气动软体致动器静力学建模和传感方法、可读存储介质及系统技术方案

本发明专利技术提供一种气动软体致动器静力学建模和传感方法、可读存储介质及系统，方法包括：S1：根据理想气体状态方程建立气动软体致动器变形前后的等式关系；S2：获取所述气动软体致动器变形前后的等式关系；S3：检测所述气动软体致动器的致动器半径随输入气压的变化，从而获取所述气动软体致动器的长度随输入气压的变化。将以往对致动器长度变化的检测转换为对致动器半径变化的检测，同时适用于充气收缩型和充气伸长型两种主要类型的气动软体致动器；应用实例的实验结果表明，所建立的静力学模型能够准确反映气动软体致动器的长度随输入气体的变化。

Static modeling and sensing method, readable storage medium and system of pneumatic soft actuator

【技术实现步骤摘要】
气动软体致动器静力学建模和传感方法、可读存储介质及系统
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种气动软体致动器静力学建模和传感方法、可读存储介质及系统。
技术介绍
目前，气动软体致动器的建模方法主要可以分为三种：第一种是物理几何建模，即根据气动软体致动器本身的物理和机械特性来建立模型，这种建模方法要求充足的基础知识，能够根据编织网和橡胶管的几何形状建立力平衡方程。第二种是唯象建模，即根据已知的模型结构对气动软体致动器进行等效，这种建模方法不需要对气动软体致动器的物理几何特性做透彻的分析，往往通过特定的实验即可辨识出模型的参数，但是这种建模方法精度不高。第三种是拟合建模，即先通过实验测试气动软体致动器的特性，再根据测得的数据拟合气动软体致动器的模型。由于实验中，不确定因素有很多，所以这种建模方法需要大量的实验数据。以上建模方法在气动软体致动器的建模过程中都取得了一定进展，但是，以上研究主要集中在收缩型气动软体致动器或伸长型气动软体致动器，无法针对两种类型的气动软体致动器建立一个统一的建模方法。如果要应用于另一种致动器则需要更改模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动软体致动器静力学建模方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：根据理想气体状态方程建立气动软体致动器变形前后的等式关系；/nS2：获取所述气动软体致动器变形前后的等式关系；/nS3：检测所述气动软体致动器的致动器半径随输入气压的变化，从而获取所述气动软体致动器的长度随输入气压的变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种气动软体致动器静力学建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据理想气体状态方程建立气动软体致动器变形前后的等式关系；
S2：获取所述气动软体致动器变形前后的等式关系；
S3：检测所述气动软体致动器的致动器半径随输入气压的变化，从而获取所述气动软体致动器的长度随输入气压的变化。


2.如权利要求1所述的气动软体致动器静力学建模方法，其特征在于，假设气体以阶跃信号的形式充入所述气动软体致动器的气腔且致动过程中气体温度不变，根据理想气体状态方程，所述气动软体致动器变形前后存在如下近似等式关系：



则：






其中，p0是所述气动软体致动器变形前的气腔内气压；V0是所述气动软体致动器的初始气腔体积；p1和V1分别是所述气动软体致动器变形后的气腔内气压和气腔体积。


3.如权利要求2所述的气动软体致动器静力学建模方法，其特征在于，假设所述气动软体致动器本体的材料体积在致动过程中保持不变，则：
V1＝πr12l1＝πR12l1-π(R0-r0)2l0＝πR12l1-VR
进一步的，






其中，VR是所述气动软体致动器的本体材料体积；l0、R0、r0分别是所述气动软体致动器变形前的长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学谦，张志远，梁斌，王松涛，孟得山，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44