软线性气动执行器的分析与实验力学分析

软套筒执行器（SSA）最近developed as a pneumatic actuation approach for wearable and assistive robotic systems. 通过将执行器结构集成到套管状几何中，这些执行器可以在减少对外部附加层和传递机构的依赖，同时保持对 limb-shaped surfaces 的合规性方面发挥作用。然而，SSA 的力生成行为仍不充分解释，尤其是关于输出力在伸展过程中变化、外部负载影响以及轴向刚度的机械作用。本文对线性软套管执行器（LSSA）进行了分析与实验力学分析。开发了一种准静态分析模型，通过表达凈轴向力作为压力产生的贡献（来自帽子和折叠墙）减去与轴向刚度相关的力。该模型包含内部压力、投影压力面积、折叠墙几何、轴向位移以及实验拟合的轴向刚度关系。在 prescribed-extension 和静态负载实验中评估了执行器响应。在 125 kPa 时，生成的力从零伸展处约 112 N 降至 40 mm 处接近零。静态加载延迟可测力的生成并在低压和中压下降低了力的输出。结果表明，LSSA 的力生成由压力、几何、位移、负载和轴向刚度的耦合效应所支配。