气动肌肉仿生关节柔度分析与机构优化设计

• 作者: 王斌锐 程苗 邵丹璐 金英连
• 来源期刊: 系统仿真学报
• 学科: 工学
• 关键词: 仿生关节 气动肌肉 柔度 优化设计 仿真
• 年，卷（期）: 2013,（12）
• 所属期刊栏目: 仿真技术应用
• 页码范围: 2967-2972
• 分类号: TP242
• 语种: 中文

摘要

为明确机构参数对关节仿生特性的影响,通过旋转变换矩阵,求得气动肌肉相对伸缩量与关节摆角之间的精确模型;利用单根气动肌肉的动力学模型,建立了仿生关节力矩方程,通过提取弹性力矩,推导得到摆角与弹性力矩比值的柔度公式.搭建了SimMechanics仿真平台;仿真得到不对称对气动肌肉伸缩总量的影响,及不等高和不对称对匀莲摆动中关节柔度的影响曲线.针对人体手臂,优化设计了肩关节和肘关节的机构参数.针对右侧气动肌肉最大收缩状态,逆f向反求左侧气动肌肉参数,以保证左右侧气动肌肉同时达到最大伸缩量.与传统方案对比表明:优化的肩关节摆角范围提高7％,尉关节提高42％;气动肌肉伸缩总量最大可减小7％;仿生关节特性更接近人类上肢体关节.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	金英连	中国计量学院机电工程学院	43	246	9.0	13.0
2	王斌锐	中国计量学院机电工程学院	78	377	10.0	15.0
4	邵丹璐	中国计量学院机电工程学院	5	8	2.0	2.0
5	程苗	中国计量学院机电工程学院	2	8	1.0	2.0