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

本文介绍了人工肌肉的产生背景,分析了生物肌肉的特性,概述了国内外对人工肌肉的研究状况,并举出了一些利用气动人工从的应用实例。     

气动人工肌肉驱动特性实验研究

该文设计了气动人工肌肉驱动特性实验台的计算机辅助测试系统。此实验系统可以对气动人工肌肉的内部气压，张力及其收缩量进行精确的测量与控制，实验表明此实验台操作简单，实验数据准确。利用该实验台，进行了气动人工肌肉驱动特性的实验，分析了人工肌肉3个参数间的关系。     

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。     

气动人工肌肉并联驱动多自由度平台的系统设计

采用一种新型的气动驱动器——气动人工肌肉来并联驱动一个新型的多自由度平台，并以高速电磁开关阀来控制气动人工肌肉。从而实现了一种新型、经济实用的多自由度平台。文章对系统中的气路设计、计算机控制系统和测量方式进行了详细的描述。     

单片机控制脉宽调制在气动调压阀中的应用

介绍了使用C8051F310单片机的捕捉比较模块中的脉宽调制方式,通过软件编程控制两个高速开关阀,以及由压力传感器组成的闭环系统,以实现对气动调压阀的比例控制。     

气动人工肌肉并联平台自适应模糊CMAC姿态跟踪控制

着眼类人机器人的腰部应用,设计了一种气动人工肌肉三自由度并联平台。引入一种自适应模糊CMAC(AFCMAC),实现了并联平台的姿态控制。通过规划输入空间,实现了AFCMAC对迟滞力、气压波动等不确定因素和非线性耦合因素的感知。离散抗饱和PID并行监督和离线辨识避免了在控制运行初期出现较大的跟踪误差和气压波动,从而使AFCMAC的在线实时自学习调整成为可能。进行了定点转动姿态跟踪实验和抗干扰实验,实验结果表明,AFCMAC具有较好的姿态控制性能和在线学习调整能力。     

基于气动柔性驱动器的手腕运动康复装置

针对传统的手腕康复训练器存在柔性不足,结构复杂,成本高昂等问题,基于一种可产生弯曲变形的气动柔性驱动器,设计出一种手腕运动康复装置。阐述了气动柔性驱动器和手腕康复装置的设计与制作方法,实验结果表明该手腕康复装置能有效地驱动手腕做运动康复训练,并具有很好的柔性。     

气动肌腱驱动的气-液集成传动装置

介绍了一种气动肌腱驱动的双作用双级气-液集成传动装置的工作原理,给出了其输出流量与输出压力的计算公式.与同类装置相比,该装置结构简单紧凑,技术性能较为完善.     

气动肌肉并联关节的位姿轨迹跟踪控制

针对多输入多输出的气动肌肉并联关节,建立包含任务空间负载动态方程、容腔压力动态方程和高速开关阀平均流量方程的多阶动态系统数学模型。为保证气动肌肉并联关节系统良好动态特性的同时具有高精度的位姿轨迹跟踪,采用基于非连续投影算法的自适应鲁棒控制策略。该策略通过自适应参数估计来消除因气动肌肉并联关节系统动态数学模型的参数未知而引起的较大参数不确定,通过鲁棒反馈来消除因气动肌肉的伸缩力模型误差、摩擦力时变和关节系统的不可知干扰等引起的严重非线性不确定,且控制器基于反推设计,对多输入多输出的多阶耦合动态系统具有很好的适用性。试验结果表明：所研究的气动肌肉并联关节阶跃响应的静态误差小于0.09°,连续轨迹跟踪的标准误差小于0.15°,且具有较强的自适应性和鲁棒性。     

气动人工肌肉驱动单关节机械臂的自抗扰控制

针对气动人工肌肉驱动单关节机械臂存在严重的非线性问题,提出一种自抗扰控制策略,来改善单关节机械臂的控制效果。对于给出的不精确系统模型,首先利用跟踪微分器安排输入信号的过渡过程,从而有效地解决了系统的快速性和超调之间的矛盾;其次利用扩张状态观测器观估计出系统状态以及系统的非线性和外部扰动,并对其进行补偿;最后设计了带扩张状态补偿的非线性误差反馈控制器来保证系统的闭环响应性能。实验结果表明,该控制方法在气动单关节机械臂关节关节角度控制方面具有良好的控制效果。     

新型气动人工肌肉驱动踝关节矫正器设计

针对脑卒中患者踝关节存在的异常步态问题,以一对对抗气动人工肌肉作为驱动,以流量比例阀为控制元件,研究设计了一种新型气动人工肌肉驱动踝关节矫正器,帮助患者完成日常运动康复训练。文中叙述了矫正器的机械结构、气动回路和控制系统的构成,并制作了实验样机。经实验验证,该矫正器可以较好地完成对正常人的行走步态跟踪,达到康复训练的目的。     

基于气压传动的偏心夹紧装置

介绍了偏心夹紧机构与有杆气压缸组成的夹紧装置,给出了相应的力学计算公式。该组合机构提供了一种解决偏心轮的旋转运动与气缸活塞往复直线运动相结合问题的方案,结构简约大方,可以有效地代替人力去夹紧工件。     

气动肌腱驱动的肘杆-杠杆增力双工位并行高效夹紧装置

创新设计了一种由气动肌腱驱动的基于肘杆和恒增力杠杆的角度和长度力放大效应的双工位高效夹具。该机构用结构极为简单、柔性好、输出力与直径比大、输出力与重量比高的气动肌腱来代替传统的刚性气缸,通过与传统气缸驱动方式相比较,发现其夹紧效果更显著,系统结构更紧凑,同时符合绿色节能新理念,值得推广。     

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。     

气动肌肉驱动的膝关节康复训练装置等速运动实验研究

设计了气动肌肉驱动的膝关节康复训练装置,用质量块模拟不同人群小腿质量,对其进行了等速持续被动运动和等速主动抗阻运动实验研究.实验结果表明,该装置能够实现不同人群膝关节的等速持续被动运动和等速主动抗阻运动训练,运动速度和角度范围均可调,其施加于肢体的阻力可随着患者用力的大小而变化,具有良好的柔顺性.