[發明專利]基于氣動人工肌肉的振動驅動方法

無效

• 申請號: 200810017883.1
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101660547A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 劉吉軒;何國昆
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F15B11/06
• 分類號: F15B11/06;F15B21/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發明屬于振動驅動方法，特別涉及基于氣動人工肌肉的振動驅動方法。

背景技術

目前常用的振動驅動方法有慣性式、電磁或電動式、液壓缸活塞式、氣 缸活塞式。其中慣性式振動驅動方法是由帶偏心的慣性質量塊在回轉過程中 產生的不平衡力作為振動驅動力，這種振動驅動方法存在的不足是結構尺寸 一般較大、能量消耗大、激振振幅難于改變；電磁式振動驅動方法是由鐵心、 電磁線圈、銜鐵和彈簧等組成，電動式振動驅動方法是由磁環、中心磁極和 通有交流電的可動線圈等組成，電磁式和電動式存在的不足是結構較復雜、 低頻特性差、生產成本和維護成本相對較高；液壓缸活塞式振動驅動方法主 要是由液壓缸、活塞、電液伺服閥、液壓油源等組成，存在的不足是必須有 液壓油源、有油污染、結構尺寸大、成本較高；氣缸活塞式振動驅動方法主 要由氣缸、電磁閥、壓縮空氣源等組成，存在的不足是需要的氣缸結構較復 雜、成本也較高、系統響應頻率低、在低頻時氣缸容易產生爬行等。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術不足，提供一種基于氣動人工肌肉 的振動驅動方法，該方法振動動作平滑、能量轉換率高、不產生污染、振幅 和頻率可調，從而滿足工程實際當中對振動驅動方法的某些特殊要求。

本發明的技術方案是這樣實現的：

基于氣動人工肌肉的振動驅動方法，按以下步驟進行：

1)根據工程實際需要提出驅動頻率、振幅和驅動力要求，頻率為0～25Hz； 振幅為氣動人工肌肉長度的20％；驅動力范圍為0～4000N。

2)根據氣動人工肌肉振幅和驅動力特性公式(1)(2)反求出控制量， 即氣源壓力、驅動頻率和占空比。

根據氣動人工肌肉特性和系統原理，基于氣動人工肌肉的振動驅動系統 的振幅按照下式計算：

dPdt=kRTQmtV-kPVdxdtAqm=λQm/fMd2xdt2=F-F1-Ff1---(1)]]>

式中：

P——氣動人工肌肉腔內壓力/Pa；

V——氣動人工肌肉腔內容積/m³；

A——氣動人工肌肉等效作用面積/m²；

Q_m——進入氣動人工肌肉腔內的質量流量/kg；

T——氣體絕對溫度/度；

k——氣體絕熱指數，k＝1.4；

R——氣體常數，R＝287.1J/kg·K；

f——PLC輸出脈沖信號的頻率/Hz，f＝1/T；

λ——脈沖占空比；