氣動(dòng)肌肉位置控制策略及其驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人研究.pdf

1、氣動(dòng)肌肉是一種新型的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，有著和人的肌肉相似的驅(qū)動(dòng)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(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，適合用在仿生機(jī)器人和康復(fù)領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)動(dòng)損傷和各種疾病所引起的肢體運(yùn)動(dòng)性障礙的病人正在顯著增加，但專業(yè)的護(hù)理人員相對(duì)缺乏?？祻?fù)機(jī)器人能夠通過(guò)反復(fù)的運(yùn)動(dòng)使患者的肢體神經(jīng)得到恢復(fù)和強(qiáng)化，可以承擔(dān)起專業(yè)護(hù)理人員的職責(zé)。另外，并聯(lián)機(jī)器人具有承載能力強(qiáng)和累計(jì)誤差小等優(yōu)點(diǎn)。將氣動(dòng)肌肉用于并聯(lián)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)并用作康復(fù)

2、訓(xùn)練是一種有益的嘗試。
　　 氣動(dòng)肌肉還具有強(qiáng)非線性和參數(shù)時(shí)變性，很難對(duì)其做精確的位置控制，給其應(yīng)用帶來(lái)了困難。針對(duì)這些問(wèn)題，本文著重研究氣動(dòng)肌肉的數(shù)學(xué)模型和位置控制策略，將氣動(dòng)肌肉與并聯(lián)機(jī)器人相結(jié)合，根據(jù)腳踝康復(fù)的需要，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的腳踝康復(fù)并聯(lián)機(jī)器人的基本參數(shù)，分析了該機(jī)器人的特性，為該機(jī)器人在腳踝康復(fù)中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)腳踝康復(fù)機(jī)器人的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)結(jié)合氣動(dòng)肌肉的

3、基本特點(diǎn)，研究了氣動(dòng)肌肉的數(shù)學(xué)模型。以單根氣動(dòng)肌肉為研究對(duì)象，考慮氣動(dòng)肌肉的物理特性，將氣動(dòng)肌肉看成理想模型項(xiàng)、遲滯項(xiàng)、彈性項(xiàng)的并聯(lián)，采用實(shí)驗(yàn)的方法建立和驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型。
　　 (2)在建立的氣動(dòng)肌肉數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，提出了氣動(dòng)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(dòng)肌肉的“爬行”現(xiàn)象；增加了自組織機(jī)制，增強(qiáng)了控制器的魯棒性；增加了氣動(dòng)肌肉模型補(bǔ)償，減小了氣動(dòng)肌肉位置跟蹤中的滯后，為氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)器