导读:本文包含了仿生驱动论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:自由度,复合材料,频率,仿生学,肩关节,特性,智能。
仿生驱动论文文献综述
肖鸿飞,范春利,许可,黄超,张娜[1]（2019）在《基于仿生学理论的自卸车驱动桥桥壳优化设计》一文中研究指出以某型自卸车驱动桥桥壳设计为例,基于仿生学理论对桥壳后盖进行轻量化设计,实现降重并提高了桥壳中部离地间隙;桥壳内腔流线设计,降低铸造难度,提高零件质量;板弹簧座及反作用杆上支架的优化设计减少加工面积,降低能耗。采用Pro/E对桥壳进行叁维建模,通过有限元计算与优化前现有模型进行对比分析,优化后的桥壳安全系数满足使用要求。(本文来源于《汽车实用技术》期刊2019年23期）
李芳,吴阳,刘凯[2]（2019）在《气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节结构设计与优化》一文中研究指出根据人体肩关节的特点设计了一种气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节,推导了该仿生关节的逆运动学模型;以仿生关节最小输出转矩、气动人工肌肉输出力模型以及最大收缩率作为约束条件,以仿生关节运动范围最大为目标函数,利用遗传算法对该仿生关节的多个结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后的关节运动范围明显增大,有效提高了该仿生关节的灵活性。(本文来源于《机械制造与自动化》期刊2019年05期）
孙福旭,刘蓟南,张千宇[3]（2019）在《欠驱动仿生机械手的研究》一文中研究指出欠驱动仿生机械手的设计与控制研究一直都是近年来国内外的重点研究课题。欠驱动是指在一个工作系统中控制变量的个数少于系统自由度的个数。由于目前的技术还不能实现将驱动电机做到十分轻巧,利用欠驱动系统将有效减少驱动数量。其优势在于驱动数量少,在保证工作的条件下使结构更加简单,可以降低造价、减轻系统重量、节约能量以及增加系统的灵活性。文章就欠驱动仿生机械手国内外研究现状进行论述,分析了驱动仿生机械手的结构特点。(本文来源于《南方农机》期刊2019年11期）
蔡宇,段盛青,魏晓晨,郭兆阳,杨尚轩[4]（2019）在《新型欠驱动仿生灵巧手设计及实时操作控制》一文中研究指出根据人手的生理结构,参考人手骨骼形状,设计了一种保留人手大部分生物力学特征的灵巧手控制模型。为满足灵巧手多指控制的同步性和数据传输的实时性,设计了数据传输模块以及舵机控制模块。针对欠驱动运动精度不高的特点,提出了类肌腱的仿生结构,使得各手指准确到达期望位置,减小腱驱动迟滞造成的不利影响。通过静力构型分析为类肌腱材料的选取提供依据,并通过运动学分析得到指尖一点的工作空间范围。最后通过多指灵巧抓取以及遥操作实验,验证所提控制系统的稳定性、可靠性。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年06期）
赵骞[5]（2019）在《仿生智能柔性材料设计与制备及其自驱动机理研究》一文中研究指出《中国制造2025》纲要明确提出,智能化是当前新材料与器件发展的战略重点领域,己经成为当前工程科学发展的国际热门前沿。智能柔性材料是指集“感知”、“反馈”、“响应”一体化,能接收驱动信息(如光、热、电、磁、湿度、PH值等),并输出控制作用或机械运动的材料。与传统刚性材料相比,智能柔性材料可根据外界环境变化实现“小激励大响应”,可以适时、动态、精准感知变化,现已广泛应用于各种智能驱动器件与设备。智能柔性材料的设计与制备成为智能化领域一个新兴的、重要的发展方向。作为一种典型的智能柔性材料,智能水凝胶具有丰富的刺激响应模式、线性的驱动力输出特性以及优良的生物相容性,被广泛应用于柔性驱动器、人工肌肉、电子器件、医药器材等领域。然而,在实际应用中,智能水凝胶往往面临包括高负载和多样化刺激源等在内的复杂应用环境要求,这使得智能水凝胶应当具备高力学强度、高响应速率、多重响应模式、多样化自驱动功能等特性。因此,如何兼顾力学特性、智能特性和功能特性,成为智能水凝胶材料设计与制备亟待解决的瓶颈问题。自然界中的野生小麦芒,在具备良好力学强度的同时,通过自身层状结构形式、梯度微孔结构形式和纤维排布形式的相互能融合,根据外界湿度变化进行自驱动变形与运动,为智能柔性材料的研究提供了重要的仿生学启示。本论文以野生小麦芒为生物模本,基于其微观结构特点分别构建了仿生层状微孔结构模型、仿生90°/0°双层网络结构模型和仿生层状梯度微孔结构模型,指导仿生智能柔性材料的设计。基于叁种仿生结构模型,以纳米木浆纤维素为增强相,氧化石墨烯为光热转化剂,聚N-异丙基丙烯酰胺温度响应型智能水凝胶为基础材料体系,分别通过模具成型技术、3D打印技术和水热合成技术,成功制备了具备高力学强度、多形式智能响应、高响应速率、多样化形变模式和高效自驱动变形与运动的仿生智能柔性材料,并设计制备出了多个系列的仿生智能自驱动样件。通过力学分析揭示了仿生智能柔性材料静态变形和动态运动的自驱动机理,实现了结构—材料—感知—驱动—功能的一体化融合,为解决智能柔性材料兼顾力学特性、智能特性和功能特性的瓶颈难题,提供了一种行之有效的仿生学新方法。具体研究内容和主要结论如下:(1)以野生小麦芒变形部位分层多孔结构所具有的差异性膨胀变形机理为基础,设计出了具有分层多孔结构特征的仿生层状微孔结构模型。采用模具成型技术成功制备了聚N-异丙基丙烯酰胺温度响应型智能水凝胶。纳米木浆纤维素含量与氧化石墨烯含量的增加,均能提高该型智能水凝胶的交联密度,使其在具有智能感知与自驱动变形的基础上,展现出良好力学强度。通过“一步法”模具成型技术制备的双层结构仿生智能柔性材料,以不同层间溶胀/消溶胀的各向异性为自驱动机理。纳米木浆纤维素与氧化石墨烯含量以及样品尺寸,是影响双层结构仿生智能柔性材料智能特性和功能特性的重要条件。小尺寸样品(即较小的厚度值)具有较高的响应速率和变形度。氧化石墨烯使得双层结构仿生智能柔性材料具备温度和近红外激光双重响应,并在相应刺激下实现了“抓取”与“运输”等简单的功能化应用。(2)以野生小麦芒盖部与脊部纤维排布形式为基础,建立了仿生90°/0°双层网络结构模型。创新性地采用3D打印与真空原位自由基聚合相结合的方法,解决了在含有氧化石墨烯条件下,聚N-异丙基丙烯酰胺温度响应型智能水凝胶反应液的固化成型问题,实现了3D打印仿生智能水凝胶材料的精准成型。纳米木浆纤维素含量是有效控制3D打印仿生智能柔性材料表观粘度、储能模量和损耗模量的重要参数,直接影响可打印特性与结构保持能力。10 mg/mL是仿生智能柔性材料3D打印的最佳纳米木浆纤维素浓度。3D打印制备技术所形成的较小的厚度值以及精密的双层网络结构,可以实现温度/近红外激光刺激下的高响应速率。与模具成型技术相比,3D打印仿生智能水凝胶材料以同种材料精密层状结构间溶胀/消溶胀的各向异性为自驱动机理。不同的3D打印结构模式可以实现不同的自驱动智能变形特性。(3)基于野生小麦芒层状结构形式与梯度微孔结构形式,建立了仿生层状梯度微孔结构模型,弱化了各层结构间因孔径变化过大对响应速率和变形度的不利影响。以N-异丙基丙烯酰胺为单体,4-羟基丁基丙烯酸酯为交联剂,通过水热合成技术成功制备了具有完整梯度结构的聚N-异丙基丙烯酰胺温度响应型智能水凝胶。创新性的采用了包括整体浸渗和局部浸渗在内的氧化石墨烯浸渗法,实现了氧化石墨烯在梯度结构仿生智能柔性材料中的可控分布,有效地控制了热量传递模式及变形区域的范围。以高响应速率为基础,结合结构设计实现了包括仿生“纸盒”、仿生“手掌”、仿生“菊花”和仿生“尺蠖”在内的静态变形和动态运动。(4)纳米木浆纤维素能够提高梯度结构智能水凝胶的交联密度,弱化梯度结构形式,并且未改变相应的氧化石墨烯浸渗能力。纳米木浆纤维素增强梯度结构智能水凝胶在具有良好力学强度条件下,仍具有较高的溶胀/消溶胀速率。随着纳米木浆纤维素含量的增加,各型梯度结构智能水凝胶的杨氏模量值范围先增加后减小,成为影响梯度结构仿生智能柔性材料响应速率的重要材料参数。纳米木浆纤维素含量为2mg/mL时,其力学强度增强效果最大,智能响应过程最稳定。增加近红外激光的功率密度,能够在一定范围内,有效地提升各型梯度结构仿生智能柔性材料的响应速率。(5)梯度结构智能水凝胶在通过纳米木浆纤维素提高力学特性的同时,实现了对智能特性和功能特性的兼顾,以及近红外激光刺激下的多种典型静态变形和动态运动,包括:弯曲变形、卷曲变形、折迭运动、翻转运动和前进/转向运动。通过调控纳米木浆纤维素含量、近红外激光功率密度以及照射方式,仿生智能柔性材料样件实现了“Polymer”静态变形、仿茅蒿菜静态变形、仿章鱼“游泳”动态运动、低功率密度条件下的90°循环翻转、高功率密度条件下的同向循环翻转以及“8”字形避障运动等。通过力学分析构建了曲率变化与变形角度、变形位移、材料属性及激励强度间的对应关系,有效地揭示了仿生智能柔性材料典型静态变形与动态运动的自驱动机理。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
杨静[6]（2019）在《离子聚合物金属复合材料的制备、驱动特性与仿生应用研究》一文中研究指出目前软体机器人在国际上迅速崛起,有关软体机器人的各种想法和设计层出不穷。而软体机器人制备最主要的核心就是材料的选择。离子聚合物金属复合材料(IPMC)具备电场响应性快,质轻,在低电压下会发生较大弯曲并且具有一定的力输出等优点,很多学者采用其作为软体驱动材料来研究软体机器人。目前国内外制备IPMC柔性驱动器通常采用铂(Pt)、金(Au)和钯(Pd)等贵金属,导致其成本过高,在一定程度上限制了 IPMC的广泛应用。因此探索低成本的IPMC制备方法成为IPMC材料研究领域的一个重要方向。此外,目前对于IPMC的水下仿生应用也不是很详尽。本文首先以杜邦公司的Nafion-117质子交换膜作为基膜制备了铂型离子聚合物金属复合材料(Pt-IPMC),之后在分析IPMC致动原理的基础上探索以金属铜(Cu)替代传统Pt电极的制备方法。测试和分析了铜基离子聚合物金属复合材料(Cu-IPMC)和Pt-IPMC的含水率,附着力,形貌,增重率,表面电阻,致动效果及力输出等基本特性。通过对比发现Cu-IPMC的耐受电压范围为3-10 V,Pt-IPMC耐受电压范围为3-5 V,且Pt-IPMC能耐受的最大电压远大于Pt-IPMC。此外Cu-IPMC的力输出最大为17mN,Pt-IPMC力输出最大为13 mN。结果表明,采用廉价的Cu来替代昂贵的Pt用于制备IPMC是完全可行的。此外,本文将Pt-IPMC用于仿生应用研究,首先基于对Pt-IPMC的性能测试,研究了不同的Pt-IPMC的尺寸对其运动特性和力输出的影响,确定了最佳的Pt-IPMC尺寸;分析了驱动电压和驱动频率对运动特性的影响,得出了频率—位移特性规律与最佳驱动交流电为5 V,1 Hz,为鳐鱼驱动系统设计与控制提供了依据;通过分析鳐鱼的结构特征,设计了 Pt-IPMC驱动方案,利用Pt-IPMC制备了仿生鳐鱼;对自然界中的鳐鱼进行步态分析,得到其游动时胸鳍上等距四点的相位关系;最后设计制作了驱动电路,并进行了仿生鳐鱼的实际测试。结果表明,该仿生鳐鱼在水里的游动速度可达到4 mm/s。(本文来源于《西安科技大学》期刊2019-06-01）
魏洁[7]（2019）在《纳米纤维素基仿生智能驱动材料设计》一文中研究指出当前,以不可再生资源支撑的社会面临能源紧张、资源短缺、环境污染等瓶颈问题,亟待寻求绿色、环保、可再生的新材料以破解上述瓶颈问题。仿生智能驱动材料是受天然物质的结构特点和生物功能的理念启发,开发的可自动感应外界环境变化、并做出灵敏响应的新型驱动材料,具有智能节能的特点。它是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料。纳米纤维素因其来源广泛、储量丰富、可再生、可降解、生物相容、高强度、高比表面积,富含官能团等优点,被视为最有发展潜力和开发价值的新兴纳米材料之一;将其设计构建成智能材料,对推动国民经济可持续发展具有重要的战略意义。本研究受松果鳞片在自然条件下因不对称膨胀/收缩结构而引发的自动张开和闭合现象启发,从灌木紫穗槐枝条中获取具有纳米级精细结构、高长径比和高力学性能的纳米纤维素,并通过巧妙地官能团和层状成膜结构设计,仿生构建了具有单层结构、且湿度灵敏响应的仿生智能材料;在此基础上,以纳米纤维素层状膜为基层,在其上分别构建层状石墨烯层和醋酸纤维素层,进而设计构建了湿度驱动型多功能仿生智能材料和溶剂驱动型仿生智能材料;进一步对这些驱动材料设计用做智能织品和气体传感器进行成功的概念验证,为利用丰富的生物质资源设计智能材料提供了概念性的解决方案,对未来构建绿色、可持续发展的智能社会具有重要的战略意义。研究结果表明:(1)受大自然松果鳞片自动张开/闭合现象启发,采用TEMPO氧化法制备了高长径比(≥1000)的纳米纤维素,并以此为构筑单元成功设计了湿度响应灵敏(5s)、主动变形大(≥180°)、可逆循环次数高(10000次)的智能驱动材料。将这种湿度响应的驱动材料应用于智能衣服进行概念验证,不仅能够实现智能降温散湿的功能,又具有良好的透气性、透光率(91.7%)及力学强度,是构建智能衣服的理想材料之一。(2)为进一步赋予纳米纤维素基智能驱动材料多功能特性,在纳米纤维素中掺杂纳米二氧化钛,为智能材料赋予了有效杀菌净化功能,可以在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌培养皿中,分别形成4mm和3mm的抑菌圈;在此基础上,复合层状石墨烯可以赋予智能材料导电发热和吸光产热功能,在4.5V电压下能够在120s时间内使智能驱动材料迅速升温近10℃,在光照条件下能够于30min内快速升温15℃;同时,智能驱动材料还具有灵敏的湿度响应性(8s)。相似的,将这种多功能智能驱动材料概念性地应用在智能衣服领域,既可以使衣服自动地祛热散湿,又能适时为人体供给能量和提供杀菌清洁皮肤的功效,为未来丝织物领域的个人热管理系统提供了概念性的解决方案。(3)为设计多重刺激响应的智能材料,将纳米纤维素层状膜与醋酸纤维素膜复合构筑了溶剂响应的智能驱动材料,可实现对不同气体(丙酮、氨水、湿度等)的有效感应,响应幅度大(≥180°)、灵敏度高(3.5s)、稳定性好(120s弯曲度不变);且溶剂浓度越高,响应越灵敏,弯曲度越大。可作气体传感器实时监控环境气体的安全性,为设计新型的气体传感器提供了概念验证。(本文来源于《山东农业大学》期刊2019-05-30）
赵慧,张锦,田体先[8]（2019）在《柔性仿生机器鱼驱动频率设计原则》一文中研究指出通过理论分析得到柔性仿生机器鱼鱼尾固有频率的表达式,并从中获得一种改变固有频率的方法,设计制作3个固有频率不同的柔性鱼尾并进行试验。所描述的获取鱼尾材料参数的方法更加可靠,驱动频率范围更高。试验得出:驱动频率接近固有频率,可改善柔性仿生机器鱼的运动特性,并且,相对于1阶固有频率,驱动频率等于2阶固有频率时的运动特性更好。提出了根据驱动频率范围,设计具有更优运动特性的柔性仿生机器鱼,确定驱动频率的准则。(本文来源于《机械设计》期刊2019年05期）
何航[9]（2019）在《仿生眼用两自由度混合式步进电机及其驱动系统研究》一文中研究指出随着我国经济和社会自动化进程发展加快,机器人发展也进入快车道。仿生眼作为智能机器人的核心部件和技术之一,对其进行研究从深度和广度上都会拓宽机器人的发展空间。本文对智能机器人用仿生眼两自由度电机本体及其驱动控制系统进行研究,具有理论意义和重要实用价值。本文的主要内容如下:第一部分,阐述了本课题的研究背景与研究意义,介绍了仿生眼、多自由度电机、适于仿生眼驱动的步进电机的国内外研究现状,明确了本课题仿生眼驱动用两自由度混合式步进电机所采用的方案及本论文的主要研究内容。第二部分,在介绍步进电机的结构、原理、分类等基础上,针对仿生眼驱动要求,提出了组合式垂直结构两自由度步进电机的结构型式,并对不同垂直结构两自由度步进电机进行性能对比、优劣势分析。第叁部分,提出适用于仿生眼驱动的一体化新型球形结构两自由度混合式步进电机结构并进行相应分析研究。首先对新型电机的结构、原理及一体化数学模型进行探讨,建立磁路模型并进行分析计算:然后鉴于该种电机复杂的铁心结构,提出采用软磁复合材料作为该种电机的导磁材料,对基于软磁复合材料和迭压硅钢材料的新型电机进行了叁维磁场分析计算研究及磁密云图、输出转矩、保持转矩等方面的对比研究。第四部分,分析研究新型球形结构两自由度混合式步进电机的电磁耦合问题及其二维等效磁路分析方法。首先分析了电磁耦合对该种电机运行性能的影响,提出改变定转子铁心及永磁体结构,以此削弱子电机间电磁耦合的方法;然后提出新型电机的二维等效模型分析方法,通过有限元仿真以及实验样机进行空载反电动势实验比较,验证了此方法的可行性。第五部分,分析步进电机传统的驱动控制方法,针对仿生眼两自由度混合式步进电机进行驱动控制系统的软件及硬件设计,试制仿生眼一体化系统平台,并对设计的步进电机驱动控制系统进行电流细分测试、电机运转精度实验及仿生眼一体化平台目标跟踪测试,实验验证控制驱动系统具备良好性能。最后,全文总结与展望。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-10）
黄朝阳[10]（2019）在《一种SMA驱动的新型仿生手》一文中研究指出采用独立化设计方法,将仿生手分为控制模块、手指模块、散热模块并进行单独设计,制作了集成化的仿生手,可以快捷地实现模块化手指的分离与组装。采用形状记忆合金丝作为驱动器,设计了可以实现驱动位移放大的凸轮结构,使S M A在驱动过程中的有效输出位移得到有效放大。在Matlab中对仿生手进行了运动空间仿真,并通过3 D打印制作了总质量为410 g的仿生手样机。采用温度反馈方式,提高了仿生手在不同温度环境中的响应能力以及对SMA的温度保护,对日常生活物品进行了抓取实验验证。结果表明,新型仿生手具有较大的抓取尺寸和抓取重量,具有拆装方便、控制简单、抓取稳定的优点,实现了控制与驱动的高度集成。(本文来源于《机械传动》期刊2019年04期）
仿生驱动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
根据人体肩关节的特点设计了一种气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节,推导了该仿生关节的逆运动学模型;以仿生关节最小输出转矩、气动人工肌肉输出力模型以及最大收缩率作为约束条件,以仿生关节运动范围最大为目标函数,利用遗传算法对该仿生关节的多个结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后的关节运动范围明显增大,有效提高了该仿生关节的灵活性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
仿生驱动论文参考文献
[1].肖鸿飞,范春利,许可,黄超,张娜.基于仿生学理论的自卸车驱动桥桥壳优化设计[J].汽车实用技术.2019
[2].李芳,吴阳,刘凯.气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节结构设计与优化[J].机械制造与自动化.2019
[3].孙福旭,刘蓟南,张千宇.欠驱动仿生机械手的研究[J].南方农机.2019
[4].蔡宇,段盛青,魏晓晨,郭兆阳,杨尚轩.新型欠驱动仿生灵巧手设计及实时操作控制[J].传感器与微系统.2019
[5].赵骞.仿生智能柔性材料设计与制备及其自驱动机理研究[D].吉林大学.2019
[6].杨静.离子聚合物金属复合材料的制备、驱动特性与仿生应用研究[D].西安科技大学.2019
[7].魏洁.纳米纤维素基仿生智能驱动材料设计[D].山东农业大学.2019
[8].赵慧,张锦,田体先.柔性仿生机器鱼驱动频率设计原则[J].机械设计.2019
[9].何航.仿生眼用两自由度混合式步进电机及其驱动系统研究[D].山东大学.2019
[10].黄朝阳.一种SMA驱动的新型仿生手[J].机械传动.2019
论文知识图
