王　鈺，ＲａｙＰ�保营保龋幔睿�佟河亭

青島大學機電工程學院，山東青島

青島大學自動化工程學院，山東青島

摘　　　要：針對氣動人工肌肉（ＰＡＭ）驅動器，將機器人受驅關節的轉角位置誤差、位置誤差變化速率和負載變化等，作為控制器的內環反饋量，建立了一種能自適應調節比例壓力閥輸入控制量大小的算法，模擬人類手臂兩點間的運動特點，同時通過外環反饋的角位置，控制電磁開關閥的開合，使受控關節能快捷、穩定和準確地定位于目標位置，解決了由于氣體的可壓縮性，以及ＰＡＭ自身的粘滯彈性等固有問題，帶給ＰＡＭ驅動器難以準確定位控制的難題。

關　鍵　詞：氣動人工肌肉；外骨骼機器人；定位控制

１　引　言
目前，對于各種類型的機器人而言，其肢體關節的運動驅動器，不外乎電機、液壓缸、汽缸，以及氣動人工肌肉（ＰｎｅｕｍａｔｉｃＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＭｕｓｃｌｅ，ＰＡＭ）幾種類型，根據不同的工況和使用要求，前３種類型的驅動器均已有廣泛的應用。而對于外骨骼式理療康復助力機器人，ＰＡＭ所具有的一些獨特性能（下節將給出詳細論述），使其面對喪失肢體運動功能，而欲通過理療康復的患者來說，它所表現出來的舒適性和安全性，已成為一種理想驅動器的選擇，因此國外許多研究者推出了各種類型的ＰＡＭ［１］。然而，正是由于ＰＡＭ所具有的類人肌肉的優點，反使其在對關節的驅動控制過程中，想要達到快捷、穩定和準確的效果，變成一項十分具有挑戰性的課題。本文在對ＰＡＭ特性深入了解的基礎上，提出了算法與硬件相結合的“軟�灿病� 綜合控制方法。該方法將關節的運動分為順重力與逆重力方向兩類，綜合考慮了位置誤差、位置誤差變化速率和負載的變化等因素，算法能自適應這些因素的變化，自主地調整輸入控制量的大小。較后，通過對電磁開關閥開合的控制，使關節無需任何反復調控，即可準確定位在誤差允許的范圍內。

登錄網站后可下載文件