三自由度仿生肩關(guān)節動(dòng)力學(xué)建模與仿真控制分析
根據人體肩關(guān)節運動(dòng)運動(dòng)特性,提出了一種由氣動(dòng)人工肌肉(PMAs)驅動(dòng)的解藕型并聯(lián)肩關(guān)節。應用螺旋理論對三自由度并聯(lián)機構進(jìn)行了自由度分析?;诓⒙?lián)機構反解易求特性,建立了機構的運動(dòng)學(xué)模型,并利用拉格朗日建立了機構的動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)仿真控制試驗,使用計算力矩法能較好控制三自由度并聯(lián)機構的運動(dòng),同時(shí)也驗證了動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
氣動(dòng)人工肌肉(PMA)是一種驅動(dòng)器,相比于其他驅動(dòng)器,PMA體積小、輸出力/質(zhì)量比大,類(lèi)似于人體肌肉,已經(jīng)被的應用于仿生領(lǐng)域,并取得好多的成果。相比較于串聯(lián)機構而言,并聯(lián)機構承載力強,累計誤差小以及剛度大,并且它的反解易求,便于實(shí)時(shí)控制。并聯(lián)機構的動(dòng)力學(xué)研究理論基本是沿用串聯(lián)機構動(dòng)力學(xué)的理論。迄今為止,已有牛頓-歐拉、拉格朗日以及凱恩等經(jīng)典動(dòng)力學(xué)方程應用到并聯(lián)機構的動(dòng)力學(xué)研究中。