三自由度仿生肩關節動力學建模與仿真控制分析
根(gen)據人(ren)體肩關(guan)節運(yun)(yun)動運(yun)(yun)動特性(xing),提出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)由氣動人(ren)工(gong)肌(ji)肉(PMAs)傳動的(de)(de)(de)(de)解藕型并聯(lian)(lian)肩關(guan)節。應用(yong)(yong)螺旋理論對(dui)三(san)(san)自由度并聯(lian)(lian)機(ji)構進行了(le)自由度分析(xi)。基(ji)于并聯(lian)(lian)機(ji)構反解易(yi)求特性(xing),建立了(le)機(ji)構的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動學(xue)模(mo)型,并利用(yong)(yong)拉格朗(lang)日建立了(le)機(ji)構的(de)(de)(de)(de)動力學(xue)模(mo)型。通過仿真控制(zhi)試驗,使用(yong)(yong)計算力矩法能較好控制(zhi)三(san)(san)自由度并聯(lian)(lian)機(ji)構的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動,同(tong)時也驗證了(le)動力學(xue)模(mo)型的(de)(de)(de)(de)正確性(xing)。
氣(qi)動(dong)(dong)人工肌(ji)(ji)肉(PMA)是一(yi)種傳(chuan)動(dong)(dong)器,相比于其(qi)他傳(chuan)動(dong)(dong)器,PMA體積小、輸(shu)出(chu)力/質(zhi)量比大,類似于人體肌(ji)(ji)肉,已經被的(de)(de)(de)應用(yong)于仿生領域,并(bing)(bing)取(qu)得(de)好(hao)多的(de)(de)(de)成果。相比較于串(chuan)聯(lian)機(ji)構而言,并(bing)(bing)聯(lian)機(ji)構承載力強,累計誤差小以(yi)及剛度大,并(bing)(bing)且它的(de)(de)(de)反解易求(qiu),便于實時(shi)控制。并(bing)(bing)聯(lian)機(ji)構的(de)(de)(de)動(dong)(dong)力學(xue)研(yan)究理(li)論(lun)基本是沿用(yong)串(chuan)聯(lian)機(ji)構動(dong)(dong)力學(xue)的(de)(de)(de)理(li)論(lun)。迄(qi)今為止,已有(you)牛(niu)頓(dun)-歐拉、拉格朗日以(yi)及凱恩等經典(dian)動(dong)(dong)力學(xue)方程應用(yong)到并(bing)(bing)聯(lian)機(ji)構的(de)(de)(de)動(dong)(dong)力學(xue)研(yan)究中(zhong)。