气动肌肉并联关节高精度位姿控制研究

发布时间：2024-01-30 03:13

　　气动肌肉是一种具有类似人类肌肉输出特性的柔性执行器，它是根据人类肌肉的运动原理设计而成。气动肌肉既具有清洁、质量轻、价格低、易维护等气动元件的优点，与气缸相比，还具有较大的功率／体积比和功率／质量比，并且由于其力—位移关系特性与人类肌肉特性相似而具有很好的柔顺性。并联关节机构具有承载能力强、无累积误差、精度高和反应速度快等优点。我们提出一种结构简单的气动肌肉并联关节，采用三根气动肌肉连接运动平台和基座，使用成本低的高速开关阀来控制气动肌肉的充气量实现气动肌肉收缩，从而达到多自由度的关节转角控制。该机构充分发挥气动肌肉与并联关节机构的优点，具有功率／重量比和功率／体积比大、结构紧凑、安装方便、成本低、运动平滑、自然柔顺性好、不易损害操作对象等诸多优点，在机器人、工业自动化、仿生机械等领域中具有较好的应用前景。 但是，气动肌肉的强非线性和参数时变性以及并联关节的多输入多输出耦合影响和模型不确定，给气动肌肉并联关节的高精度控制带来挑战。首先，气动肌肉的收缩力、收缩位移和内部压力之间具有复杂的非线性关系，其收缩力不易精确获得；气动肌肉的摩擦力和滞回受压力、温度等多种因素影响，其特性很难获得：气...

【文章页数】：215 页

【学位级别】：博士

图1一1几种不同类型的气动肌肉

图1一2气动BIL肉的力一位移一压力关系曲线

图1一3气动肌肉作为执行器的几种基本使用形式

图1一气动月几肉非对称并联机器人图1一5气动肌肉球面并联机器人

本文编号：3889387