机电一体化专业外文译文 - 图文

重庆科技学院学生毕业设计（论文）

外 文 译 文

学 院 机械与动力工程学院 专业班级 机械电子工程2011-1

学生姓名 邹辉 学 号 2011444469

译 文 要 求

1. 外文翻译必须使用签字笔，手工工整书写，或用A4纸打印。

2. 所选的原文不少于10000印刷字符，其内容必须与课题或专业方向紧密相关，由指导教师提供，并注明详细出处。

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基于介质弹性体执行机构一个兼容的平移机制

摘要：本上在一个平行曲柄的形式的线性致动机构文件报告mech-anism（即双曲柄机构）挂接两个介电弹性体驱动器并联被制造为一个最小能量结构的工作。该结构是通过在聚乙烯拉伸的介电弹性体（DE）的膜（VHB4910）所建立对苯二甲酸酯（PET）的帧，使得从拉伸DE膜所释放的能量是存储在帧作为弯曲的能量。该机制可以输出一个平移运动,根据DE膜的两个电极之间施加的驱动电压。我们建议粘弹性模型对DE薄膜和致动器的框架，以使机械致动器的性能可以更精确地并入机构模型。该模型精确地预测的实验频率响应该机制在不同的电压。此外，反转的基于前馈控制 - LER成功，以进一步验证了该模型对森实施致动器和平行曲柄机构的sorless位置控制铰接式这些驱动器。 [DOI：10.1115 / 1.4027167]

Chuc HUU阮 机械，材料学院 机械电子工程， 卓越的ARC中心

Electromaterials科学， 卧龙岗大学，

卧龙岗，NSW2522，澳大利亚 电子邮件：chuc@uow.edu.au Gursel Alici1 机械，材料学院 机械电子工程， 卓越的ARC中心

Electromaterials科学， 卧龙岗大学，

卧龙岗，NSW2522，澳大利亚 电子邮件：gursel@uow.edu.au 拉希姆穆特鲁 机械，材料，以及学校 机械电子工程， 卧龙岗大学，

卧龙岗，NSW2522，澳大利亚 电子邮件：rmutlu@uow.edu.au

1引言

在过去的几十年中，电活性高分子（EAP）有被广泛的研究，并已取得显着进展[1]。其中EAP驱动器，介质弹性体驱动器（DEAS）被认为是由于其高是最有希望的应变和力输出，容易制造，柔性，重量轻，和低成本[2,3]。 DEAS在面状体，管的形式，滚，钻，最小的能源结构，隔膜和折弯机已被用于多种应用，包括机器人和机电一体化技术[4-9]。

铰接式与DEAS灵活机制有广泛的应用，特别是在生物医学工程，需要可伸缩的软执行器提供软，全身manipula-化和操作。常规的致动器不能提供这些特点。作为一个例子，Kofod等。 [10]已经提出了一种自组织最小的能源结构产生MOVE-ments像大自然中的植物有关的感性运动。普兰特[11]提出了一个二进制致动器，这是一个符合菱形介电弹性体。建议金刚石成形机构能够产生双稳态运动使用在一磁共振成像系内的医疗干预统。后来，乔伊纳德和普兰特[12]建立了两个双稳拮抗线性和旋转DEAS具有高能量密度二进制机器人和机电一体化。建议拮抗机制提供高出10倍体积能量密度比双稳态（即，触发器）设计铰接与金刚石形和锥形DEAS。锥形线DEA的可以产生一个单向或双向运动是FAB-通过与标准的耦合的介电弹性体膜ricated帧[13]。伪刚体模型用于优化其大小。腕等。 [14]报道了一个线性收缩水文静态耦合DEA其采用不可压缩的流体，以机械耦合的介电基活性部分到被动部分连接到所述负载。在这些最重要的限制研究[11-15]是，他们需要一个复杂的机制，用以生成吃了所需的运动。这可以防止它们被使用在许多应用中，包括生物医学应用，即需要更简单和更紧凑的致动机构。在这种纸，因此，我们提出了一个简单的平行曲柄机构，图。 1，耦合的介电活性部到被动结构，形成了双曲柄拟议四杆的机制。我们利用最少的能源结构的概念[10]。该机制包括两个弯曲执行器和PET连接杆以产生平移运动垂直于后一电压的应用的连接条年龄最小能量曲柄（即，执行器）。建议平行曲柄机构可以产生平移MOVE-换货或软接触力，这对新的潜力应用在生物医学工程。

必须注意的是，DEAS的弹性模量的变化操作过程中，由于粘弹性和非线性特性将DE材料以及其变形的[3]。这些属性必须在建模DEAS和机制考虑铰接式的执行机构。因此，我们有实验确定了一套传递函数模型，以便精确预测机制的大范围的位置响应的频率和驱动电压。另外，非线性最小平方估计方法被用于识别的关系的位移输出和驱动电压之间。

基于反馈传感器控制的理论可能是不实际用于控制电活性聚合物致动器，包括DEAS，由于致动器的尺寸之间的差异显著（示于图17-20），并且传感器。琼斯和Sarban [16]已经开发出一种控制器基于丹佛斯保利电源A / S的灰箱模型。在这个控制器中，致动器的参数是假定为常数。内部模型控制器提出采用线性可变差动变压器（LVDT）传感器反馈控制[17]。在实际应用中，然而，这不是实际应用此控制器，因为没有为没有空间传感器。使用反馈传感器的限制的应用DEAS，特别是在生物医学应用在空间的最重要的。如上所述，为了避免使用外部传感器，我们建议使用反转为基础的前馈控制 - LER控制连杆的位置（作为输出该机制的链接）。我们先前已经开发并进行评价，uated反演为基础的控制器为三的位置控

制层导电性聚合物致动器，使用一个黑盒子模型，这些离子型电活性聚合物致动器[18]。以我们所知最好的，一直没有尝试建立反演为基础的前馈控制器，用于DEAS，这是更实用类电活性聚合物致动器的。那里-脱颖而出，我们提出和评估的inversion-的性能基于控制器的平行曲柄的位移输出机制。呈现的实验结果已经证实该模型在提高位置 - 的疗效和控制器新机制的阐明以最小阅读能力能源DEAS。

本文的其余部分安排如下：1.我们介绍了建议的机制和弯曲执行器基于最小能量原理。建模与分析以秒为单位提供概念的执行机构和机制。 2.我们已经提供了实验频率响应的结果在二段确定的传递函数模型。 3.基于所识别的反演的基于前馈控制器传递函数而根据各种输入的实验结果信号显示在5秒，结论和未来的工作是报告6秒。 2所提出的机制

2.1介质弹性体的工作原理执行器。图2示出了电介质的操作原理弹性体致动器，其中，符合电极施加上两侧的介电材料。当电刺激施加到电极上，麦克斯韦应力变形的介电弹性体和产生的横向位移，其中是致动器的机械输出。正是这种机械输出把它利用来设计不同的驱动配置为了产生所需要的输出。

2.2说明弯曲执行器。在本节中，我们描述我们如何工程师介质驱动器，使其gener-茨弯曲运动，如在偏转的悬臂梁。到这个目标，我们采用的最小能量原理[19]，以构建弯曲致动器，即制成的DE膜拉伸的过的PET架，如图所示。 3. DE膜覆盖在两侧的柔性电极。存储在所述能量拉伸DE膜被部分地传递到柔性框架带来的复合结构（符合frametDE膜）到一个新的配置以最小的能量。当驱动电压被施加到电极上，该复合结构改变其结构，并产生机械输出。它必须指出的是复合物结构的一个端部被固定在为了提供一个弯曲变在其自由端状一canti-杆梁，如图所示。 4.本cantilev-的弯曲角度ERED复合结构取决于驱动电压，该电介质膜的拉伸比和抗弯刚度（modu-lu的弹性，E，惯性X面积矩，I）帧的。

铰接式随着弯折2.3并行曲柄连杆机构ING执行器。我们选择了平行曲柄机构（即，平行四边形），以表现出弯曲致动器的功效基于最小能量原理在产生翻译tional输出。这种单自由度的机构转换旋转（例如，弯曲位移）输入到一个平移以稳定的方式输出，而它的两个曲柄（弯曲的致动器）保持平行和耦合链路的取向不改变。所提出的机制示于图。 5.机器人，NISM由两个弯曲致动器（2介电弹性体执行机构）扮演着两个弯曲关节内置驱动。当驱动电压被施加，如图所示。 6，这两个弯曲致动器被预期具有相同的弯曲位移精神疾病，以便产生CON组的平移运动necting栏，即垂直是在方向上与连接酒吧。 3建模和分析概念

当驱动电压被施加到DE膜中，MAX-井产生应力[2]，如以下表示：

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kmz8.html