氣動人工肌肉驅(qū)動仿人肘關(guān)節(jié)的設(shè)計與控制.pdf

1、隨著仿生學(xué)和機(jī)器人學(xué)的不斷發(fā)展，仿人機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、服務(wù)及娛樂等多個領(lǐng)域中，目前對于仿人機(jī)械手的研究也在不斷地深化發(fā)展。氣動人工肌肉作為一種新型的驅(qū)動器，適合驅(qū)動仿人機(jī)械手，從而減輕仿人機(jī)械手的重量和成本，增加其柔順性、靈活性。
　　 本文以氣動人工肌肉和其驅(qū)動的肘關(guān)節(jié)為研究對象，建立了氣動人工肌肉的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)學(xué)模型，并將氣動人工肌肉應(yīng)用于仿人肘關(guān)節(jié)的驅(qū)動上，進(jìn)一步針對氣動人工肌肉驅(qū)動的肘關(guān)節(jié)，結(jié)合模糊控制和PID控

2、制，提出了模糊PID控制，并利用MATLAB的SIMULINK工具箱，對系統(tǒng)的控制算法進(jìn)行仿真。
　　 第一，回顧了氣動人工肌肉的發(fā)展歷史，總結(jié)了氣動人工肌肉國內(nèi)外主要的研究現(xiàn)況，建立了氣動人工肌肉比較完整的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)學(xué)模型。
　　 第二，介紹了氣動人工肌肉在仿人機(jī)械手臂中的各種安裝方式以及各種方式的優(yōu)缺點；并在此基礎(chǔ)上，提出了仿人肘關(guān)節(jié)的設(shè)計方案，設(shè)計了采用PLC、氣動高速開關(guān)閥和角度傳感器等組成的仿人肘關(guān)節(jié)氣動系統(tǒng)