可全向弯曲的软体驱动设计与运动仿真开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

软体机器人作为机器人领域的一个新兴分支，近年来受到越来越多的关注。

与传统的刚性机器人相比，软体机器人具有更高的灵活性和适应性，能够更好地适应复杂多变的环境和任务需求，因此在医疗、勘探、救援等领域展现出巨大的应用潜力。

本选题的研究目标是设计一种可全向弯曲的软体驱动器，并对其进行运动仿真分析。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，软体机器人技术得到了迅速发展，涌现出许多新型的软体驱动器，如气动人工肌肉、形状记忆合金驱动器、电活性聚合物驱动器等。

然而，现有的软体驱动器大多只能进行单向或平面弯曲，限制了软体机器人的运动能力和应用范围。

因此，开发可全向弯曲的软体驱动器成为当前研究的热点和难点。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.可全向弯曲软体驱动器设计：根据设计需求，确定驱动器的基本结构，并选择合适的材料，对其进行力学性能分析，以确保驱动器能够满足弯曲性能和负载能力的要求。

2.软体驱动器制造工艺研究：探索高效、低成本的软体驱动器制造工艺，并进行性能测试，以验证其可行性。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解软体机器人、软体驱动器、可全向弯曲结构等方面的研究现状，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.设计与建模阶段：根据研究目标和需求，设计可全向弯曲软体驱动器的结构，并选择合适的材料，利用有限元分析软件对其进行力学性能分析，优化设计方案。

同时，建立驱动器的运动学模型，描述其运动行为和变形规律，并开发相应的控制算法。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.设计一种新型可全向弯曲软体驱动器结构，能够实现三维空间内的任意方向弯曲，突破了传统软体驱动器只能进行平面弯曲的限制，极大地扩展了软体机器人的运动能力和应用范围。

2.探索高效、低成本的软体驱动器制造工艺，并进行性能测试，以验证其可行性，为软体机器人的实际应用提供技术支持。

3.建立驱动器的运动学模型，描述其运动行为和变形规律，并开发相应的控制算法，实现对驱动器运动的精确控制，提高了软体机器人的运动精度和控制性能。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.孙浩, 刘静, 阮健, 等. 软体驱动器研究进展[j]. 机械工程学报, 2022, 58(17): 1-23.

2.莫勇, 张帆, 陈柏. 气动软体驱动器研究进展[j]. 机械工程学报, 2021, 57(14): 1-19.

3.李俊杰, 张永顺, 彭海军, 等. 面向软体机器人的气动驱动技术研究进展[j]. 力学进展, 2021, 51(5): 910-938.