氣動肌肉位置控制策略及其驅(qū)動并聯(lián)機器人研究.pdf

1、氣動肌肉是一種新型的氣動驅(qū)動器，有著和人的肌肉相似的驅(qū)動特性，具有順從性、柔性、重量輕、輸出力/自重比大、功率/體積比大和價格低等優(yōu)點，適合用在仿生機器人和康復領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計，運動損傷和各種疾病所引起的肢體運動性障礙的病人正在顯著增加，但專業(yè)的護理人員相對缺乏。康復機器人能夠通過反復的運動使患者的肢體神經(jīng)得到恢復和強化，可以承擔起專業(yè)護理人員的職責。另外，并聯(lián)機器人具有承載能力強和累計誤差小等優(yōu)點。將氣動肌肉用于并聯(lián)機器人的驅(qū)動并用作康復

2、訓練是一種有益的嘗試。
　　 氣動肌肉還具有強非線性和參數(shù)時變性，很難對其做精確的位置控制，給其應用帶來了困難。針對這些問題，本文著重研究氣動肌肉的數(shù)學模型和位置控制策略，將氣動肌肉與并聯(lián)機器人相結(jié)合，根據(jù)腳踝康復的需要，設(shè)計了氣動肌肉驅(qū)動的腳踝康復并聯(lián)機器人的基本參數(shù)，分析了該機器人的特性，為該機器人在腳踝康復中的應用奠定了基礎(chǔ)。
　　 氣動肌肉驅(qū)動腳踝康復機器人的主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)結(jié)合氣動肌肉的

3、基本特點，研究了氣動肌肉的數(shù)學模型。以單根氣動肌肉為研究對象，考慮氣動肌肉的物理特性，將氣動肌肉看成理想模型項、遲滯項、彈性項的并聯(lián)，采用實驗的方法建立和驗證了該數(shù)學模型。
　　 (2)在建立的氣動肌肉數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，提出了氣動肌肉的位置控制策略。所提出的控制器以模糊控制為基礎(chǔ)，改善了氣動肌肉的“爬行”現(xiàn)象；增加了自組織機制，增強了控制器的魯棒性；增加了氣動肌肉模型補償，減小了氣動肌肉位置跟蹤中的滯后，為氣動肌肉驅(qū)動的并聯(lián)機器