生活小事
12液压与气动2020年第8期doi:10.11832/j.issn.1000-4858.2020.08.003
怎么自我介绍气动肌腱拮抗式仿生关节建模与运动控制
艾宁义，杨冬，李铁军，马涛
(河北工业大学机械工程学院，天津300132)
摘要：从仿生角度出发，基于人体手指关节的骨骼结构和肌肉发力特点，设计出一种气动肌腱驱动、腱传动的拮抗式仿生关节。针对气动肌腱的高度非线性特性，通过搭建实验平台，测试肌腱性能，采用最小二乘法建立单根气动肌腱的数学模型。基于该关节采用腱传动特点，建立关节力矩输出模型。建立关节位置/刚度解算模型，根据关节位置、关节刚度及关节输出力矩解算气动肌腱理论输入压力。采用模糊PID算法和传统PID算法实现对该关节位置闭环控制、关节刚度开环控制。实验结果表明，2种方法均能较好的跟随关节刚度，同时模糊PID算法的位置控制精度明显优于传统PID算法。
关键词：气动肌腱；腱传动；位置/刚度控制；模糊PID；试验验证
亲子游戏室内中图分类号:TH138;TP241:TP273文献标志码：B文章编号：1000-4858(2020)08-0012-10
Modeling and Motion Control oS Antaaonistie Bionic Joint Driven by
Pneumatic Muscles Actuators
AI Ning-yi,YANG Dong,LI Tie-jun,MA Tao
(School oS Mechanicol Engineering,Hebei University oS Technoloay,Tianjin300132)
Abstract：From the perspective of bionics,bad on the bone structure and the muscle strengtC characteristics of human Onger soints,a bionic joint is designed.This joint is bad on the pneumatic muscles actuators actuation and the tendon transmission.Due to tCe highly nonlineas characteristics of the pneumatic muscles actuators,the performance test is cer rie d out on the experiment platform.the mathematicel modC of a single pneumatic muscles aGiuaioacsiablcshed byuscngiheleasisquaaemeihod.Bad on iheGhaaaGieacsicsotiheiendon iaansmc s con, ihe io aque ou ipu i model o t ihe io cn i cs es iabl cshed.AGGo ad cng io io cn i pos cicon,iocnisic t ne s and iocnidacecng ioaque,iocniposcicon jsic t ne s ssGalulaicngmodelcsbucliioGompuieiheoaeicalpae s uaeotpneumaic musGles actuators.The f uzzy PID algorithm and tCe traditional PID algorithm are adopted.Both of algorithms realiae the clod-loop centroi of joint position and the open-loop controi of joint stiWness.The experimental results show tyat botli of algorithms are able to follow te joint position controi precision of the fuzzy PID lgorithm cs ob ecously supe aco a io iha io tihe iaad ciconal P DD algo acihm.
Key words:pneumatic muscles actuators,tendon transmission,position/stimness control,fuzzy PID,experimental eeactctaicon
引言
美学之父
形容老师的成语手是使人类具有高度智慧的重要器官，也是人类与环境交互的重要环节。随着社会对机器人技术需求不断增加，仿人机械手的研发工作得到了迅猛发展。其中驱动技术是仿生机械手研发的关键技术。由于直流电机具有输出力矩大、运动速度快、控制精度高等优
收稿日期：2019-11-08
番马舞西风基金项目：国家重点研发计划(2018YFB1306902)；国家自然科学基金重点项目(U1813222)；河北省自然科学基金(E2019 202338)海纳百川书法作品>复方醋酸地塞米松
作者简介：艾宁义(1995—)，男，山东德州人，硕士研究生，主要从事建筑机器人、柔顺控制方面的研究工作。
