氣動人工肌肉及其在雙足機器人中的應用

1、氣動人工肌肉及其在雙足機器人中的應用,2012.4,主要內(nèi)容,仿肌肉驅動器概述 氣動人工肌肉介紹 PAM在雙足步行機器人中的應用總結及發(fā)展趨勢,,1、仿肌肉驅動器概述,機器人一般由執(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等部分組成。對于仿生機器人的驅動，電機、氣缸和液壓等常見驅動器，雖然可以實現(xiàn)仿生機器人的運動，但存在諸多弊端，也制約著仿生機器人的發(fā)展。 目前，機器人已由單一的工業(yè)應用擴展到太空探

2、索、海洋開發(fā)、軍事和反恐等領域。人們對于機器人的性能提出了更高的要求，驅動作為機器人系統(tǒng)的重要組成部分也面臨著重大挑戰(zhàn)，尤其是仿生機器人中的應用。 驅動裝置按照所使用的驅動器一般分為：電機驅動裝置、氣壓驅動裝置以及液壓驅動裝置。,1.1 常見驅動裝置比較,表：常見驅動方式優(yōu)缺點比較,正是由于現(xiàn)有驅動裝置存在上述的種種弊端，科研人員一直沒有停止研制新型驅動器的研究工作，以克服現(xiàn)有驅動裝置的種種弊端。,對于仿生機器

3、人的驅動 ：1．電機、氣缸的剛性較大，不能良好的模擬生物的柔性運動；2．電機需要齒輪等傳動裝置將旋轉運動轉為直線運動，裝置較多，效率降低；氣缸的工作狀態(tài)有限；液壓驅動器的體積過大；3．仿生機器人的未來發(fā)展方向是微小型化，對于驅動器的要求也必然是微小化，而電機、氣缸和液壓驅動器則難以達到這一要求；,1.2 生物肌肉的組成,人體全身有639塊骨骼肌，眾多肌束，約60億條呈圓柱形的肌纖維組成。每塊肌肉表面由稱作“肌包膜”的結締組織包裹

4、著。肌肉內(nèi)分布著血管和神經(jīng)，負責調(diào)節(jié)肌肉的收縮和舒張。,圖 生物肌肉的結構圖,骨骼肌對研制人工肌肉的幾點啟發(fā)： 1．肌肉直接驅動骨骼運動，不需要減速裝置和傳動元件，故傳動簡單，慣量小，工作輕便靈活；2．肌肉屬于單向力裝置，運動形式是直線往復式，肌肉總是處于部分收縮狀態(tài)以具有一定的承載能力，并有利于從“松弛”狀態(tài)向收縮狀態(tài)轉化；3．不存在機械系統(tǒng)中常見的松弛或遲緩運動，從而可以提高靈活性和效率。,生物的驅動裝置-骨骼和肌肉，與電機

5、等驅動裝置相比較，具有柔韌性好、冗余度高、傳動簡單、力/自重比大、無噪聲等優(yōu)點。而且生物肌肉具有將化學能等溫高效地直接轉換為機械能的特性，其高效率、無噪聲、無污染、體積小、柔性機構分布式直接驅動及特殊地伺服性能等特點也十分引人注目。成為新型驅動裝置的一個研究重點。 因此，上世紀60年代起，日本開始研制仿肌肉驅動器，美國海軍、NASA、DRAPA等機構也紛紛開展仿肌肉驅動器的研究。,1.3仿肌肉驅動器的分類,現(xiàn)

6、在國內(nèi)外廣泛研究使用的仿肌肉驅動器一般可以分為材料類、機械類和生物類。,材料類仿肌肉驅動器： 模擬動物肌肉收縮產(chǎn)生力的特性，利用材料在不同的外部控制下，如電壓、電流、pH值等，材料內(nèi)部的成分發(fā)生物理變化，產(chǎn)生形變和力。機械類仿肌肉驅動器: 不同于材料類仿肌肉驅動器，機械類仿肌肉驅動器都是結構發(fā)生變化，產(chǎn)生收縮和力。 生物類仿肌肉驅動器: 目前尚處于實驗室研制階段，主要是利用動物活體細胞

7、來充當驅動器。,,表 仿肌肉驅動器的分類,雖然仿肌肉驅動器種類較多，但由于成本、實現(xiàn)難易程度等因素，投入實際應用的主要有形狀記憶合金、電致收縮聚合物、壓電陶瓷和氣動人工肌肉四種。,,,,,表：四種仿肌肉驅動器與人類骨骼肌的性能比較,SMA (Shape Memory Alloy)是一種新型的功能材料，具有能量密度較高，結構簡單，集傳感、驅動和執(zhí)行功能于一體，與生物肌肉極為相似。但是輸出力較小和響應頻率較低也成為SMA與動物肌肉最為明顯的

8、差異。 EAP (Electro active Polymer) 的高柔韌性、很高的傳動應變和內(nèi)在減震能力等特性與動物肌肉十分相似。但是輸出力較小，只適用于微小型機械的驅動。 PZT (Piezoelectric Transducer) 具有結構緊湊、體積小、驅動力大、位移分辨率高、控制簡單，頻率高等優(yōu)點，其缺點是位移和輸出力較小。,2、氣動人工肌肉介紹,早在20世紀50 年代，美國

9、醫(yī)生McKibben 出于幫助手臂有殘疾的人實現(xiàn)肢體矯正目的，發(fā)明了一種驅動假肢運動的氣動執(zhí)行元件, 即McKibben氣動人工肌肉，(Pneumatic Artificial Muscle, PAM) 。 20世紀60年代開始，電動機技術由于不需要龐大的氣源供給裝置以及控制靈活、精度高而迅速取代了氣動肌肉的應用領域。 隨著機器人技術的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)氣動肌肉接近生物肌肉的特性非常

10、適合用于仿生機器人的執(zhí)行器。同時，隨著BridgeStone、Shadow、FESTO 三家公司推出了商品化的氣動肌肉產(chǎn)品，更加促進了研究人員對氣動肌肉進行新的研究以及開發(fā)氣動肌肉新的應用領域。,2.1 PAM分類,發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)各種結構形式的氣動人工肌肉：編織網(wǎng)式氣動人工肌肉、網(wǎng)孔式氣動人工肌肉和嵌入式氣動人工肌肉。其中，Mckibben型氣動人工肌肉是將編織網(wǎng)式與嵌入式相結合的結構，是當前研究和應用最廣泛的一種氣動人工肌肉。,F

11、ig. Various types of PAMs: (a) McKibben Muscle/Braided Muscle, (b) Pleated Muscle, (c) Yarlott Netted Muscle, (d) ROMAC Muscle and (e) Paynter Hyperboloid Muscle.,2.2 PAM基本結構,Mckibben型氣動人工肌肉呈筒狀編織結構，其內(nèi)部為圓柱狀的橡膠套筒，其外部為雙螺旋線編

12、織的纖維編織層，橡膠套筒和纖維編織層的兩端部與兩端的連接附件相連，兩端附件的功能不僅用于傳力，而且起密封作用。,圖 Mckibben型氣動肌肉的結構圖,圖 FESTO公司研發(fā)的氣動肌肉結構,2.3 PAM工作原理,當對橡膠套筒充氣時，橡膠套筒因彈性變形壓迫外部纖維編織層，由于纖維編織網(wǎng)剛度很大，限制其只能徑向變形，直徑變大，長度縮短。若將氣動人工肌肉與負載相連，就會產(chǎn)生收縮力；當放氣時，氣動人工肌肉彈性回縮，直徑變細，長度增加，收縮

13、力減小；但是，氣動人工肌肉在無壓狀態(tài)下輸出力為零，無承載能力；,圖 PMA工作原理示意圖,圖 PMA在恒定負載下工作,圖 PMA在恒定氣壓下工作,PMA運動的基本原理可分為兩種情況：1)恒定負載，氣壓變化情況下工作2)恒定氣壓，負載變化情況下工作,2.4 PAM建模及特性分析,氣動人工肌肉驅動特性的研究實質是建立其輸出力F、充氣壓力P以及長度L三者之間的數(shù)學模型。 但是，氣動人工肌肉的數(shù)學模型的建立比較困難：氣動人工肌肉主要

14、由橡膠與纖維組成，影響氣動人工肌肉的輸出力與許多參數(shù)有關，比如橡膠的彈性力、橡膠與纖維編織網(wǎng)的內(nèi)摩擦力、端部圓弧、溫度變化以及加載的重復次數(shù)等。氣動人工肌肉的傳動介質為可壓縮的氣體，其位移和輸出力與充氣壓力以及外負載等為非線性關系，這對氣動人工肌肉的精確控制增添了難度。 目前，國內(nèi)眾多外學者所建立的各種PAM模型，大多是在Chou的理想模型的基礎上建立了相應的改進模型。,Chou的理想

15、模型 20世紀90年代，美國的Chou和Hannaford根據(jù)熱力學第一定律的能量守恒原理，假設氣動肌肉是工作在理想狀態(tài)下，即氣動肌肉在運動過程中沒有能力損失，建立了氣動人工肌肉的理想模型。（1）氣動人工肌肉無限長；（2）纖維剛度足夠大，氣動人工肌肉的在工作過程中纖維無伸長；（3）忽略橡膠的彈性；（4）忽略橡膠與編織網(wǎng)的摩擦；,圖 氣動肌肉理想幾何模型,參數(shù)說明：b：纖維長度；n：編織纖維的圈數(shù)；

16、θ：氣動人工肌肉編織角；D ：加壓前氣動人工肌肉直徑；,氣動肌肉長度L：氣動肌肉初始直徑D：由幾何關系，氣動肌肉體積V：根據(jù)能量守恒原理，壓縮空氣的輸入功完全等于氣動肌肉收縮產(chǎn)生的輸出功，即,,,,,,,,,,,p：氣動人工肌肉容腔內(nèi)絕對壓力與環(huán)境大氣壓力差；F：為氣動人工肌肉軸向收縮力；,(1),研究學者在Chou理想模型的基礎上對模型進行了修改 ，即,式中： ε 氣動人工肌肉的收縮率： A

17、 與氣動人工肌肉有關的常數(shù)： B 與氣動人工肌肉有關的常數(shù)：,基于上述的數(shù)學模型，研究人員以McKibben型氣動人工肌肉為例進行了實驗，對氣動人工肌肉的特性進行分析。,(2),實驗 McKibben型氣動人工肌肉的參數(shù)：（1）軸向長度為340mm；（2）直徑為2.5mm~2.6mm（徑向形狀誤差0.1mm之內(nèi)）。其中，橡膠套筒具有一定的厚度，外徑為1.3m，內(nèi)徑為0.9mm；（3）纖維編織角為2

18、1°；（4）纖維編織層與橡膠套筒的間隙很小，可以忽略不計；,圖 McKibben型氣動人工肌肉實物圖,Fig. Relationship between pneumatic pressure and contraction ratio,從上圖表可以直接看出，氣動人工肌肉驅動器具有非線性位移、滯后等特性。 P=0.5MPa，ΔL=97mm，收縮率ε=97/340=0.29由公式 (2) 知，氣動人工肌肉收縮力F一定時，壓力

19、與收縮率成非線性二次關系。,,,在收縮力F測量實驗中，固定氣動肌肉驅動器兩端以保持長度不變，即收縮率ε=0。通過改變充氣壓力，使用測壓表測量收縮力F。,Fig. Experimental setup for force measurement,Fig. Relationship between pneumatic pressure and contraction force,由于PMA驅動器沒有發(fā)生形變，所以幾乎不存在滯后特性。P=0

20、.5MPa，收縮力F=14.8N由公式(2)可知，收縮率一定時，氣動人工肌肉的收縮力與充氣壓力成正比關系。,,,,,,ΔF,通過大量實驗研究，得出的實驗結果與理想模型在數(shù)值上存在較大偏差，但趨勢上基本一致，說明理論模型只是較定性地表明氣動肌肉輸出力的影響因素及關系。在數(shù)值是上出現(xiàn)上述偏差，原因在于理想模型忽略了下列因素：橡膠的彈性力橡膠與纖維編織網(wǎng)的摩擦力端部圓弧多次運動之后溫度的變化系統(tǒng)建模和控制器設計中，必須基于實

21、驗數(shù)據(jù)對理論公式進行定量修正。,Klute首次將橡膠彈性應變能的概念引入到氣動肌肉能量守恒方程中， 使得氣動肌肉的數(shù)學模型中加入了橡膠內(nèi)筒的彈性變形項。即：式中： dV-肌肉橡膠筒內(nèi)部容積的變化； Vb-肌肉橡膠材料本身所占的體積； dW-是橡膠應變能密度的變化，即單位體積橡膠材料存儲的能量；,,,在Toudu研究中，他還對Chou 的模型方程進行了修正， 引入了系數(shù)k來說明肌肉末端弧度對其收縮力

22、的影響，即 當F=0時，最大收縮量,,PAM模型的發(fā)展,3、PAM在雙足步行機器人中的應用,氣動人工肌肉是氣動驅動器的一種，氣動人工肌肉與普通的氣缸不同，它是一種新型的拉伸型氣動執(zhí)行元件。它不僅具有氣壓驅動器的一些本質特征，而且還具有自己獨特的力輸出特性。輸出力/自重比大，10倍于相同直徑氣缸所產(chǎn)生的力，相同直徑氣缸重量的1/8，適合作為運動裝置的驅動器；較高的動態(tài)特性，由于沒有運動部件，可以實現(xiàn)高速運動(最大可達

23、500m/s2和3m/s，依賴于壓力、負載和固定裝置)；定位方便，通過調(diào)節(jié)壓力可輕松實現(xiàn)工況過程中定位；結構簡單，重量輕，易于小型化；柔性好，不會損害操作對象；工作過程中產(chǎn)生的熱、噪聲等有害物質少，且適合惡劣的工作環(huán)境，包括在水下工作；價格低廉，維護方便；,表 McKibben型肌肉與生物肌肉的比較,從科學研究應用角度來看，高功率/重量比和高功率/體積比是氣動肌肉相比較于傳統(tǒng)驅動器最明顯的優(yōu)點，其次它具有柔性結構、力學性能與生

24、物肌肉相似，這使得氣動肌肉在仿生機器人、醫(yī)療康復、工業(yè)工程、航空航天等多個領域具有十分良好的應用前景。,,A. Biorobotic Applications,Shadow Biped Walker A pioneering PAM–actuated robot has been the Shadow Biped Walker by Shadow Robot Co., a life–size humanoid robot

25、that has been in development since 1988. Twenty–eight PAMs (fourteen on each leg) were acting across the eight joints of the robot, enabling a total of twelve Degrees of Freedom (DOF).,3.1 氣動人工肌肉的應用領域介紹,The Airic’s"

26、 Robotic Arm Festo AG & Co. constructed the ―Airic’s" robotic arm, which is depicted in with artificial bones and muscles. In this robot the bone structure was moved via 30 PAMs with the use of very small

27、valves based on piezo technology.,The ―”Aqua ray” robot Festo AG & Co. introduced the ―”Aqua ray" robot, a remotely controlled fish using six PAMs in three antagonistic pairs that move the two wings and the

28、 tail with the help of artificial tendons.,B. Medical Applications,A PAM–actuated isokinetic equipment The development of a PAM–actuated isokinetic equipment, designed for recovery exercises of the hip and knee join

29、ts.,A wearable power assist glove driven by rubber PAMs has been described. This device was able to assist the bending motion and increase the grasping force of the fingers through the installation of curved rubber PAMs.

30、,C. Industrial Applications,A two–DOF planar robotic manipulator that assisted in handling of heavy loads and was actuated by Pleated Pneumatic Artificial Muscles.,In the gripping process, the pneumatic artificial muscle

31、 was being fitted sufficiently close to the center of rotation of the finger, while this short muscle was being adequate to execute the clamping motion.,D. Aerospace Applications,PMAs have primarily been used in parachut

32、e system for soft-landing and steering control. While the parachute system is dropping, a ground proximity sensor continually monitors the distance between the ground and the payload . When the gas pressurizes the PMA, i

33、t contracts strongly and exerts a tension force between the suspension lines and the payload. To initiate a steering maneuver, the PMA on one side is deflated. Its length is elongated causing the parachute canopy to tilt

34、.,3.2 PAM關節(jié)驅動方式分析,PAM驅動器可以構成多種形式的驅動關節(jié)，不需要減速裝置和傳動機構。PAM只能產(chǎn)生收縮力，從根本上講是一種由氣壓控制的具有單向運動特性的直線驅動器。因此使用PAM驅動一個類似人的轉動關節(jié)，需要將PAM構成對拉機構，才能把PAM的直線運動轉換成關節(jié)的轉動。 常見的機構為人工肌肉-彈簧組合結構、一對氣動人工肌肉對拉結構。,圖 PAM驅動關節(jié)方式的對比,第一種驅動方式采用1根PAM拉1根彈簧

35、驅動過程中，由于只需要采用 1 根氣動人工肌肉，較為經(jīng)濟；只使用 1 根氣動人工肌肉拉動關節(jié)時，達到同樣的旋轉角度所需的氣動人工肌肉長度較長，一般為第二種方式中所需氣動人工肌肉長度的兩倍，這就增大了機構的尺寸，降低了整個機械結構的緊湊性；因為彈簧的可控性差，所以拉動時可能存在抖動問題；此外，由于彈簧只能被拉長，使得關節(jié)的旋轉方向性較差；第二種驅動方式采用2根PAM組成對拉機構 2根PAM通過對拉組成單自

36、由度的轉動關節(jié)，可以獲得較大的輸出轉矩，其原理類似于生物醫(yī)學中的二頭肌-三頭肌模型。,,目前，又出現(xiàn)了采用多根PAM并聯(lián)構成多自由度平臺，其姿態(tài)由改變氣動肌肉的長度來實現(xiàn)。,韓國先進科學與技術研究所研制的雙足步行機器人,基于PAM驅動的機器人存在的問題基于PAM驅動的機器人機構設計 控制系統(tǒng)設計,3.3 PAM在仿雙足步行機器人中的應用實例分析,雙足行走是步行方式中自動化程度最高、最為復雜的動態(tài)系統(tǒng)，因而也一直是仿生機器人的研究熱點

37、之一。由于雙足步行仿生機器人的質量較大，對應的驅動力也較大。PAM類型仿肌肉驅動器的輸出力大，使其成為此類機器人的常用驅動器。,基于PAM驅動的機器人存在的問題？,PAM的尺寸及空間布置,PAM最大直徑：Dmax=41mm;2根PAM間的最大距離：smax=70mm，鉸鏈半徑 r=35mm；PAM 長度L=200mm，ΔL=20%L； ΔLmax=40mm，偏轉角θ＜60°； 通常機

38、器人關節(jié)轉角為120°時才能避免行走過程中的障礙，150°時才能實現(xiàn)起坐運動。,圖 PAM驅動關節(jié)基本結構,基于PAM驅動的機器人存在的問題？,PAM控制器尺寸大小,12個控制閥，總體積約9000cm3。比例減壓閥實現(xiàn)了壓力反饋控制，簡化控制系統(tǒng)設計，但體積大、成本高、響應帶寬受限。采用高速開關閥替代比例減壓閥，高速開關閥的閥芯質量和行程都很小，因此響應速度很快，壓力損失小，便于實時控制，同時制造成本低，適合用于

39、PWM方式控制。,圖 比例減壓閥尺寸：62mm×117mm× 67mm (width× height× depth),基于PAM驅動的機器人機構設計,每條腿有6個自由度，髖關節(jié)3個，膝關節(jié)1個，踝關節(jié)2個。因此，機器人雙腿共有12個自由度。由于PMA的尺寸及結構特點，髖關節(jié)無法達到電機驅動時的緊湊結構，而是將髖關節(jié)的3個自由度進行分解，如圖所示。,,,Fig. The DOF of PMR,,,

40、控制系統(tǒng)設計,位置信息由傳感器（編碼器）測定，PMR共配置12個編碼器；主控器通過位置反饋編碼器動態(tài)地控制機器人關節(jié)的位置；由于機器人在步行過程中，不需要快速移動及關節(jié)轉角較小，系統(tǒng)配有1或2個空氣壓縮機，可提供最大氣壓值為6bar，足以驅動機器人運動；,圖 機器人控制系統(tǒng)原理框圖,控制算法有待于進一步研究！Hesselroth等采用神經(jīng)網(wǎng)絡控制氣動人工肌肉，通過訓練之后，可以達到較好的跟蹤性能。K.Osuka將氣動人工肌肉線

41、性化后，采用H∞理論設計了氣動人工肌肉控制器。日本科學家宇野元雄和則次俊郎對氣動人工肌肉位置控制系統(tǒng)的研究則表明，采用經(jīng)典的P控制器，氣動人工肌肉控制系統(tǒng)也可以獲得較好的控制效果。 由于氣動人工肌肉具有非線性及自身的柔性，對其進行精確控制比較困難。以上算法大多是基于建立的仿真模型，應用于現(xiàn)實中的機器人系統(tǒng)，仍然存在很大問題。,日本大阪大學研制的雙足步行機器人,日本大阪大學的Koh Hosoda等研制的雙足

42、機器人，選用McKibben 型PAM作為該雙足機器人的驅動器，實現(xiàn)了機器人的行走、跑、跳三種運動模式，結構簡單。,機構設計氣壓驅動設計控制系統(tǒng)設計動態(tài)行走-開關閥操作方式規(guī)劃動態(tài)跑步-開關閥操作方式規(guī)劃,機構設計,Fig. Mechanical design of a 2D biped robot that can walk, jump, and run: it has 1 hip joint, 2 knee joints,

43、and 2 ankle joints. All the joints are antagonistically driven by elastic pneumatic actuators.,機器人踝關節(jié)處有4根PAM，分為2組，膝關節(jié)處各有2根PAM，髖關節(jié)有2根PAM，總共14根PAM 。,氣壓驅動設計,Fig. A pneumatic actuator and air design for the biped robot; the

44、actuator is controlled by a 3-position solenoid valve with a closed center position.,控制系統(tǒng)設計,Fig. Configuration of the 2D biped robot driven by pneumatic actuators,Mckibben型PAM，共需14根PAM， L=0.2m，D=0.04m P=0.7Mpa時F=80

45、0N高速開關閥VQZ1000(SMC)，重量0.84Kg，共需14個高速開關電磁閥。主控制器采用Renesas Technology公司生產(chǎn)的H8微處理器芯片，接收和處理傳感器傳送的信號，并控制高速開關閥的通斷。氣源為兩瓶CO2氣體，每一瓶重量為0.7Kg，氣壓為1.2MPa。機器人配置的電源質量為0.1Kg。在機器人足部底部安裝有接觸開關來監(jiān)控機器人的運動方式。,動態(tài)行走-開關閥操作方式規(guī)劃,Fig. Proposed va

46、lve operation scheme for dynamic walking. The knee and ankle extensor muscles of the swing leg are filled with a certain amount of air at the commencement of the walking trial, and are not operated during the experiment

47、. The muscles of the stance leg are also not operated as well. Valve operation is initiated by the touch signal from the sensor embedded on the sole. stance leg swing leg,,,,,,,,,,,Fig. A walking sequ

48、ence: the average walking cycle, the average stride, and the average velocity were 1.38 (s), 0.35 (m), and 0.51 (m/s), respectively. Air pressure was 0.6 (MPa). The robot could walk more than 30 steps.,工作氣壓：P=0. 6 MPa行走

49、一個循環(huán)平均時間：t=1.38s平均步幅：s=0. 35 m平均行走速度：v=0. 51m /s,動態(tài)跑步-開關閥操作方式規(guī)劃,Fig. Proposed valve operation scheme for running,跑步運動的開關閥的操作方式規(guī)劃相比于行走運動來說較復雜。其中，髖關節(jié)的肌肉運動和行走方式中的肌肉運動相同。,,,,,,,,,,,Fig. A running sequence: the flight time

50、and speed were 0.12 (s) and 1.13 (m/s), respectively. Air pressure was 0.6 (MPa). It could run at most 5 steps.,工作氣壓：P=0. 6 MPa空中停留時間：t=0.12s跑步速度：v=1. 13m /s,4、總結及PAM發(fā)展趨勢,與傳統(tǒng)驅動器相比較，氣動人工肌肉具有功率/重量比大、功率/體積比大較為顯著的優(yōu)點，同時其柔性結

51、構、力學性能與生物肌肉相似，使得其廣泛應用于諸多領域，尤其是在仿生機器人中的應用。 氣動人工肌肉也存在一些缺點，如：氣動人工肌肉與傳統(tǒng)氣動執(zhí)行元件相比較，行程較??；氣動人工肌肉的變形為非線性環(huán)節(jié)，具有時變性。且其傳動介質為可壓縮的氣體，其位移和輸出力與充氣壓力以及外負載等為非線性關系，準確控制其位移較困難；,發(fā)展趨勢：基本特性和模型研究 氣動肌肉的基本特性和模型

52、是控制和應用的基礎，雖然它的結構簡單，但是內(nèi)部機理卻十分復雜，這是由于氣動肌肉工作過程中存在非彈性變形和摩擦力影響，導致精確建模十分困難。新型結構和相應元件的研究 目前的氣動人工肌肉仍然存在著一些不足之處，為了進一步改善氣動人工肌肉的性能，很多學者從不同的應用角度做了改進，包括降低摩擦力、雙作用驅動、多自由度、小型化、集成化、便攜驅動源等方面?？刂撇呗匝芯?由于氣動肌肉自身的非線性