[发明专利]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

权利要求书

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；

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；c是常数；n是气体物质的量；T是理想气体的热力学温度；R是理想气体常数；

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-V_R

进一步的，

其中，V_R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、致动器半径和气腔半径；l₁、R₁、r₁分别是所述气动软体致动器变形后的长度、致动器半径和气腔半径；

利用传感器检测得到所述致动器半径随输入气压的变化关系；

获取所述致动器半径和所述致动器变形前后所述传感器的电压变化，进而得到所述致动器半径和输入气压之间的关系如下：

其中，f表示电压的变量与致动器半径变量之间的关系，g表示输入气压的变量与电压的变量之间的关系，ΔU表示传感器电压的变量。

2.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述方法的步骤。

3.一种用于气动软体致动器静力学建模的系统，采用如权利要求1所述的方法进行建模，其特征在于，包括：传感器，用于提供致动器变形前后测得的电压变化。

4.如权利要求3所述的用于气动软体致动器静力学建模的系统，其特征在于，所述传感器是导电硅脂材料，均匀涂敷于所述致动器外表面，呈圆环状。

5.如权利要求3所述的用于气动软体致动器静力学建模的系统，其特征在于，还包括全局相机，用于测得所述致动器的半径变化。

6.如权利要求3所述的用于气动软体致动器静力学建模的系统，其特征在于，所述致动器是轴向收缩型和轴向伸长型。