部机构。

摘要：游梁式抽油系统的柔性控制技术是一种变速驱动技术,其目的是改变抽油机工作进程、提高采油效率,具有一定的先进性。但以往的柔性驱动方案,通常从抽油机悬点出发,并没有结合油井的地层参数及抽油泵结构等因素,不适用于不同井的不同生产时期。鉴于此,为寻找合适的柱塞运动规律曲线,实现“一井一策”的目标,提出“曲线寻优”的方案。根据井下流体物性参数进行供液协调分析,确定最佳采油协调点,进而确定合适的沉没度和动液面;以油井基本参数、流体物性参数及抽油泵结构为基础,通过傅里叶展开式,结合遗传算法对柱塞运动曲线进行优化设计,最终得到最优柱塞运动曲线。研究结果表明:在不考虑其他因素影响时,按优化后曲线运行的泵效、井下效率分别比优化前高了3.5%和2.7%;所提出的优化方法能在不缩短油井检泵周期的前提下有效提高泵效。研究结论可为游梁式抽油系统的柔性控制策略提供一定的指导。

摘要：根据踝关节的生理结构特点以及对踝关节康复训练机构的研究现状,针对刚性驱动杆件惯性大、容易产生惯性冲击,以及康复机构与患者踝关节两者的转动中心不能重合造成反复扭伤的问题,设计了一种柔性驱动混联式的踝关节康复机构。首先介绍了康复机构的整体结构;然后分析了机构的自由度并推导出运动学正反解,并建立了Jacobian矩阵;最后,基于雅可比矩阵分析了机构的运动性能。结果表明,所设计的踝关节康复机构能够满足患者康复后期踝关节康复运动治疗的要求。

摘要：首先根据纺织印染实验室自动配液系统的特性,设计了拱架机器人主体结构及滴定轴的夹持手结构。定位采用双边柔性同步带驱动,以适应长距离、快速、小冲击的需求,滴定轴采用螺旋丝杆驱动以保证滴定精度。然后建立柔性同步带驱动定位物理模型和定位误差测量装置。

摘要：针对柔性驱动系统的振动问题,建立了基于状态空间的系统模型。设计了基于状态反馈的控制器;并用积分反馈进行校核,进一步增强了系统的鲁棒性。对如何进行极点配置进行了分析,使得极点配置更加方便。实验曲线跟仿真曲线非常吻合,表明系统建模准确,控制器具有良好的性能。

摘要：对基于高分子聚合物的柔性传感器的研究进展进行了概述。从传感器的种类、材料、结构设计、制备工艺、传感原理等多个角度进行分析,并对这些传感器的主要性能(灵敏度、稳定性与重复性、响应时间、迟滞性等)进行评估。重点讨论基于高聚物的柔性传感器在可穿戴设备、柔性驱动以及疾病预防等领域内的应用,总结了当前国内外传感器技术研究所面临的问题,并对未来柔性传感器的发展进行展望。