29、柔性机器人弯曲末端执行器的设计验证与评估

柔性机器人弯曲末端执行器的设计验证与评估

1. 设计验证

设计验证是任何原型开发中的关键步骤，它确保原型按照预期（根据设计验收标准）制造。

1.1 设计参数验证

在进行设计参数验证之前，我们对 BEE 进行了运动学和数学分析，以确定理论值，从而评估原型的性能。具体计算和相关图示如下：
- 理论最大弯曲角度 ：关节处的理论最大弯曲角度计算公式为 $\theta_{max} = 2 \arctan(\frac{h_0}{D})$。代入 $h_0 = 2.6$ mm 和 $D = 6.0$ mm，可得 $\theta_{max} = 46.4$ 度。
- 静止时的肌腱长度 ：计算公式为 $L_0 = N (H + h_0)$，其中 $N$ 是重复的主导管段和连接器段的数量。代入 $H = 3.6$ mm 和 $N = 4$，得到 $L_0 = 24.8$ mm。
- 弯曲后的肌腱长度 ：弯曲后的理论肌腱长度计算公式为 $L_{short} = h_0 \cos(\frac{\theta_{max}}{2}) - d \sin(\frac{\theta_{max}}{2})$ 和 $L_{long} = h_0 \cos(\frac{\theta_{max}}{2}) + d \sin(\frac{\theta_{max}}{2})$。代入 $\theta_{max} = 46.4$ 度、$L_0 = 24.8$ mm、$H = 3.6$ mm 和 $d = 3.9$ mm，可得 $Total L_{short} = 15.6$ mm，$To