基于人工肌肉的机器人驱动关节设计与研究_应申舜.pdfVIP

DO I :10.13973/j .cnki .robot.2008.02.010 　第 30 卷第 2 期 机器人　ROBOT Vo.30, No.2 　2008年 3 月 March, 2008 :1002-0446 (2008)02-0 142-05 应申舜, 秦现生, 任振国, 冯华山, 王战玺 (西北工业大学机电学院, 陕西西安　7 10072) 　:提出一种基于人工肌肉的新型驱动关节设计方法, 于提高机器人的驱动性能.通过定义关节结构的 笛卡儿坐标系统, 建立了反映关节结构参数与工作空间、结构强度、动力学特性之间关系的数学模型.在上述分析的 基础上, 采 多目标规划算法对驱动关节进行优化设计, 并给出相应的设计变量、目标函数、约束条件和求解方法. 最后, 将该方法应 于某四足机器人髋关节的设计过程.仿真结果表明, 基于人工肌肉的新型驱动关节具有良好的 强度、灵巧度和承载能力. :人工肌肉;驱动关节;多目标规划;运动解耦 :　TP242　　　　:　A DesignandResearchofRobotDrivingJointBasedonArtificiaMusces YINGShen-shun, QINXian-sheng, RENZhen-guo, FENGHua-shan, WANGZhan-xi (SchooofMechatronic,sNorthwesternPoytechnicaUniversit,yXian7 10072, China) 　Abstrac:tInordertomiprovethedrivingperformanceofexistingrobo,tanartificia-musce-basedmethodisproposedto designnovedrivingjoint.sFirsty, theCartesiancoordinatesystemofthejointmechanism isdefined, andamathematica modeisconstructedtoexpressthereationshipsamongthestructureparameter,sworkspac,estructureintensity, anddy- namicafeaturesofthedrivingjoints.Basedontheseanayse,samuti-objectiveprogrammingagorithmisthenutiizedto optimizethedesignofthedrivingjoint,sandsuchreevantfactorsasthedesignvariabe,sobjectivefunction, constraint conditionsandsoutionmethodarepresentedindetai.Finay, theproposedmethodisappiedtothesciaticjointdesignof aquadrupedrobo,tandthesmiuationresutsprovetheadvantagesoftheartificia-musce-baseddrivingjointintermsof strength, dexterity, andcarryingcapacity. 　Keywords:artificiamusce;drivingjoin;tmuti-objectiveprogramming;movementdecouping 1　 (Introduction) 高能量密度, 适 于机器人操作臂;文[3]应 交流 伺服系统直接驱动技术, 设计出高性能的机器人关节 机器人的关节驱动系统是机器人的重要