基于氣動柔性驅(qū)動器的氣動柔性關(guān)節(jié)及其應(yīng)用研究.pdf

1、 本論文研究一種新的氣動人工肌肉——氣動柔性驅(qū)動器(FPA)，并在此基礎(chǔ)上研制適合于多指靈巧手設(shè)計的各種氣動柔性關(guān)節(jié)即氣動柔性彎曲關(guān)節(jié)、氣動柔性球關(guān)節(jié)和氣動柔性扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及氣動柔性手指。論文在系統(tǒng)地綜述了國內(nèi)外機器人多指靈巧手及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，完成了以下的系列研究工作?！　∈紫?，論文分析和對比了國內(nèi)外研究的幾種典型氣動人工肌肉執(zhí)行器，指出了它們各自的優(yōu)點和不足。在此基礎(chǔ)上提出了新型氣動柔性驅(qū)動器，并以此為基礎(chǔ)研制出了可用于

2、模擬人體關(guān)節(jié)運動的氣動柔性彎曲關(guān)節(jié)、氣動柔性扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及氣動柔性球關(guān)節(jié)?！　〗又撐膶贔PA的氣動柔性彎曲關(guān)節(jié)及其控制技術(shù)進(jìn)行了研究。在分析彎曲關(guān)節(jié)變形的基礎(chǔ)上，建立了其靜態(tài)模型和動態(tài)模型；分別采用PID算法、模糊控制算法和神經(jīng)PID控制算法對彎曲關(guān)節(jié)進(jìn)行實驗研究；理論分析和實驗結(jié)果表明經(jīng)典PID控制算法響應(yīng)速度快、精度相對較低，在對響應(yīng)時間沒有苛刻要求的情況下，可以采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制技術(shù)，以進(jìn)一步提高控制精度。

3、　　此外，論文對基于FPA的氣動柔性球關(guān)節(jié)及其控制技術(shù)進(jìn)行了研究。建立了該關(guān)節(jié)的靜態(tài)模型和動態(tài)模型。利用霍爾元件設(shè)計了霍爾傳感器，用于球關(guān)節(jié)位姿測控系統(tǒng)設(shè)計。并采用PID控制、模糊控制和模糊PID控制算法對球關(guān)節(jié)進(jìn)行控制研究，以實現(xiàn)對關(guān)節(jié)運動的有效控制。理論分析和實驗結(jié)果與彎曲關(guān)節(jié)的所得結(jié)果非常相似，即PID控制算法響應(yīng)速度快、精度相對較低，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能控制技術(shù)，可提高控制精度?！　〗又?，論文根據(jù)手外科解剖學(xué)研究了人類手指