三自由度仿生肩關(guān)節(jié)動力學(xué)建模與仿真控制分析
根據(jù)人體肩關(guān)節(jié)運動運動特性,提出了一種由氣動人工肌肉(PMAs)驅(qū)動的解藕型并聯(lián)肩關(guān)節(jié)。應(yīng)用螺旋理論對三自由度并聯(lián)機構(gòu)進行了自由度分析?;诓⒙?lián)機構(gòu)反解易求特性,建立了機構(gòu)的運動學(xué)模型,并利用拉格朗日建立了機構(gòu)的動力學(xué)模型。通過仿真控制試驗,使用計算力矩法能較好控制三自由度并聯(lián)機構(gòu)的運動,同時也驗證了動力學(xué)模型的正確性。
氣動人工肌肉(PMA)是一種驅(qū)動器,相比于其他驅(qū)動器,PMA體積小、輸出力/質(zhì)量比大,類似于人體肌肉,已經(jīng)被的應(yīng)用于仿生領(lǐng)域,并取得好多的成果。相比較于串聯(lián)機構(gòu)而言,并聯(lián)機構(gòu)承載力強,累計誤差小以及剛度大,并且它的反解易求,便于實時控制。并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)研究理論基本是沿用串聯(lián)機構(gòu)動力學(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)典動力學(xué)方程應(yīng)用到并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)研究中。