气动肌肉驱动仿人臂的设计

设计了一个由气动肌肉驱动的仿人臂，该臂具有4个自由度，肩部采用虎克铰形式。其具有重量轻、控制容易及柔顺性好等优点。初步试验表明，该仿人臂能够基本实现人类关节的柔顺运动。     

基于nRF905的气动肌肉机械手远程遥控实现

为了实现气动肌肉机械手远距离遥感控制,设计了一种基于nRF905无线收发芯片和C8051F020单片机的远程遥控系统,根据人体手臂结构和运动方式特点搭建了一种多自由度气动肌肉机械手样机,并将远程遥控系统作用于气动肌肉机械手样机上,最后对远程遥控系统的控制区域和气动肌肉机械手关节运动进行了实验研究。实验结果表明,该远程遥控系统在室外700 m和室内100 m区域内能够较好的对气动肌肉机械手进行远程控制,并且运行可靠。     

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。     

一种气动人工肌肉驱动的七自由度仿人手臂的设计

气动人工肌肉驱动器作为一种新型的机器人驱动器,以其简单的设计和独特的仿生性一直受到人们的关注。该文设计了一种采用气动人工肌肉作为驱动器的七自由度的仿人手臂,并且通过实验,说明仿人机械手臂能够较好的实现7个自由度的运动。     

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。     

气动人工肌肉静态特性实验研究

该文设计了气动人工肌肉静态特性实验系统。通过实验分析了橡胶弹性力、橡胶筒与纤维层间的摩擦力对气动人工肌肉静态特性的影响，结果表明对气动人工肌肉理论分析的正确性，为气动人工肌肉进一步的研究奠定了基础。     

基于PLC控制的气动机械手实验装置的研制

论述了基于PLC控制的气动机械手实验装置的特点，组成，动作顺序及软件的编制。     

基于气动肌肉的多自由度关节的实验研究

该文设计了一根气动人工肌肉驱动特性实验台的计算机辅助测试系统,通过此实验台得到气动人工肌肉的内部气压和其收缩量之间的变化关系.根据实验得到驱动特性,设计了基于气动人工肌肉的机械手关节和控制系统,并通过实验得到了气动人工肌肉的气压和机械手关节转动角度的曲线关系.     

一种仿人机械手的正运动学分析

建立了一种新的适用于3R关节的运动坐标变换方法,用此方法讨论了一种七自由度仿人机械手的运动擘正问题.在MATLAB环境下.对该机械手的正运动学进行了仿真.仿真结果表明,建立的运动坐标变换新方法是正确的,该机械手运动功能完全达到了人手臂的功能.可在给定空间内实现任意位置和姿态的运动.     

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。     

Fuzzy Torque Control of the Bionic Flexible Manipulator Actuated by Pneumatic Muscle Actuators

A bionic flexible manipulator driven by pneumatic muscle actuator(PMA) can better reflect the flexibility of the mechanism.Current research on PMA mainly focuses on the modeling and control strategy of the pneumatic manipulator system.Compared with traditional electro-hydraulic actuators,the structure of PMA is simple but possesses strong nonlinearity and flexibility,which leads to the difficulty in improving the control accuracy.In this paper,the configuration design of a bionic flexible manipulator is performed by human physiological map,the kinematic model of the mechanism is established,and the dynamics is analyzed by Lagrange method.A fuzzy torque control algorithm is designed based on the computed torque method,where the fuzzy control theory is applied.The hardware experimental system is established.Through the co-simulation contrast test on MATLAB and ADAMS,it is found that the fuzzy torque control algorithm has better tracking performance and higher tracking accuracy than the computed torque method,and is applied to the entity control test.The experimental results show that the fuzzy torque algorithm can better control the trajectory tracking movement of the bionic flexible manipulator.This research proposes a fuzzy torque control algorithm which can compensate the error more effectively,and possesses the preferred trajectory tracking performance.     

气动人工肌肉驱动灵巧手的设计与研究

针对气动人工肌肉推广应用的问题,提出了一种轻小型气动人工肌肉的制作方案,并对其不同压力下的力学性能进行了试验和测试。试验结果表明,该气动人工肌肉具有高收缩率和大输出力的特性。基于该气动人工肌肉的运动特性,设计了一款欠驱动的多自由度灵巧手,并进行了多项抓取实验,验证了其多种状况下的工作能力。基于气动人工肌肉的灵巧手具有适应性强和抓取力大的特点,对气动人工肌肉的应用和机器人末端执行器的开发具有参考价值。     

高速开关阀驱动的气动肌肉关节的滑模变结构跟踪控制

建立了PWM高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的4阶SISO动态数学模型，针对实现轨迹跟踪目标，采用输入输出线性化方法得到相对阶数为3的等价系统，该等价系统零动态渐近稳定。由于系统具有参数不确定性和未建模动态特性，采用了带积分的滑模变结构控制。实验结果表明，采用基于等效降阶模型的鲁棒控制，当模型存在误差时，能在关节的整个运动范围内实现较高精度的轨迹跟踪，且对气源压力和负载变化等外加干扰具有良好的鲁棒性。     

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。     

气动人工肌肉执行系统动态特性的实验研究

通过基于实验的系统辨识方法对气动人工肌肉执行系统进行了较深入研究，指出气动人工肌肉执行系统为一个高阶系统，当系统工作在较低频率范围时，可以近似为二阶系统，为进一步研究气动人工肌肉执行系统的动态特性打下了良好基础。     

一种人形机器人气动导航主动控制系统

为解决人形机器人导航控制智能化水平较低,自适应程度不高的问题,设计了一种基于北斗导航的人形机器人气动导航主动控制系统.建立了人形机器人运动学数学模型,研发了机器人气动导航控制系统,通过国家2000坐标下导航实验,对模型和系统进行了实验验证.结果表明:建立的运动学数学模型和导航控制算法是合理的,研发的气动导航主动控制系统...     

形状记忆合金驱动的仿人腕关节机构理论与运动控制

为提高仿人腕关节的运动性能,设计了一款形状记忆合金驱动的仿人腕关节样机,采用拮抗驱动方式实现对仿人腕关节的位置控制,并在相关理论和仿真分析的基础上,通过实验证明该系统模型具有一定的精度。通过样机运动控制实验,研究了拮抗驱动方式对系统运动性能的影响。结果表明,在拮抗驱动方式的不同频率信号跟踪实验中,对于单向正弦信号,跟踪误差最小为[-0.5°, 1°],最大为[-1.5°, 1.5°];对于双向正弦信号,腕关节能实现双向连续偏转,且当信号频率为1/15 Hz时,位置误差均小于[-1.5°, 1.5°]。相比于采用单根形状记忆合金丝驱动,拮抗驱动方式有利于提升位置控制精度和双向偏转能力。     

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.