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基于NITV0050电气比例阀的试验台对仿生机器人的试验
返回列表 来源: 发布日期: 2020.08.20

    由长臂式仿生软体机器人样机,供气模块,控制模块和数据采集模块组成一个实验平台。供气模块采用电气比例阀NITV0050-3BS,可以在调压范围内连续调节出口气压,控制模块采用单片机模块并通过串口通信与 PC连接。在PC机上设置一个MFC程序并通过单片机控制输入电气比例阀的电压值,并且在单片机与电气比例阀之间安装 TLC模块和 LM放大器模块,讲单片机输出的控制信号设定在电气比例阀的有效输入电压范围内。数据采集模块采用接触式单向弯曲传感器和推拉力计组成,弯曲传感器固定在软体机器人外壁上,当软体机器人弯曲时,传感器上两端的电压值会发生线性变化。最后由单片机进行数据测量与预处理,用于弯曲角度和抓持力度测量并通过串口通信反馈至PC机。

 

    长臂式仿生软体机器人弯曲角度的实验结果中充气过程和放气过程中的弯曲运动曲线没有互相重合,在相等气压值的情况下,充气过程弯曲角度要普遍小于放气过程弯曲角度,但是他们的趋势是一致的。分析一下误差原因有:

 

    1.软体机器人硅胶基体具有粘滞性:充气开始阶段,由于硅胶基体的迟滞性,使得软体机器人弯曲角度很小,随着内腔压力的增大,误差会逐渐累积造成弯曲的实际角度要小于理论弯曲角度。

    2.弹性模拟的变化:软体机器人在弯曲的时候,其壁厚在每个位置是不一样的,造成其自身弹性模量会发生变化,导致实际角度变小。

    3.弹簧和基体的摩擦阻力:实际试验中,软体机器人在弯曲的时候,其内腔的弹簧也发生弯曲,对软体机器人的弯曲造成一定的摩擦阻力,而理论建模时忽略了软体机器人内弹簧和硅胶基体之间的摩擦阻力。

    4.忽略了软体机器人的径向变形,在试验过程中,软体机器人在内腔气体压力的驱动下会发生一定程度的径向变形,而理论建模时忽略了一点,使得测试弯曲角度偏小。

    5.弯曲传感器的阻力矩:试验过程中的接触式单向弯曲传感器与软体机器外壁紧密贴合,对软体机器人弯曲造成一定的阻力作用,所以试验结果弯曲角度要比理论角度偏小。

 

      综合分析,新型长臂式仿生软体机器人采用多腔多段构合式结构。这种基于NITV电气比例阀搭建的试验台,制作的软体机器人样机,进行的软体机器人充气放气状态下弯曲状态试验分析,实际效果无法达到曲线重合,之后还要改善继续对不重合现象进行分析。

 

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