气动肌肉软体手臂的刚度特性研究与实验验证

本文主要探讨了"软体手臂刚度特性分析"这一研究领域，聚焦于气动肌肉驱动的软体机器人技术。作者项超群、郝丽娜等人，来自东北大学机械工程与自动化学院，他们在2017年6月的《农业机械学报》发表了这篇论文，该刊的ISSN为1000-1298，文章编号为1000-1298(2017)06-0407-06。 软体机器人因其质量轻、功率密度高以及在人机交互中的安全性而备受关注。论文的核心创新是提出了一种采用伸长型和收缩型气动肌肉构成的可变刚度软体机器人手臂，这种设计实现了位置控制与刚度控制的解耦，这是软体机器人设计中的一个重要突破。作者对单根收缩型和伸长型气动肌肉进行了详细的刚度测试，运用最小二乘法建立了它们的气压、位移与刚度之间的关系模型，这为后续的手臂刚度建模提供了基础。 针对所设计的软体手臂，研究人员构建了手臂刚度模型，这个模型考虑了单根气动肌肉的刚度特性，并将之整合到整个手臂的力学行为中。他们搭建了一个专门的手臂刚度测试实验平台，通过实验数据验证了理论模型与实际测量的刚度变化趋势的一致性。实验结果显示，理论模型与实验模型的平均相对误差仅为3.60%，最大相对误差为6.17%，表明模型的准确性和可靠性。 关键词方面，文章强调了软体机器人、伸长型气动肌肉、收缩型气动肌肉以及静刚度模型的重要性，这些都是软体机器人技术的关键组成部分。此外，研究还关注了软体手臂刚度控制的实际应用，尤其是在人机交互中的安全性能优化。 总结来说，这篇论文深入研究了软体手臂的刚度特性，不仅提供了理论模型，还进行了实际测试验证，这对于提升软体机器人的性能、可靠性和人性化交互能力具有重要意义。这项工作对于软体机器人领域的研发者、工程师以及对人机交互技术感兴趣的读者都具有较高的参考价值。