气动人工肌肉驱动三自由度球面并联机器人关节的位置控制研究

将气动人工肌肉驱动器应用于柔索驱动三自由度球面并联机器人关节，介绍了该机器人关节的运动学模型，提出了一种简便的轨迹规划方法，建立了关节的实验测控系统，应用智能PID算法控制气动人工肌肉的位置从而实现对关节末端的位置控制，在现有的实验条件下，取得了比较满意的控制结果。     

气动人工肌肉驱动关节PID位置控制研究

气动人工肌肉是一种具有柔顺性的新型驱动器。文章在对人工肌肉及其驱动关节进行实验研究及建模的基础上，采用PID方法对人工肌肉驱动的关节进行了位置控制的研究，取得了较为理想的控制效果。     

气动人工肌肉驱动关节特性研究

气动人工肌肉是一种具有良好柔性、出力/重量比大的新型气动执行器。该文研究了由一对气动人工肌肉的组成的关节模型，分析了它的静特性，并进行了实验研究。实验结果表明气动肌肉关节具有一些独特的特性。     

气动肌肉驱动人工关节的建模研究

由气动肌肉驱动的人工关节具有重量轻、柔顺性好等特点。在关节建模中,首先需要解决气动肌肉实际特性和理论模型之间的差别,为此引入了力-压力系数和刚度系数,从而建立了实际特性和理论模型之间的联系。其次,在建模过程中为简化模型而忽略气体的流动过程及压缩性会使得理论模型的动态响应比实际模型要差。为此,考虑气动肌肉的充放气过程,建立了关节更准确的动态模型。最后,通过实验对模型进行了验证。     

气动人工肌肉并联机器人平台

提出一种基于气动人工肌肉的新型3自由度并联机器人平台,该机器人平台结构简单,具有3转动自由度。在对该新型3自由度并联机器人平台运动学和动力学特性理论分析的基础上,采用模糊变结构控制策略设计了新型3自由度并联机器人平台的两层滑模模糊变结构控制器,并建立了试验系统,开展了新型3自由度并联机器人平台的试验研究,其最大位置跟踪误差0．3 mm,当气源压力改变后,最大跟踪误差仍小于0．6 mm。试验结果表明,采用气动人工肌肉作为驱动装置设计的3自由度并联机器人平台是可行的,两层滑模模糊变结构控制策略对于该系统是适合的。     

气动肌肉驱动关节的位置控制策略研究

气动肌肉驱动关节具有柔顺性好、容易实现开环控制等优点.但是关节的位置重复精度较差,阶跃响应存在大幅振荡,不利于实际应用.为解决这个问题,对关节的闭环控制方法进行了研究.通过引入前馈控制、输入整形及非线性Pl控制,有效地提高了关节的响应速度和位置精度.     

一种气动驱动新型上肢康复机器人

结合临床康复医学理论及临床康复经验对上肢康复机器人方案进行研究,设计了一种应用于偏瘫患者康复训练的气动式上肢康复柔性机器人,进而将气动技术的安全性、柔顺性应用到康复领域中来,有效地实现了患肢由完全被动到以被动为主逐渐到以主动为主,最后康复到完全主动训练过程的适宜模式.     

气动人工肌肉外骨骼机器人位置跟踪控制

针对以气动人工肌肉作为关节驱动器的外骨骼机器人关节位置跟踪控制问题进行了研究。首先,在动力学模型的基础上,设计了上层控制器,并结合自适应控制和滑模控制方法降低了动力学参数不准确和扰动项未知对外骨骼机器人的影响;其次,基于无模型方法设计了底层关节力矩控制器,调整外骨骼机器人的关节力矩;最后,针对上述控制方案设计仿真实验与外骨骼机器人的穿戴实验。结果表明,该控制方法对气动人工肌肉外骨骼机器人的关节位置跟踪控制是有效的。     

气动肌肉及其构成的关节模型研究

气动肌肉是一种具有重量轻、功率—重量比高的新型气动柔性执行器。用变刚度弹簧模型来近似气动肌肉的特性 ,研究了气动肌肉的刚度特性 ,并分析了由一对气动肌肉构成的关节模型 ,最后通过实验对模型进行了验证。     

气动肌肉驱动关节的输入整形研究

为解决气动肌肉驱动关节在阶跃信号输入下的运动存在残余振荡的问题,提出了输入整形法。对关节的三种整形输入方式的特点进行了理论分析和试验研究。试验结果表明,选择适当的输入时滞时间和幅值可以有效地减小关节运动的残余振荡。提出的方法实现简单,效果好。     

基于FNN的气动肌肉驱动膝关节康复训练装置自学习控制

针对气动肌肉驱动的膝关节康复训练装置存在时延、非线性和时变特性.将PID控制、模糊控制和神经网络相结合,设计了基于模糊神经网络的复合控制器,并将其应用于膝关节康复训练装置的等速持续被动运动控制中.实验表明:在负载变化干扰下,该控制器具有控制精度高、抗干扰能力强等特性,对提高该类装置的控制特性有借鉴作用.     

气动位置伺服系统的建模与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示、以及执行元件在端位的机械限位动态过程的描述等,并采用Matlab/Simulink模块建立了系统仿真模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。     

模糊PID控制在气动人工肌肉位置控制中的应用

介绍了模糊PID控制算法 ,并将其应用到气动人工肌肉的位置控制中 ,实验表明 ,相对于PID控制 ,模糊PID控制器的参数在线自调整能力使位置控制的响应速度、精度都有不同程度的提高 ,消除了超调量 ,稳态无误差 ,具有很强的自适应性     

气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节结构设计与优化

根据人体肩关节的特点设计了一种气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节,推导了该仿生关节的逆运动学模型;以仿生关节最小输出转矩、气动人工肌肉输出力模型以及最大收缩率作为约束条件,以仿生关节运动范围最大为目标函数,利用遗传算法对该仿生关节的多个结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后的关节运动范围明显增大,有效提高了该仿生关节的灵活性。     

气动机器人关节位置伺服系统的研究

利用PWM控制技术、现场总线技术及分布式I／O模块PLC控制器、采用模糊自适应PID控制算法，设计了一种高速开关阀式气马达机器人关节位置伺服系统，实验结果表明，如进行深入的研究，可以获得更加稳定可靠的气动机器人关节位置伺服系统。     

基于气动肌肉仿人肩关节的运动控制

设计了一种使用气动人工肌肉作为驱动器的仿人肩关节实验装置;介绍了气动肌肉对拉关节的原理,设计了仿人肩关节的机械结构,使用PLC、角度位移传感器及高速开关阀搭建了实验装置的气动回路及控制系统,并在此基础上实现了3个自由度的闭环位置控制。实验结果表明所设计的仿人肩关节具有较好的定位运动控制效果。     

气动肌腱驱动的铰杆-杠杆增力机械手

介绍了一种以气动肌腱为驱动力的铰杆-杠杆式增力机械手的工作原理,给出了其力学计算公式,在某些生产线上,可以用该装置代替人工操作以及气缸或液压缸驱动的机械手。     

气动肌腱驱动的三次增力机构

介绍了一种气动肌腱驱动,铰杆和圆柱-双斜面相结合的增力机构,该机构综合了气动肌腱与机械增力机构的节能绿色特性,并阐述了机构的工作原理及力学计算方法。     

一种气动肌肉驱动的偏心夹具

介绍了气动肌肉的特点,阐述以气动肌肉为驱动力的偏心夹具及其工作原理,给出其力计算公式。通过计算证明,气动肌肉提供一个驱动力,该装置可获得一个20多倍于该驱动力的输出力。