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三自由度仿生肩關節動力學建模與仿真控制分析

2021-2-23 05:05

根據(ju)人(ren)體肩關節運(yun)動(dong)(dong)運(yun)動(dong)(dong)特(te)(te)性(xing),提出了一種由(you)(you)氣動(dong)(dong)人(ren)工肌(ji)肉(PMAs)驅動(dong)(dong)的解(jie)藕型(xing)(xing)并聯(lian)肩關節。應用螺(luo)旋(xuan)理論對三自(zi)由(you)(you)度并聯(lian)機構(gou)(gou)(gou)進(jin)行了自(zi)由(you)(you)度分析。基(ji)于并聯(lian)機構(gou)(gou)(gou)反(fan)解(jie)易求特(te)(te)性(xing),建立了機構(gou)(gou)(gou)的運(yun)動(dong)(dong)學模(mo)(mo)型(xing)(xing),并利(li)用拉格朗日(ri)建立了機構(gou)(gou)(gou)的動(dong)(dong)力(li)(li)學模(mo)(mo)型(xing)(xing)。通(tong)過仿真控(kong)制(zhi)試驗,使用計算力(li)(li)矩法能較好控(kong)制(zhi)三自(zi)由(you)(you)度并聯(lian)機構(gou)(gou)(gou)的運(yun)動(dong)(dong),同時也驗證了動(dong)(dong)力(li)(li)學模(mo)(mo)型(xing)(xing)的正確性(xing)。


  氣動人工肌肉(rou)(PMA)是一種驅(qu)(qu)動器,相(xiang)比于(yu)其(qi)他驅(qu)(qu)動器,PMA體積(ji)小(xiao)(xiao)、輸(shu)出力/質量比大(da),類似于(yu)人體肌肉(rou),已(yi)經(jing)(jing)被的(de)應用于(yu)仿(fang)生領(ling)域(yu),并(bing)取得好(hao)多的(de)成果。相(xiang)比較于(yu)串聯(lian)(lian)機(ji)(ji)構(gou)(gou)而言(yan),并(bing)聯(lian)(lian)機(ji)(ji)構(gou)(gou)承(cheng)載(zai)力強,累計誤差小(xiao)(xiao)以及剛度大(da),并(bing)且(qie)它的(de)反解易求,便于(yu)實時控制。并(bing)聯(lian)(lian)機(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)動力學(xue)研究理(li)(li)論(lun)基本(ben)是沿用串聯(lian)(lian)機(ji)(ji)構(gou)(gou)動力學(xue)的(de)理(li)(li)論(lun)。迄今(jin)為止,已(yi)有牛頓-歐拉、拉格朗日以及凱恩等經(jing)(jing)典動力學(xue)方程應用到并(bing)聯(lian)(lian)機(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)動力學(xue)研究中(zhong)。

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