氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、氣動(dòng)人工肌肉是由纖維包裹著的橡膠管和連接在兩端端蓋組成，當(dāng)充入壓縮空氣后，氣動(dòng)人工肌肉在軸向上收縮徑向上膨脹，與此同時(shí)產(chǎn)生收縮力。與電器和液壓驅(qū)動(dòng)器相比，氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)迅速、功率/質(zhì)量比高、功率/體積比高，并且具有類似于生物體肌肉的柔順性。正是由于這些優(yōu)勢(shì)，氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用廣泛，尤其在恢復(fù)治療和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域,所以氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)器的研究對(duì)于其應(yīng)用具有重要推動(dòng)作用。
　　本課題以氣動(dòng)人工肌肉及其驅(qū)動(dòng)控制的并聯(lián)機(jī)構(gòu)

2、作為研究內(nèi)容，主要工作如下：
　　首先，研究了氣動(dòng)人工肌肉工作原理，建立了基于功能原理的人工肌肉靜態(tài)模型和氣動(dòng)人工肌肉BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)模型，搭建了靜態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較了兩種模型的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　然后，根據(jù)三元素現(xiàn)象模型（收縮系數(shù)、彈性系數(shù)和阻尼系數(shù)），研究了FESTO公司DMSP系列的氣動(dòng)人工肌肉動(dòng)態(tài)特性，通過實(shí)驗(yàn)表達(dá)了這三個(gè)參數(shù)與氣壓和負(fù)載關(guān)系，結(jié)果表明收縮力系數(shù)與氣壓為線性關(guān)系，彈性系數(shù)與負(fù)載在高壓區(qū)為線性關(guān)系，

3、阻尼系數(shù)在高壓區(qū)基本不變。
　　最后，根據(jù)要求設(shè)計(jì)了氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的三自由度轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，研究了該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，給出了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中力矩平衡條件，推導(dǎo)了該并聯(lián)機(jī)構(gòu)速度和加速度關(guān)系，建立了基于凱恩法的，搭建控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)，根據(jù)功能原理研究的靜態(tài)模型構(gòu)建控制系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較了開環(huán)和閉環(huán)兩種控制效果。
　　本課題研究了氣動(dòng)人工肌肉靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型和其驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，本文對(duì)人工肌肉有了更深入的理解，提高了人工肌肉控